Как правильно настроить и пользоваться тепловизором для обследования зданий

Тепловизор – это прибор, предназначенный для определения теплового излучения на исследуемой поверхности. Метод исследования – бесконтактный, он обеспечивает бесперебойную работу при изучении движущихся объектов. Устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности.

Принцип действия тепловизора основан на преобразовании энергии инфракрасного излучения в электрический сигнал, который усиливается и воспроизводится на экране индикатора. Распределение температуры отображается на дисплее тепловизора как цветовое поле, где определенной температуре соответствует определенный цвет. Как правило, на дисплее отображается диапазон температуры видимой в объектив поверхности.

Тепловизор

На каком расстоянии работает тепловизор

Тип устройства влияет и на то, на каком расстоянии работает тепловизор. Наблюдательные приборы определяют животное или человека за сотни метров. Измерительные устройства требуют более близкого расположения к объекту измерения. Расстояние зависит от характеристик конкретной модели и используемых объективов. Обычно фокусный диапазон составляет от нескольких сантиметров до нескольких метров (в среднем не более 25).
Чтобы повысить дальность действия, применяется телеобъектив. Если же нужно обследовать длинное здание, но отойти так, чтобы оно целиком вошло в кадр, невозможно, используется широкоугольный объектив.

Тепловые потери способны значительно повысить расходы на отопление. Чтобы определить, где находятся утечки тепла, можно проверить здание или сооружение тепловизором. Тепловизионная проверка помещения, выполненная специалистом, называется энергоаудитом. Такая диагностика помогает отследить, как хорошо справляется теплоизоляция дома, а также увидеть, не перегреваются ли электроприборы, нет ли протечек в коммуникациях и т.д. Но перед тем как приступить к работе, следует разобраться, как пользоваться тепловизором.

Целевые задачи тепловизоров в видеонаблюдении

Познакомившись со всеми особенностями тепловизоров и физическими принципами тепловизионного наблюдения, можно перейти к описанию задач, которые решаются с использованием данного оборудования в системах безопасности.

Принцип получения изображения тепловизионной камерой определяет специфику ее использования в сфере безопасности. Выделим основные задачи, для которых имеет смысл использовать камеры данного типа:

обнаружение в отсутствии какого бы то ни было освещения любой тепловизор, вне зависимости от конструктивных особенностей, может обнаруживать объекты в абсолютной темноте. Это позволяет обеспечить как скрытое наблюдение за объектами, так и экономить на дополнительном освещении на периметре. Сделаем важную оговорку — фиксация объектов в темноте возможна, если температура предмета отличается от температуры фона, на котором находится предмет. К этому обстоятельству мы ещё вернёмся;
контроль за обширными пространствами на дальних подступах к объекту для фиксирования движения объекта, допустим, человека, достаточно получения контрастного изображения размером всего в несколько пикселей, теоретически расстояние детектирования может быть весьма большим, до нескольких километров. Эта особенность позволяет обеспечить качественное обнаружение целей на дальних подступах к объекту защиты, в т.ч. на обширных пространствах: акватория, открытое поле, горы и т.п.;
работа в сложных метеоусловиях тепловизор «видит» сквозь туман, снег и дождь. Дальность обнаружения целей в этом случае падает, иногда в несколько раз, но это не идет ни в какое сравнение с тем, что обычная камера практически полностью перестает видеть даже в условиях легкого тумана;
противодействие саботажу представим себе ситуацию, что злоумышленники хотят лишить «глаз» охрану объекта и направили пучок яркого света в обычную камеру. Камера будет засвечена, охранник конечно это заметит, но что происходит в наблюдаемой области понять будет невозможно — сколько злоумышленников, как они вооружены, что они делают. Такая ситуация с тепловизором не произойдет — ослепить его не возможно.

Тепловизор — уникальное решение, не имеющее альтернатив

Главное преимущество применения тепловизора можно сформулировать следующим образом — обнаружение объектов на большом расстоянии в темноте в отсутствии источников искусственного освещения, в т.ч. в сложных метеоусловиях.

Заменить тепловизор в определенного рода задачах может разве что радиолокатор. И такие проекты тоже есть. Однако проблема радиолокатора в том, что он не может обеспечить приемлемое визуальное представление объекта.

Изображение, получаемое с тепловизора хоть и отдаленно, но все-таки похоже на то, что мы получаем с обычной камеры.

Решаемые тепловизором задачи кажутся фантастическими! Это именно то, что нужно в системах безопасности. Высокая стоимость тепловизора может с лихвой окупиться за счет экономии на количестве устанавливаемого оборудования, работах по установке, электропитании осветителей. Это может сподвигнуть проектировщика системы видеонаблюдения к тому, чтобы заменить обычные камеры на периметре тепловизорами.

В связи с этим важно сказать об ограничениях применения тепловизора тепловизионных камер.

Основные принципы работы с тепловизором

Тепловизор иначе называется инфракрасной камерой. Это устройство, улавливающее тепловое ИК-излучение для преобразования его в видимое изображение. Такая картинка выводится на экран прибора. Она окрашивается теми оттенками, которые соответствуют температуре исследуемого объекта. Другое название изображения — термограмма.

Перед тем как начать работать тепловизором, нужно правильно подготовиться:

соблюсти условия проведения проверки — подобрать подходящее время, погоду;
убедиться, что двери с окнами здания закрыты;
освободить территорию от мешающих объектов — машин, больших предметов, посторонних людей, т.д.;
отапливать дом в течение двух-трех дней.

Для точности интерпретации результатов понадобится измерение температуры и влажности воздуха снаружи и внутри здания. Перед работой прибор настраивается: устанавливается верхняя, нижняя температурная отметка, диапазон термозахвата, уровень тепловой защиты.

Снаружи сканируются все основные поверхности сооружения, его главные составные части. Кроме фасада к ним относятся окна, двери, крыша, фундамент. Если постройка имеет несколько этажей, проверка начинается с нижнего. Внутри помещения обследуются по часовой стрелке. Отправная точка — входная дверь.

Полученные снимки — термограммы — сохраняются на внутреннюю память для дальнейшего исследования. Области с высокой температурой окрашиваются в оранжево-красные, желтые оттенки, вплоть до белого. Места с холодными участками обозначаются голубым, синим, фиолетовым цветами, до черного. На основе полученных измерений делается вывод о наличии или отсутствии серьезных дефектов теплоизоляции, о том, как работают защитные меры, нет ли протечек. При необходимости даются рекомендации о повышении энергоэффективности здания.

Важно правильно подобрать измеритель. Для строительных целей (проверка теплоизоляции) достаточно приборов, верхняя граница которых — +350 градусов Цельсия. Для проверки электросетей, промышленных установок верхний предел должен быть выше +350 градусов. На металлургических производствах, литейных заводах, в стекольной, энергетической промышленности целесообразнее высокотемпературные тепловизоры, способные улавливать температуру свыше +1000 градусов Цельсия. Рекомендую выбирать аппарат, имеющий 25% запаса температурного диапазона.

Особенности применения

Использование при ликвидации пожаров и проведении аварийно спасательных работ

Сравнение тепловизора и прибора ночного видения

Сравнение прибора ночного видения с тепловизором

Видим людей через дым

Тепловизор позволяет увидеть людей через дым

Остаток теплового следа

Поиск человека по тепловому следу оставленному по месту его касания на мебели, полу (в зависимости от условий следы сохраняются около 5 минут)

Применение тепловизора в промышленности

Использование тепловизора при поиске горючих, ядовитых жидкостей (сжиженных газов) в емкостях

Тепловизор не способен видеть через стекло автомобиля

Применение в энергетике проверка проводки под напряжением

Тепловизор способен видеть скрытую электропроводку под напряжением и различать неравномерность распределения температуры в электропроводах

Краткая инструкция для начала работы с тепловизором

Коротко о том, как пользоваться тепловизором, говорится в инструкции, которой сопровождается прибор. Указания для каждой модели могут несколько различаться. Порядок работы зависит от исследуемого объекта.

Для обследования частного дома на предмет тепловых утечек необходимо:

отойти от здания на расстояние не более чем 25 метров;
найти ракурс, при котором объект не закрывается растениями, автомобилями, камнями, другими препятствиями;
включить устройство, направить объектив или локатор на изучаемый объект;
после наведения фокуса прибор нужно зафиксировать на несколько секунд;
сохранить полученную термограмму в памяти устройства.

Передвигаясь в другое место для дальнейшей съемки, не нужно менять настройки. Частотность, диапазон, другие параметры должны оставаться прежними. Рекомендую убедиться, что после каждой смены ракурса снятые данные сохранены.

Инструкции изучения электроустановок несколько шире. Перед тем как использовать тепловизор, нужно надеть средства индивидуальной защиты — резиновые перчатки, каску, т.д. Это особенно важно, если требуется определить, нет ли повреждений в электрической сети, поскольку поможет уберечься в случае их наличия.

Порядок действий:

нужно отойти на расстояние не больше 70 сантиметров от изучаемого объекта;
после включения аппарата настраивается максимальная чувствительность;
для тестирования прибор направляется сначала на обесточенный кабель, затем — на питаемый, результаты должны отличаться;
убедившись, что тепловизор работает правильно, можно приступать к детальному обследованию.

Главное — не прикасаться к проверяемому оборудованию или установке даже при наличии средств защиты. Не стоит трогать в том числе закрытые узлы и коробы. Напоминаю, что полученные термограммы нужно сохранять. Все изображения, на которых обнаружены неисправности объекта, должны сохраняться с аннотациями (текстовыми или голосовыми), в которых указывается точное местоположение дефекта, например, номер опоры, расстояние от точки подключения на кабеле, т.д.

Требования к специалисту, который проводит диагностику тепловизором

Если проверить частный коттедж, дачный домик или пристройку можно самостоятельно — зачастую достаточно убедиться, что нет явных изъянов в теплоизоляции — то полноценный энергоаудит с точным выявлением каждого дефекта должен проводить специалист. Он точно знает, как правильно пользоваться тепловизором, каким нормативным документам (СНиПы, ГОСТы) должны соответствовать результаты, как их интерпретировать.

Человек, проводящий обследование тепловизором, соответствует следующим требованиям:

он точно знает, как функционирует устройство, как и для чего меняются настройки;
у него есть все требуемые допуски и лицензии;
прибор, которым специалист обследует здание или сооружение, должен быть проверен, о чем свидетельствует соответствующая отметка в техпаспорте;
специалист знает, что не стоит проводить проверку во время дождя или снега — сильные осадки способны исказить результат;
аудитор в точности соблюдает требования к условиям наружной, внутренней температуры;
если проверка проводится повторно, расстояние от объектива до объекта сохраняется прежним.

Важное свидетельство профессионализма аудитора — его допуск к платным проверкам обязательно должен содержать цену предоставляемой услуги.

Как измерять температуру человека

Измерение температуры тела человека является, наверное, одной из самых важных функций тепловизора. Ведь от этого зависит жизнь и здоровье людей. Поэтому такой прибор должен обладать большой точностью. Их погрешность составляет не более 0.5 °С. А измерение производится с расстояния от 1 до 1.5 м, что является безопасным для медицинского работника, если человек инфицирован.

Медицинские тепловизоры имеют достаточно большой объем встроенной памяти и могут сохранить до 100 000 тепловизионных изображений с данными конкретных людей. А входящая в комплект тренога позволяет устанавливать их, например, на проходных предприятия.

Условие для проведения проверки тепловизором

Чтобы полноценный энергоаудит дал достоверную информацию с грамотными рекомендациями, перед тем как пользоваться тепловизором для обследования зданий, нужно соблюсти ряд условий.

Они включают не только предварительную подготовку, но и выбор подходящей погоды:

Обследование не проводится при сильном ветре. Желательно проверять здание в полном безветрии, однако по разным источникам допустим ветер скоростью 2-7 м/с. Более сильные порывы приведут к смещению тепловых утечек, что сделает невозможным определение их положения в точности до миллиметра.
Не должно быть осадков. Легкий туман зачастую не приводит к искажению результатов, однако дождь, снег, плотная туманная завеса задерживает инфракрасное излучение, поэтому измерение получается неточным.
Перед обследованием здание не должно освещаться солнечными лучами в течение нескольких часов. В идеале следует выждать не менее 12 часов после заката — обычно проверка проводится ранним утром, но можно изучить дом и вечером, если день был пасмурным. Главное — исключить вероятность влияния на результат нагрева стен солнечными лучами.

Инфракрасное излучение не проходит через стекло и воду, в том числе распыленную. Тем не менее нагретое стекло отразится на термограмме как более светлая область. Зеркало же почти полностью отразит тепло, как и видимое изображение.

знай больше

У вас есть вопросы?

Напишите!

Я на связи прямо сейчас!

Что дешевле — один тепловизор, или несколько видеокамер?

Сразу оговоримся, что вопрос вне контекста задачи абсолютно некорректен. Тепловизор, как было сказано ранее, решает иные задачи, и сравнивать его напрямую с обычной камерой неверно. Однако именно в такой формулировке вопрос звучит достаточно часто, поэтому сформулируем задачу максимально одинаково для тепловизора и камер.

Задача:
Требуется обеспечить обнаружение объектов на прямом участке периметра в 500 метров в условиях отсутствия внешних источников освещения в нормальных погодных условиях с вероятностью решения задачи 50%.
Решение с использованием тепловизора:

Два тепловизора AXIS Q1932-E 19 mm, два коммутатора TFortis PSW-2G, сопутствующее оборудование, материалы и работы.

Стоимость решения: 1 143 696 р. (подробная смета)

Решение с использованием видеокамер и ИК подсветки:

Восемь камер AXIS P1365-E Mk II, восемь прожекторов AXIS T90B20 IR-LED, три коммутатора TFortis PSW-2G, сопутствующее оборудование, материалы и работы.

Стоимость решения: 1 161 539 р. (подробная смета)

Из расчетов видно, что стоимость решения задачи защиты и обнаружения целей на периметре с использованием тепловизоров и камер сопоставимы. Решение на тепловизорах даже немного дешевле. Значит ли это, что теперь стоит повсеместно переходить на тепловизоры? Конечно же нет. Задачи, решаемые тепловизорами и камерами, значительно отличаются, и принимать решение о тактике охраны объекта следует из контекста угроз.

Можно ли телефон использовать как тепловизор

С развитием тепловизионной техники появились миниатюрные приборы, подключаемые к мобильным устройствам. Благодаря этому для выявления тепловых утечек дома достаточно смартфона или планшета. Правда, пока такие измерители уступают в качестве и точности «полноценным» тепловизорам, даже самым дешевым, но чтобы выявить некачественный монтаж окон, дверей, теплоизоляционных материалов, их возможностей хватит.

Чтобы превратить смартфон в тепловизионное измерительное средство, нужно купить такой мобильный гаджет и скачать соответствующее ему приложение. Однако можно ли телефон использовать как тепловизор, только лишь установив программку? Увы, нет. Линзы телефонной камеры сделаны из стекла, а оно ИК-лучи не пропускает. Для их улавливания и преобразования в термограмму требуется специальная матрица, которой в смартфоне нет. Поэтому все приложения, обещающие показать термографическую картинку без мобильного тепловизора — всего лишь имитации, розыгрыши. Рекомендую внимательно читать описание каждой программки, обычно разработчики это уточняют.

Калибровка тепловизоров

Чтобы проводить полноценный энергоаудит, требуется не только обучение с получением лицензии, но и калибровка тепловизора. Она проводится специализированными лабораториями с применением эталонных средств. Процедура особенно важна для приборов, не внесенных в государственный реестр. Калибровка гарантирует точность исследований — после нее результатам можно доверять.

Откалибровать можно тепловизионные средства любых типов. Проверка может быть внеплановой или периодической.

Действующие метрологические стандарты предписывают проверять и при необходимости калибровать тепловизор не реже раза в год:

устройство осматривается внешне;
при первичном осмотре проверяется электрическая плотность изоляции;
также при первой проверке исследуется сопротивление изоляции;
проверяется работа всех доступных режимов;
определяется угол поля зрения;
выявляется угловое или пространственное разрешение;
уточняется температурный диапазон;
выявляются погрешности;
определяется порог температурной чувствительности;
измеряется неравномерность чувствительности устройства по полю;
проверяется сходимость показаний.

После проверок, калибровок, настроек специализированные центры выдают свидетельство, соответствующее установленным правилам. Результаты обследования протоколируются. Свидетельство содержит название тепловизора, серийный номер, информацию о пользователе. Документ дает право использовать прибор в профессиональных целях в течение года, затем тепловизор снова понадобится проверить.

Технические характеристики

Как и любой прибор измерения, работа инфракрасного пирометра характеризуется определенными параметрами. Выбор определенной модели осуществляется по их значениям. Рассмотрим самые важные из них.

Оптическое разрешение

Он определяет площадь объекта, на поверхности которого измеряется температура. Он напрямую зависит от угла объектива устройства. Чем он больше, тем значительнее будет площадь измерения температуры. При этом учитывается расстояние до объекта.

Главным условием проведения точного измерения является наложение пятна только на материал поверхности. В случае превышения площади значение температуры будет неточным. Оптическое разрешение – это величина отношения диаметра пятна прибора к расстоянию до объекта. В зависимости от модели оно может быть равным от 2:1 до 600:1. Последнее относится к классу профессиональных устройств, применяемых для снятия показаний нагрева поверхности в тяжелой промышленности. Для бытовых и полупрофессиональных пирометров оптимальный показатель равен 10:1.

Рабочий диапазон

Определяется параметрами пирометрического датчика. В большинстве случаев он составляет от -30°С до 360°С. Учитывая, что теплоноситель в системе отопления может иметь максимальную температуру до 110°С, для бытовых целей можно применять практически все виды пирометров.

Погрешность

Указывает степень колебаний значений температуры в зависимости от точности настроек устройства. В среднем допускаются отклонения около 2% от нормированного показания.

Коэффициент излучения

Это отношение мощности температурного излучения при текущей температуре к такому же параметру эталонного абсолютно черного тела. Для неблестящих материалов он составляет 0,9-0,95. Поэтому большинство устройств дистанционного измерения температуры настроены именно на это значение. Однако, если попытаться ими измерить степень нагрева поверхности блестящего алюминия, то значение на индикаторе будет значительно отличаться от фактического.

Для точности измерения многие модели оборудуются лазерной указкой. Световое пятно располагается не в центре, а указывает оптимальную границу области измерения.

Как пользоваться

После приобретения прибора необходимо внимательно ознакомиться с инструкцией. Несмотря на несложные правила эксплуатации, неправильные действия могут привести к значительным искажениям температурных значений. Порядок измерения степени нагрева материала с помощью пирометра:

Включить устройство.
Направить раструб на измеряемую поверхность.
С помощью лазерной указки определить границу пятна измерения.
После активации на экране появятся значения температур. В зависимости от модели они могут быть записаны в память устройства или будут заменены значениями следующих измерений.

Как видно, на практике пирометром может пользоваться каждый. Поэтому он становится обязательным прибором измерения для работников компаний, занимающихся проектированием и монтажом автономных систем отопления.

Настройка тепловизора

По умолчанию большинство приборов работают в автоматическом режиме, которого достаточно для получения общего представления о ситуации. Авторежим дает черновую термограмму. Для более точного изучения деталей, выявления нюансов необходима ручная настройка тепловизора. Используемый режим зачастую отображается в верхнем правом углу экрана.

Ручной выбор параметров не представляет большой сложности, главное — разобраться в предназначении кнопок, пунктов меню. Подробности того, как настроить тепловизор, содержатся в инструкции, идущей с конкретной моделью. Для примера рассмотрим измерители производства Fluke.

Авторежим включается по умолчанию, он отображается сверху справа как AUTO. Для перехода в ручной режим нужно нажать кнопку F2 и выбрать MANUAL. Другой способ переключения — нажать и удерживать несколько секунд кнопку F1.

В ручном режиме MANUAL можно снова нажать F2 для выбора уровня LEVEL и диапазона SPAN. Выбрав настройку, снова нажимаем эту же кнопку, чтобы выбрать увеличение INCREASE или уменьшение DECREASE параметра.

Ручной режим помогает:

определить место нагрева электрооборудования — для этого диапазон SPAN ставится на минимум, а уровень LEVEL увеличивается до тех пор, пока на картинке не останется лишь необходимая видимая область;
повысить контрастность термограммы, когда известна разница температур между изолированным и неизолированным местом — для этого в SPAN задается эта температурная разница, а в LEVEL — температура изолированной стены;
определить, когда температура в постоянно изменяющейся системе достигает определенного уровня, например, в паровой ловушке;
получить четкое изображение, несмотря на мешающие посторонние объекты, которые можно обойти ручными настройками.

Для более полного охвата ситуации рекомендую сохранять термограммы как ручного, так и автоматического режима. Автонастройки показывают общий контекст ситуации, а ручные — более конкретное содержание проблемы.

Как производят тепловизионное обследование

Тепловизионное обследование (совместное использование тепловизора и аэродверь)

Важнейшую роль играет тепловизионное обследование в строительстве при проведении утеплительных работ, потому что наличие отдельных мест с сильными тепловыми потерями может свести на нет все усилия по теплоизоляции остальной поверхности. На практике это приводит не только к увеличению энергопотребления в помещении, но и к промерзанию или отсыреванию конструкций, что может привести к их скорейшему разрушению, порче внутренней отделки или содействовать неблагоприятному микроклимату в помещениях, образованию плесени, появлению грибка, что может отрицательно сказаться на здоровье проживающих в таком здании.

Для жилых помещений в многоквартирных коммунальных домах проведение тепловизионного обследования может способствовать выявлению мест утечки тепла через окна и входные или балконные двери, а так же эффективность работы нагревательных приборов. Такие дефекты жильцы могут исправить в индивидуальном порядке. Выявленные тепловые утечки в несущих конструкциях индивидуально устранить невозможно, так как утепление стен квартир изнутри по теплотехническим расчетам оказывается неэффективным и даже приводит к ухудшению микроклимата в помещении. Единственным вариантом остается внешнее утепление всего дома.

Обследование дома тепловизором (термограмма коттеджа на экране тепловизора)

Для владельцев индивидуальных домов и коттеджей использование тепловизора для улучшения теплоизоляции помещений более продуктивно, так как они вольны в установке внешней теплоизоляции. Однако стоимость тепловизоров велика и может достигать нескольких сот тысяч рублей, а цена отдельных моделей с большой матрицей доходит до нескольких миллионов. Поэтому покупка приборов для одноразового обследования дома зачастую нерентабельна. На этот случай можно прибегнуть к услугам фирм, предлагающих тепловизоры в аренду за несколько тысяч рублей в сутки.

Некоторые предлагают к прибору и специалиста, который быстро и качественно проведет исследования и даст необходимые рекомендации, правда за чуть большую цену, обычно, около 10 000 рублей.

Заказывать услуги по тепловизионной диагностике лучше в прохладное время года, когда разница температур на улице и в квартире или загородном доме значительна и составляет более 15°C. Летом проводить «тепловизионку» практически бесполезно из за малой разницы температур. Но не стоит отчаиваться, нет безвыходных ситуаций, нагнать в помещение холодный воздух можно при помощи уникальной системы — «аэродверь», в местах выхода холодного воздуха нагнетаемого аэродверью, тепловизор будет фиксировать температурные колебания в местах с плохой теплоизоляцией.

Топ 10 вопросов от пользователей тепловизоров

Какую температуру регистрирует тепловизор

То, какую температуру регистрирует тепловизор, зависит от приобретенного устройства. Они бывают стационарными и переносными, а также наблюдательными и измерительными.

Стационарные модели

зачастую обладают наибольшим температурным диапазоном. Они используются в промышленности, где нужно следить за горячими технологическими процессами. Такие приборы «видят» до +2000 градусов Цельсия. Они охлаждаются жидким азотом.

Переносные модели

более компактные. То, при какой температуре работают тепловизоры такого типа, зависит от класса. Они могут быть бытовыми, имеющими предел до +150°C, строительными, верхняя отметка которых +350°C, промышленными и высокотемпературными с пределом выше +1000°С. Нижняя граница в разных аппаратах составляет -20…-50 градусов.

Все описанные устройства относятся к измерительным, поскольку они определяют точную температуру.

В отличие от измерительных наблюдательные модели

отличаются небольшим диапазоном, но высокой чувствительностью. Зачастую они формируют монохромное изображение, поскольку главная их цель — дать четкую картинку, на которой отображаются люди, животные или их температурные следы. Это оборудование применяется в охране, охоте, спецподразделениях для обнаружения посторонних, злоумышленников или добычи.

Где лучше проверять дом, внутри или снаружи

Тепловизионное обследование здания проводится с обеих сторон. Идеальный вариант — аудит, включающий 30% наружных снимков и 70% внутренних термограмм. Наиболее важны внутренние картинки, сделанные с максимально близкого расстояния от обследуемого объекта.

В каких помещениях можно использовать тепловизор

Инфракрасные камеры подходят для обследования любых отапливаемых помещений. Они определяют качество теплоизоляции, выявляют дефекты монтажа дверей, окон, электрических приборов. Это особенно полезно перед покупкой недвижимости.

Что можно проверить

ИК-камера проверяет изменения температуры поверхности материала. Устройство подходит для обследования:

дверей;
дверных коробок;
оконные рамы, их уплотнители;
кровля;
перекрытия;
пол;
стены.

Как расположить камеру

Желательно перед тем, как использовать тепловизор, убедиться, что он расположен перпендикулярно по отношению к изучаемому объекту. Чтобы получить наиболее точный результат, объектив должен располагаться максимально близко к исследуемой точке, насколько позволяет фокус.

Можно ли обнаружить влажные места

Да. Теплопроводность влажных материалов выше, чем у сухих. Это отображается на термограмме. Так определяются места протечек в коммуникациях, прорехи изоляции, области образования плесени без снятия отделки или покрытия.

Как расшифровать результаты и что их искажает

Внутри помещений наиболее внимательно проверяются углы. Они всегда холоднее, чем середина потолка или стен. Приемлемой считается разница температур в углах и середине поверхности в 2-3 градуса. Если же на улице 0°C, внутри в центре стены 20°C, а в углах 8-12°C, то это говорит об отсутствующей или недействующей теплоизоляции.

При наружной проверке результаты искажаются во время плотного тумана или осадков. Капли воды поглощают инфракрасное излучение. Также информация будет некорректной, если здание нагрето солнцем.

В какое время суток применять ИК-камеру

Частый вопрос — работает ли тепловизор днем. Да, работает, однако лучше избегать дневных проверок, особенно в солнечные дни. Солнце сильно нагревает поверхности, поэтому результат будет искаженным. Лучше диагностировать дома перед рассветом или поздним вечером, через несколько часов после заката.

Что лучше — купить тепловизор или заказать обследование

Зависит от цели. Если нужно проверить дом или квартиру перед покупкой либо ремонтом, то выгоднее заказать выезд профессионала на объект с тепловизором. Заказывая обследования тепловизором у меня, услуга вам обойдется от 8 тысяч рублей — при том, что его покупка обошлась бы в 15-20 тысяч. Если же планируется профессиональная деятельность по энергоаудиту, то придется купить тепловизор соответствующего класса по цене от 60 тысяч рублей.

Критерий Джонсона

Внимательный читатель заметит, что когда мы говорим о работе тепловизора, то в основном применяем термин «обнаружение». А как быть с распознаванием и идентификацией? Насколько хорошо тепловизионная камера справляется с этими задачами?

Прежде всего стоит напомнить, что вкладывается в понятия обнаружения, распознавания и идентификации, когда речь идёт о наблюдении в обычных условиях, т.е., в видимом световом спектре. Этот вопрос рассматривается нами в отдельном материале, здесь сформулируем кратко:

Обнаружение – определение типа объекта (человек, автомобиль)
Распознавание – определение примет объекта (молодой мужчина в зелёной куртке)
Идентификация – установление личности конкретного человека (Иван Иванович)

Посмотрев на стандартную картинку, получаемую с тепловизионной камеры, мы увидим, что человек на ней выглядит весьма специфично.

Изображением человека в тепловизионной камере является отражением интенсивности теплового излучения (температуры) различных участков тела и одежды. Выявить приметы объекта наблюдения по такому изображению практически невозможно.

Распознать и, тем более, идентифицировать его по такому изображению будет довольно трудно. И если с обнаружением всё вроде бы понятно, то с какими же критериями подходить к задачам распознавания и идентификации?

Следует сказать, что применительно к обычному наблюдению возможность решения задач распознавания и идентификации имеет совершенно определённое численное выражение, представленное в таком параметре, как плотность пикселей на метр.

Учитывая особенности изображения, получаемого тепловизором, был разработан способ приближённой оценки возможности решения вышеприведённых задач для тепловизионных камер. Он получил название «критерий Джонсона», по имени изобретателя метода. Метод был разработан экспериментальным путём и заключается в соответствии размеров объекта в единицах пространственного разрешения картинки и вероятности решения задач по различению объектов. Изначально для критерия Джонсона размер объекта привязывался к штриховой мире (периоду, состоящему из тёмной и светлой линий). Поскольку для видеонаблюдения за единицу отсчёта удобней брать элемент цифрового изображения, т.е. пиксель, в оценке по критерию Джонсона чаще всего применяется именно он.

Кроме того, с учётом специфики визуального восприятия тепловизионной картинки триада стандартных задач различения объектов приобретает иной вид. Фактически задачи для наблюдения тепловизором смещаются на одну ступень относительно задач для видимого диапазона.

Задача	Наблюдение в видимом спектре	Наблюдение теплового излучения
Обнаружение	Определение типа объекта (человек, автомобиль)	Обнаружение объекта (факт появления объекта в кадре)
Распознавание	Определение примет объекта (примерный пол и возраст человека, во что одет)	Определение типа объекта (человек, автомобиль)
Идентификация	Определение уникальности объекта (конкретная личность)	Определение примет объекта (пол человека, тип автомобиля)

Типовые значения критерия Джонсона для стандартных задач, решаемых с вероятностью 50% в хороших метеоусловиях, с учётом специфики для тепловизионного изображения:

Задача, решаемая при наблюдении теплового излучения на основе критерия Джонсона	Кол-во пикселей по наименьшему размеру проекции объекта
Обнаружение	2
Распознавание	6
Идентификация	12

Получаемое при этом изображение:

Именно эти значения чаще всего приводят в качестве инструкции для определения дальности работы тепловизора. При этом заметим, что указанные значения рассчитывались для решения соответствующих задач с вероятностью 50% в нормальных погодных условиях.

Для других вероятностей применяются коэффициенты пересчёта.

Вероятность, %	100	95	80	50	30	10	2
Коэффициент	3	2	1,5	1	0,75	0,5	0,25

Таким образом, если мы хотим, например, обнаружить с помощью тепловизора человека с вероятностью 95%, необходимо, чтобы в кадре его размер по ширине, т.е., в горизонтальной плоскости, был не менее четырех пикселей (2*2, где первый множитель — критерий Джонсона для обнаружения, второй — коэффициент для вероятности 95%). При этом мы не поймем, что это человек, а только лишь зафиксируем факт появления объекта в кадре.

Как мы видим, критерий Джонсона – вероятностный показатель, но он может дать хотя бы приблизительный прогноз эффективности работы тепловизионной камеры для решения конкретной задачи в заранее известных условиях.

Еще одна важная особенность, которую не учитывает критерий Джонсона — влияние погодных условий. Как уже было отмечено в статье, неблагоприятные погодные условия снижают возможность «видеть» объекты тепловизором. Снижение дальности обнаружения (по-другому — снижение контраста объекта) может быть до 2-3 раз. Это означает, что для обеспечения работы тепловизора в широком диапазоне погодных условий значения размера объекта в пикселях следует пересчитать, умножив, например, на 2,5.

Учет влияния погодных условий

Предлагаемый нами учет влияния погодных условий в виде коэффициента пересчета не имеет научного или методологического эмпирического обоснования. Указанные значения являются результатом опыта внедрения тепловизоров нашими партнерами и анализа массива информации в интернете. Очевидно, что неблагоприятные погодные условия влияют на решение задач тепловизорами, и если этого не учитывать, то защищенность объекта в сильный снег, дождь, туман снижается. Поэтому наше мнение — если стоит задача обеспечить работу системы во всем диапазоне погодных условий эксплуатации, то определенную поправку вносить нужно обязательно. Какое это будет значение — решать вам. Свои рекомендации мы привели.
В качестве примера приведем таблицу для стандартных задач согласно классификации Джонсона с учетом вероятности 95% и для работы в широком диапазоне погодных условий (снег, дождь, туман):

Задача	Кол-во пикселей по наименьшему размеру проекции объекта
Обнаружение	10
Распознавание	30
Идентификация	60

Инструменты расчета

Указанные в таблицах данные о количестве пикселей по наименьшему размеру проекции объекта используются для выбора объектива и определения дальности работы тепловизора в соответствии с задачей и с учетом вероятности ее решения в заданных метеоусловиях. Рассчитать дальность действия тепловизора в этих условиях можно, вспомнив школьный курс математики либо воспользовавшись готовыми таблицами от производителей тепловизоров.
Для иллюстрации применения данного метода приведём таблицу дальности обнаружения для модели тепловизора Axis Q1932-E.

Данные приведены для стандартных значений критерия Джонсона для вероятности решения задачи 50% и нормальных погодных условиях. Указанные значения дальности нужно уменьшать кратно для корректировки относительно вероятности решения задачи и ухудшения погодных условий.

Пример: необходимо фиксировать факт пресечения границ объекта человеком на прямом участке периметра на расстоянии 300 метров с вероятностью 95% в любых погодных условиях.

Для решения задачи достаточно обнаружения. Вероятность 95% требует уменьшить максимальное расстояние в 2 раза. Сложные погодные условия — 2,5 раза (по нашим рекомендациям). В общей сложности это 5 раз. По таблице видно, что для обнаружения человека единственно возможным решением будет использование объектива 60 мм, т.к. 1800м/5=360м, что дает нам перекрытие требуемых 300 м.

Все значимые моменты работы и применения тепловизионных камер мы рассмотрели, теперь подведем итог и сформулируем рекомендации для проектировщиков.

Выводы

Инструкция по эксплуатации инфракрасной камеры индивидуальна для конкретной модели. Иначе говоря, описание того, как пользоваться тепловизором для обследования частного дома, отличается от того, как применять устройство для охоты или наблюдения за охраняемым объектом. При этом каждый прибор поддерживает настройку и калибровку, что помогает задействовать все встроенные функции для достижения наилучших результатов.

Не стоит пугаться ручной настройки — она повышает точность исследования. Главное — разобраться в параметрах. Если инструкции кажутся непонятными, советую не стесняться обращаться к знающим людям, которые объяснят все нюансы. Например, ко мне.

Виды подобных приборов

Такие устройства можно разделить на 2 основных группы:

Стационарные – используются в цехах предприятий для контроля режимов работы электродвигателей и другого оборудования. Все данные при этом выводятся на мониторы пульта дежурного, который и контролирует показатели. Это довольно мощные тепловизоры, требующие для нормального функционирования отдельного охлаждения. В этих целях чаще всего применяется жидкий азот. Температурный диапазон измеряемых такими устройствами показателей колеблется от -50 ˚С до +2000 ˚С.
Переносные (мобильные) – удобные приборы со встроенным экраном, позволяющие в режиме реального времени увидеть утечку или очаг тепла, направив устройство на проверяемую область. Чаще всего они имеют возможность подключения к персональному компьютеру для обеспечения обработки получаемых данных, причем соединение может быть как проводным, так и по Wi-Fi, что тоже очень удобно. Все данные при этом идут через облачное хранилище. Как произвести подобную коммутацию, можно узнать из инструкции к тепловизору.