RSS

Необходимость проведения контактных измерений температуры при тепловизионном обследовании конструкций зданий и сооружений

11:41 24.07.2020

Человеческий глаз воспринимает только видимый свет, а инфракрасное излучение остаётся за пределами его возможностей. Тепловизор – устройство, позволяющее увидеть невидимое инфракрасное излучение поверхностей различных объектов. Существует множество разновидностей таких устройств, их применение широко распространено в строительстве при теплофизическом обследовании конструкций зданий и сооружений различного назначения. Применяются преимущественно для поиска горячих и холодных зон на различных участках конструкций, свидетельствующих об утечке тепла. Разные материалы по-разному отражают и поглощают инфракрасное излучение. Инфракрасное излучение находится в диапазоне длин волн от 0,7 до 1000 мкм, основным источником такого излучения является тепло. Любая поверхность с температурой выше –273,15 °C испускает инфракрасное излучение.

В условиях российского климата тепловизионное обследование зданий проводят в течение отопительного периода, т.к. именно в это время разница температуры воздуха внутри помещений и температуры воздуха внешней среды составляет, как минимум, 10-15 градусов. Благодаря этому становится возможным выявление температурных неоднородностей, которые невозможно определить в тёплое время года. Однако некоторые поверхности имеют свойство отражать тепловое излучение от источников, находящихся поблизости, которое попадает в поле зрения тепловизора, заменяя реальную температуру поверхности отражением (фоном). Тепловое отражение может быть зеркальным и диффузным. При зеркальном отражении отражения объектов перемещаются вместе с оператором, т.е. угол падения светового потока равен углу его отражения. При диффузном отражении угол отражения светового потока отличается от угла падения. Зеркальное тепловое отражение чаще всего встречается при съёмке поверхностей из полированных металлов или стекла.

статья 1.jpg

Рисунок 3. Влияние теплового отражения (фона) от внешних источников теплового излучения, фиксируемого тепловизором.

Кроме того, все тепловизоры имеют аппаратную погрешность, приводящую к значительным отклонениям от действительных значений температуры на поверхности. Для разных устройств это значение может быть разным, таким образом термограммы одной и той же поверхности в один и тот же момент времени для разных тепловизоров будут отличаться.

стаья 2.jpg

Рисунок 4. Влияние теплового излучения и аппаратной погрешности на примере одновременной съёмки двумя тепловизорами.

На примере единовременной съёмки двумя тепловизорами (NEC R500STD и FLIR SC660) видно, что искажение температуры на поверхности стеклопакета от фоновых источников теплового излучения составляет порядка 1-2 °C от действительной температуры стекла. Кроме того, показания тепловизоров в одной и той же точке термограммы так же отличаются, как минимум, на 1 °C. Таким образом суммарные отклонения от действительных значений составляют порядка 2-3 °C.

Всё вышеизложенное свидетельствует о том, что, не смотря на то, что тепловизионная техника позволяет визуализировать тепловые поля на поверхности конструкции в данный момент времени, количественно оценить абсолютную температуру на участках поверхности, используя для этого только тепловизор, практически невозможно. Для точного определения температуры необходимо проводить контактные измерения непосредственно на самой поверхности в конкретной точке.

Материал подготовил инженер-эксперт Отдела экспертиз зданий и сооружений на соответствие теплотехническим и акустическим требованиям ГБУ ЦЭИИС Котельников. Д.Е.