Základy práce s
termokamerou
Ing. Jan Sova, Centrum termografie
Obsah
 Ovládání a konstrukce termokamery
 Měřicí funkce termokamery

 Chyby měření
 Základy termografie, tepelné zářen...
Ovládání a konstrukce
termokamery
Základy práce s termokamerou
Ovládání termokamery
 Hlavní menu:
• měřící funkce a jejich nastavení
• nastavení parametrů měření
• nastavení termokamer...
Rozložení obrazovky
Izoterma

Hodnoty
měřících funkcí

Stupnice
zdánlivých
teplot

Nastavení
kamery

Měřicí funkce oblast
...
Nastavení parametrů
• Pět parametrů, které zásadním
způsobem ovlivňují výsledky měření
• Emisivita
• Odražená teplota
• Vz...
Měřící funkce a jejich nastavení
• Měřící funkce termokamery jsou
následující
• Bod (měření teploty v bodě)
• Obdelníková ...
Měřící funkce a jejich nastavení
• Každou z použitých měřících funkcí lze
nastavit:
• poloha
• rozměry
• zobrazení minima,...
Další nastavení termokamery

Základy práce s termokamerou
Další nastavení termokamery

Základy práce s termokamerou
Servisní menu

Základy práce s termokamerou
Anotace snímků
 Hlasové anotace (je potřeba připojit mikrofon), textové

anotace (nezbytné tam, kde je hluk).

Základy pr...
Anotace snímků
 Poznámky se stávají trvalou součástí snímků (jsou

uloženy v metadatech příslušného .JPG souboru)
Textová...
Teplotní rozsah
 Rozsah (zdánlivých) teplot,

který je termokamerou měřen s
uvedenou přesností.
 Pokud je zdánlivá teplo...
Blokové schéma termokamery
 Optika
 Detektor záření

 Obvody pro zpracování obrazu

Základy práce s termokamerou
Mikrobolometrické pole (FPA)
Mikrobolometrické pole
je složeno z 2D matice
mikrobolometrů, dnes
až 1024 x 768 u
termokamer...
Teplotní citlivost, NETD
 NETD (Noise-Equivalent Temperature Diference) –

„teplotní rozdíl, který vyvolá signál, který j...
Teplotní citlivost, NETD

S rostoucí hodnotou NETD je výsledný termogram více „zašuměly“.
K „čistému“ termogramu se přičte...
Měřicí funkce
Základy práce s termokamerou
Přehled měřicích funkcí
 Měření teploty v bodě
 Měřicí funkce oblast

 Měřicí funkce teplotní profil
 Delta funkce (ro...
Měření teploty v bodě
• Funkce pomáhá stanovit teplotu v
jednom bodě (ve skutečnosti jde o
malou oblast o rozměru několik ...
Měřicí funkce oblast
• Funkce umožňuje stanovit
• průměrnou teplotu v oblasti
• maximální teplotu v oblasti
• minimální te...
Měřicí funkce teplotní profil
• Funkce umožňuje stanovit rozložení
teploty na horizontální přímce.

Přímka na které
je sta...
Delta funkce (rozdíl teplot)
• Funkce pomáhá stanovit rozdíl hodnot
měřicích funkcí.

Nastavení měřicí funkce
„Delta funkc...
Izotermy
• V menu si lze vybrat izotermy:
• nad,
• pod a
• interval.

• Příklad „izoterma nad“, přičemž jako
hraniční hodn...
Izoterma „teplota nad“
• Izoterma „teplota nad“ signalizuje
místa, kde byla překročena jistá hranice
maximálních přípustný...
Izoterma „teplota pod“
• Izoterma „teplota pod“ signalizuje
místa, kde byla překročena jistá hranice
minimálních přípustný...
Izoterma „interval“
• Izoterma „interval“ zobrazuje pouze ty
hodnoty v termogramu, které se
nacházejí v jistém intervalu t...
Izoterma – jako stupeň závady
• S pomocí více izoterm lze stanovit
stupeň závady. Stupni je přiřazena jistá
barva.
• V ter...
Chyby měření
Základy práce s termokamerou
Chyb měření
 Zdánlivá odražená teplota
 Emisivita

Nejzásadnější
zdroje chyb

 Vlastní vyzařování a útlum atmosféry

Vy...
Chyby měření
 Termografické měření je zatíženo třemi hlavními zdroji

chyb, které vycházejí z rovnice termografie:
• emis...
Zdánlivá odražená teplota

Bod

[°C]

Sp1

20.0

Sp2

18.6

Sp3

Osoba odrážející se ve skle (váš lektor). Jak
uvidíte dál...
Zdánlivá odražená teplota
Bod

[°C]

Sp1

12.2

Sp2

27.0

Oblast

[°C]

Ar1

27.0

Ar2

12.2

Ar3

20.8
Průměrná teplota
...
Vliv emisivity
ԑ = 0.95

Bod

ԑ = 0.30

[°C]

Snímek vlevo (ԑ = 0.95)

32.3

Snímek vpravo (ԑ = 0.30)

56.5

Základy práce...
Přenos atmosférou
 Přenos atmosférou je ovlivněn především množstvím

molekul vody a oxidu uhličitého, které pohlcují
inf...
Chyby interpretace

„Ofuk“ způsobený netěsností v
okenní spáře - stavební závada.

Základy práce s termokamerou

Snížený t...
Nedostatečné rozlišení
I nedostatečné
rozlišení vzhledem k
velikosti měřeného
detailu může vést ke
značným chybám
měření.
...
Nevhodné podmínky měření

Na výslednou „kvalitu“ má vliv i řada dalších
okolních vlivů. Při nesprávné volbě okolních
podmí...
Základy termografie,
tepelné záření
Základy práce s termokamerou
Termografie
 Bezdotykové měření teplotních polí – snaha o více či

méně přesné určení teplotních polí na povrchu předmětů...
Způsoby přenosu tepla
 Vedení (kondukce) – v pevných látkách, kapalinách a v

plynech. Teplo se takto šíří v látkách všec...
Způsoby přenosu tepla

Základy práce s termokamerou
Tepelné záření
 Vystavíme-li své tělo slunečnímu záření, cítíme

intenzivně jeho tepelné účinky a dokonce i se
zavázanýma...
Tepelné záření
 Proč k tepelnému záření dochází?
 Fyzikální tělesa vyzařuji tepelné záření, neboť obsahují

velké množst...
Tepelné záření
 Tepelné záření černého tělesa je plně popsáno

Planckovo vyzařovacím zákonem, který byl objeven Max
Planc...
Planckův vyzařovací zákon

Základy práce s termokamerou
Vztah mezi zákony
 Planckův vyzařovací zákon je obecný zákon, který

vyčerpávajícím způsobem popisuje vyzařování černého
...
Stefanův-Boltzmannův zákon
 Sem zadejte rovnici.

Základy práce s termokamerou
Wienův posunovací zákon

Základy práce s termokamerou
Wienův posunovací zákon
 Se zvyšující se teplotou se maximum vyzařování

posouvá směrem ke kratším vlnovým délkám.
 Se z...
Elektromagnetické spektrum

middle wave
(středněvlnné)

short wave (krátkovlnné)
Základy práce s termokamerou

long wave
(...
Emisivita
 Reálná tělesa vyzařují méně energie, které by emitovalo

absolutně černé těleso při stejné teplotě. Poměr mezi...
Názorný vliv emisivity

Povrchová teplota zatepleného panelového domu je přibližně homogenní. Na
termogramu se však zdá, ž...
Názorná ukázka vlivu emisivity

Plocha s menší emisivitou
se zdá být chladnější.

Těleso s menší emisivitou, než je nastav...
Tabulka emisivit při 25 °C
Materiál

emisivita

azbestová deska

0,96

beton neopracovaný

0,97

cihla, červená normální

...
Závislost emisivity na vl. délce

Se změnou teploty se povrch tělesa z daného materiálu může stát pro danou
vlnovou délku ...
Závislost emisivity na úhlu
Doporučený odklon od
normály je 5° až 15°!!!

Vzdálenější FV panely se zdají být
zdánlivě chla...
Zaostření a jeho vliv

Porovnání různě zaostřených termogramů A jsou zaostřené
obrazy, B zaostřeno před objekt, C zaostřen...
Odražená zdánlivá teplota
 Aby bylo možné změřit odraženou zdánlivou teplotu

objektu, jsou potřeba následující zařízení:...
Odražená zdánlivá teplota
 Aby bylo možné změřit odraženou zdánlivou teplotu

objektu, jsou potřeba následující zařízení:...
Odražená zdánlivá teplota

Tepelné zář. z okolí (2) dopadá na povrch předmětu (3), odtud se
od odráží do IČT kamery (1). V...
Nepřímá metoda
 Postup pro stanovení odražené zdánlivé teploty metodou

odrazu (nepřímá metoda):
a)
b)

c)

d)

v IČT kam...
Nepřímá metoda
e)

f)

pro větší přesnost se postup uvedený v bodech b) až d)
zopakuje nejméně třikrát a z naměřených hodn...
Měření odražené teploty

Na plochu působí zdroj
tepelného záření o
teplotě 45 °C. Průměrná
povrchová teplota v
oblasti Ar1...
Metody stanovení emisivity
 „Stanovení“ emisivity tabulkou
 Kontaktní metoda
• „aniž se hýbá IČT kamerou, mění se nastav...
Potřebná technika
 Pro měření emisivity objektu je doporučováno následující

vybavení:
• kalibrovaná IČT kamera s možnost...
Kontaktní metoda
 Postup při stanovení emisivity kontaktní metodou:
a)

b)
c)
d)
e)

f)

IČT kamera se umístí do požadova...
Kontaktní metoda
g)

h)

větší přesnosti se dosáhne, jestliže se postup uvedený v
bodech b) až f) zopakuje nejméně třikrát...
Vhodný dotykový teploměr
 Měřicí rozsah: -50 až +350

°C
 Rozlišení: 0,1 °C
 Přesnost: ±(1 °C +1% z

nam.h.)
 Životnos...
Měření emisivity
1. Nejprve stanovte odraženou
zdánlivou teplotu.
2. Odhadněte parametry
atmosféry (vzdálenost, vlhkost,
t...
Software
Základy práce s termokamerou
Software
 Software slouží především k:
• úpravě a analýze snímků (poskytuje obvykle více funkcí než

•
•
•
•

samotná ter...
FLIR TOOLS
 Základní software pro termokamery FLIR, je zdarma
 Tvorba jednoduchých protokolů z předdefinovaných

šablon ...
FLIR TOOLS+
 Uživatelská tvorba šablon, prakticky libovolný vzhled,

omezený pouze možnostmi MS Wordu
 Většina mysliteln...
Přehled snímků
Přehled
dostupných snímků
řazený dle
1) souborů
2) data pořízení

Přehled
vytvořených zpráv
v PDF
Aktuálně ...
Možnosti
• V záložce MOŽNOSTI lze
• editovat záhlaví a zápatí
zjednodušené PDF zprávy
• nastavit jednotky (Kelvin, Celsius...
Nápověda
• Záložka NÁPOVĚDA
kupodivu obsahuje:
• uživatelskou příručku
(v PDF)
• registrace (online na
webu)
• možnosti li...
Úprava termogramů
Tato nabídka se
otevře po dvojkliku
na libovolný
termogram, se
kterým chcete
upravovat.
Nastavení se ulo...
Úprava termogramů

Měřicí funkce (bod, oblast, delta funkce) a
další funkce (izoterma, paleta)

Základy práce s termokamer...
Úprava termogramů
Použitá měřicí technika, datum,
S/N apod.
Hodnoty měřicích funkcí

Parametry měření

Textová anotace sní...
Vytvoření zprávy

Vybrané snímky, z nichž bude vytvořena zpráva, FLIR
TOOLS doporučuji pro zprávy do 10 stran, vytváření
o...
Vytvoření zprávy

Jednotlivé stránky zprávy

Základy práce s termokamerou

Jednotlivé snímky zprávy
Vytvoření zprávy

Vkládání nových listů zprávy z
předem vytvořených šablon
(včetně titulní stránky)
Základy práce s termok...
Vytvoření zprávy
Editovatelný obsah
zprávy.
Komentáře, šipky,
měřicí funkce a
parametry měření.
Editují se jednotlivé
strá...
Vytvoření zprávy v TOOLS+

 Plugin pro Word, který je součástí FLIR TOOLS+

Umožňuje tvorbu zpráv, jejichž vzhled a obsah...
Vytvoření zprávy v TOOLS+

 Jednotlivé stránky zprávy/protokolu jsou pak samostatné

stránky ve Wordu a lze je libovolně ...
Radiometrické video

Vývoj povrchové
teploty v čase.

Živý či zaznamenaný
obraz z termokamery

Základy práce s termokamero...
Radiometrické video
 Umožňuje sledování vývoje hodnot měřících funkcí v

čase (teplota v bodě, průměrná teplota v oblasti...
Uložení dat a provázání dat
 Data jsou u řady termokamer ukládána na SD kartu.
 Fotografie jsou přes název souboru prová...
Normy
Základy práce s termokamerou
ČSN EN 13187
 ČSN EN 13187 – Tepelné chování budov – Kvalitativní

určení tepelných nepravidelností v pláštích budov –
In...
ČSN EN 18434-1
 ČSN ISO 18434-1 – Monitorování stavu a diagnostika

strojů – Termografie – Část 1: Všeobecné postupy
 Je...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Zaklady prace s termokamerou

1,581 views
1,375 views

Published on

Záklay práce s termokamerou. Prezentace ke školení z Centra termografie www.centrumtermografie.cz

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,581
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
375
Actions
Shares
0
Downloads
17
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Zaklady prace s termokamerou

  1. 1. Základy práce s termokamerou Ing. Jan Sova, Centrum termografie
  2. 2. Obsah  Ovládání a konstrukce termokamery  Měřicí funkce termokamery  Chyby měření  Základy termografie, tepelné záření  Software pro tvorbu zpráv (FLIR TOOLS)  Technické normy ČSN EN 18434-1 a ČSN EN 13187 Základy práce s termokamerou
  3. 3. Ovládání a konstrukce termokamery Základy práce s termokamerou
  4. 4. Ovládání termokamery  Hlavní menu: • měřící funkce a jejich nastavení • nastavení parametrů měření • nastavení termokamery, servisní menu • režim zobrazení, měřící rozsah Hlavní menu termokamery v rámci kterého probíhá veškerá práce s termokamerou. Základy práce s termokamerou
  5. 5. Rozložení obrazovky Izoterma Hodnoty měřících funkcí Stupnice zdánlivých teplot Nastavení kamery Měřicí funkce oblast Základy práce s termokamerou
  6. 6. Nastavení parametrů • Pět parametrů, které zásadním způsobem ovlivňují výsledky měření • Emisivita • Odražená teplota • Vzdálenost objektu • Relativní vlhkost • Atmosférická teplota • Vliv těchto parametrů na přesnost měření podrobněji probereme dále Základy práce s termokamerou
  7. 7. Měřící funkce a jejich nastavení • Měřící funkce termokamery jsou následující • Bod (měření teploty v bodě) • Obdelníková oblast • Izoterma • Teplotní profil • Delta funkce • Podrobnějšímu popisu jednotlivých měřicích funkcí a jejich využití se budeme věnovat dále Základy práce s termokamerou
  8. 8. Měřící funkce a jejich nastavení • Každou z použitých měřících funkcí lze nastavit: • poloha • rozměry • zobrazení minima, maxima • apod. • Zde je například možnost nastavení měřící funkce „oblast“ nebo též „pravoúhelník“. Základy práce s termokamerou
  9. 9. Další nastavení termokamery Základy práce s termokamerou
  10. 10. Další nastavení termokamery Základy práce s termokamerou
  11. 11. Servisní menu Základy práce s termokamerou
  12. 12. Anotace snímků  Hlasové anotace (je potřeba připojit mikrofon), textové anotace (nezbytné tam, kde je hluk). Základy práce s termokamerou
  13. 13. Anotace snímků  Poznámky se stávají trvalou součástí snímků (jsou uloženy v metadatech příslušného .JPG souboru) Textová poznámka Možnost přehrání hlasových poznámek Základy práce s termokamerou
  14. 14. Teplotní rozsah  Rozsah (zdánlivých) teplot, který je termokamerou měřen s uvedenou přesností.  Pokud je zdánlivá teplota předmětu větší (nebo větší) než je maximální hodnota v intervalu, nastane v daném místě k saturaci. Základy práce s termokamerou
  15. 15. Blokové schéma termokamery  Optika  Detektor záření  Obvody pro zpracování obrazu Základy práce s termokamerou
  16. 16. Mikrobolometrické pole (FPA) Mikrobolometrické pole je složeno z 2D matice mikrobolometrů, dnes až 1024 x 768 u termokamery Infratec VarioCam HD. Základy práce s termokamerou
  17. 17. Teplotní citlivost, NETD  NETD (Noise-Equivalent Temperature Diference) – „teplotní rozdíl, který vyvolá signál, který je dostatečně velký, aby byl větší než vlastní šum detektoru“. NETD vypovídá o vlastním šumu celého IČ měřícího systému.  Závisí především na detektivitě detektoru, kvalitě použité optiky a přesnosti A/D převodníku či nábojového zesilovače.  Dnes typicky 100 mk (nejzákladnější modely) až 10 mK (velmi drahé kamery s polovodičovým detektorem) Základy práce s termokamerou
  18. 18. Teplotní citlivost, NETD S rostoucí hodnotou NETD je výsledný termogram více „zašuměly“. K „čistému“ termogramu se přičte šum o větší (střední) hodnotě. Základy práce s termokamerou
  19. 19. Měřicí funkce Základy práce s termokamerou
  20. 20. Přehled měřicích funkcí  Měření teploty v bodě  Měřicí funkce oblast  Měřicí funkce teplotní profil  Delta funkce (rozdíl teplot)  Izotermy Základy práce s termokamerou
  21. 21. Měření teploty v bodě • Funkce pomáhá stanovit teplotu v jednom bodě (ve skutečnosti jde o malou oblast o rozměru několik pixelů). • Lze postupně přidávat další měřící body. • Měřicí body lze prakticky libovolně posouvat po obrazovce a měnit jejich polohu. Jednotlivé měřící body Základy práce s termokamerou
  22. 22. Měřicí funkce oblast • Funkce umožňuje stanovit • průměrnou teplotu v oblasti • maximální teplotu v oblasti • minimální teplotu v oblasti • Tyto informace mohou či nemusí být zobrazeny na obrazovce termokamery. • Lze postupně přidávat další měřící oblasti. Jednotlivé měřicí funkce, tj. „oblasti“ Základy práce s termokamerou
  23. 23. Měřicí funkce teplotní profil • Funkce umožňuje stanovit rozložení teploty na horizontální přímce. Přímka na které je stanoven teplotní profil Teplotní profil Stupnice teplot Základy práce s termokamerou
  24. 24. Delta funkce (rozdíl teplot) • Funkce pomáhá stanovit rozdíl hodnot měřicích funkcí. Nastavení měřicí funkce „Delta funkce“. Měření teplotního rozdílu mezi bodem a průměrnou teplotou v obdélníkové oblasti Základy práce s termokamerou
  25. 25. Izotermy • V menu si lze vybrat izotermy: • nad, • pod a • interval. • Příklad „izoterma nad“, přičemž jako hraniční hodnota je nastavena teplota 35.0 °C. Základy práce s termokamerou
  26. 26. Izoterma „teplota nad“ • Izoterma „teplota nad“ signalizuje místa, kde byla překročena jistá hranice maximálních přípustných hodnot. V tomto případě jsou „funkcí izoterma“ identifikována místa na parovodu, kde vlivem poškození tepelné izolace došlo k intenzivnímu nárůstu povrchové teploty. Dochází k nezanedbatelným tepelným ztrátám. Podobné nálezy nejsou na starších horkovodech žádnou výjimkou a dochází k nim především vlivem stárnutí izolace (degradace materiálu, sesunutí vlivem navlhnutí, prověšení apod.) či špatným provedením izolace již na začátku. Základy práce s termokamerou
  27. 27. Izoterma „teplota pod“ • Izoterma „teplota pod“ signalizuje místa, kde byla překročena jistá hranice minimálních přípustných hodnot. Například v případě budov je podstatné, aby nebyl porušen tzv. „teplotní faktor vnitřního povrchu“, který stanovuje norma ČSN 730540-2. Teplotní faktor se stanovuje především s ohledem na vyloučení vzniku plísní, přičemž za hranici vzniku plísní je pokládána relativní vlhkost vnitřního povrchu 80%. Pokud je povrchová relativní vlhkost nižší, vznik plísní je prakticky vyloučen. Při vyšší relativní vlhkosti je naopak riziko velmi značné. Základy práce s termokamerou
  28. 28. Izoterma „interval“ • Izoterma „interval“ zobrazuje pouze ty hodnoty v termogramu, které se nacházejí v jistém intervalu teplot. Používá se tam, kde předem víme, v jakém rozsahu teplot se bude nacházet hledaný jev. • Vlevo je termogram kompenzační tlumivky. Jedná se o tepelně značně odolný výrobek, který může být bezpečně provozován i v teplotách nad 180°C. Nejcitlivější součástí instalace jsou přívodní vodiče. Jde o klasické CYA s pryžovou izolací s vysokou emisivitou, které jsou dimenzovány pro teplotu do 70°C. Pomocí izotermy jsou filtrovány nižší i vyšší teploty, které nejsou v tuto chvíli zajímavé a zobrazeny jsou tak tepelně přetížené vodiče. Základy práce s termokamerou
  29. 29. Izoterma – jako stupeň závady • S pomocí více izoterm lze stanovit stupeň závady. Stupni je přiřazena jistá barva. • V termogramu jsou pak touto barvou identifikována místa, kde bylo podle naměřených hodnot dosaženo tohoto stupně. • Na termogramu vlevo jednotlivé barvy zobrazují místa s relativní povrchovou vlhkostí 70% až 80% (žlutá), 80% až 90% (modrá) a nad 90 % (červená). stupeň relativní vlhkost I. stupeň 70% až 80% II. stupeň 80% až 90% III. stupeň 90% a více barva Základy práce s termokamerou
  30. 30. Chyby měření Základy práce s termokamerou
  31. 31. Chyb měření  Zdánlivá odražená teplota  Emisivita Nejzásadnější zdroje chyb  Vlastní vyzařování a útlum atmosféry Vyplývají z rovnice termografie  Chyby interpretace  Nevhodná volba měřicí techniky  Nevhodné podmínky měření Základy práce s termokamerou Způsobeno nevhodným postupem při měření, měřicí technikou, interpretací výsledků apod.
  32. 32. Chyby měření  Termografické měření je zatíženo třemi hlavními zdroji chyb, které vycházejí z rovnice termografie: • emisivita – nejproblematičtější zdroj nejistot, může způsobovat chyby o velikosti desítek a více procent • odražená zdánlivá teplota – také velmi problematická, naštěstí méně pro materiály s vysokou emisivitou (stavební) • vliv atmosféry – lze často úplně zanedbat • vlhkost • teplota • vzdálenost Základy práce s termokamerou
  33. 33. Zdánlivá odražená teplota Bod [°C] Sp1 20.0 Sp2 18.6 Sp3 Osoba odrážející se ve skle (váš lektor). Jak uvidíte dále, sklo není (pro někoho možná překvapivě) zdaleka nejlepším „odražečem“ (a jeho emisivita je poměrně vysoká). 20.8 Základy práce s termokamerou
  34. 34. Zdánlivá odražená teplota Bod [°C] Sp1 12.2 Sp2 27.0 Oblast [°C] Ar1 27.0 Ar2 12.2 Ar3 20.8 Průměrná teplota v oblasti Toto je již praktický příklad. Lesklá kovová plocha vodovodního potrubí snadno odráží tepelné záření, které vyzařuje motor (má vysokou odrazivost). Základy práce s termokamerou
  35. 35. Vliv emisivity ԑ = 0.95 Bod ԑ = 0.30 [°C] Snímek vlevo (ԑ = 0.95) 32.3 Snímek vpravo (ԑ = 0.30) 56.5 Základy práce s termokamerou Nevhodně nastavená emisivita může mít velmi zásadní vliv na přesnost měření. V tomto případě způsobuje zcela nepřijatelnou chybu.
  36. 36. Přenos atmosférou  Přenos atmosférou je ovlivněn především množstvím molekul vody a oxidu uhličitého, které pohlcují infračervené záření v různých vlnových délkách.  Atmosféra je navíc plynné těleso o jisté teplotě, které vyzařuje tepelné záření.  V praxi proto měříme: • relativní vlhkost, • tloušťku atmosférického sloupce mezi termokamerou • teplotu atmosféry. Základy práce s termokamerou
  37. 37. Chyby interpretace „Ofuk“ způsobený netěsností v okenní spáře - stavební závada. Základy práce s termokamerou Snížený tepelný odpor. Vedení tepla okenní mříží – důsledek konstrukčního řešení.
  38. 38. Nedostatečné rozlišení I nedostatečné rozlišení vzhledem k velikosti měřeného detailu může vést ke značným chybám měření. Základy práce s termokamerou
  39. 39. Nevhodné podmínky měření Na výslednou „kvalitu“ má vliv i řada dalších okolních vlivů. Při nesprávné volbě okolních podmínek mohou právě tyto vlivu způsobovat největší „chybu měření“. Základy práce s termokamerou Bod [°C] Sp1 4.4 Sp2 -3.8 Sp3 -10.4
  40. 40. Základy termografie, tepelné záření Základy práce s termokamerou
  41. 41. Termografie  Bezdotykové měření teplotních polí – snaha o více či méně přesné určení teplotních polí na povrchu předmětů (velký problém vzhledem k nejistotám měření, viz dále)  Srovnávací termografie – vyhodnocování rozdílů „zdánlivých teplot“ u stejných objektů různého stavu za stejných podmínek, někdy může být požadavek i na přibližné stanovení teplot (90 % procent aplikací termografie) Základy práce s termokamerou
  42. 42. Způsoby přenosu tepla  Vedení (kondukce) – v pevných látkách, kapalinách a v plynech. Teplo se takto šíří v látkách všech skupenství.  Proudění (konvekce) – v kapalinách a v plynech. Jedná se o přenos tepla usměrněným pohybem částic.  Sálání (radiace) – není nutná přítomnost látkového prostředí a nezáleží na tom, zda teplota prostředí je vyšší nebo nižší než teplota zdroje. Záření vydává každé těleso jehož teplota je větší než absolutní nula. Základy práce s termokamerou
  43. 43. Způsoby přenosu tepla Základy práce s termokamerou
  44. 44. Tepelné záření  Vystavíme-li své tělo slunečnímu záření, cítíme intenzivně jeho tepelné účinky a dokonce i se zavázanýma očima jsme schopni poměrně přesně určit polohu Slunce. Stejné pocity v nás vyvolává např. zářeni nahřátých kamen. Vnímáme, že záření kamen je stejně „tepelné“ jako to sluneční.  Tělesa všech skupenství s teplotou vyšší než je absolutní nula vyzařuji elektromagnetické záření, které má původ v tepelných (termických) pohybech nabitých částic, z nichž jsou tato tělesa složena. Vzhledem k tomu, že příčinou zářeni je teplo, nazýváme jej tepelným zářením, v angličtině pak hovoříme o thermal radiation. Základy práce s termokamerou
  45. 45. Tepelné záření  Proč k tepelnému záření dochází?  Fyzikální tělesa vyzařuji tepelné záření, neboť obsahují velké množství elektricky nabitých částic s nenulovou kinetickou energií.  Tepelné zařeni je statistickým vysledkem velkeho množství událostí, při nichž v blízkosti povrchu objektu vzniká elektromagnetické záření zapříčiněné chaotickým pohybem elektricky nabitých částic. Základy práce s termokamerou
  46. 46. Tepelné záření  Tepelné záření černého tělesa je plně popsáno Planckovo vyzařovacím zákonem, který byl objeven Max Planckem v roce 1900.  Tento zákon popisuje rozdělení celkové vyzářené energie černým tělesem do jednotlivých vlnových délek.  Planckův vyzařovací zákon si lze představit jako funkci vlnové délky, přičemž parametrem je teplota černého tělesa. Základy práce s termokamerou
  47. 47. Planckův vyzařovací zákon Základy práce s termokamerou
  48. 48. Vztah mezi zákony  Planckův vyzařovací zákon je obecný zákon, který vyčerpávajícím způsobem popisuje vyzařování černého tělesa, tj. vyzářenou energii jako funkci vlnové délky.  Wienův posunovací zákon je derivací Planckova vyzařovacího zákona podle vlnové délky. Vyjadřuje vlnovou délku na které těleso dané teploty vyzařuje maximum energie.  Stefanův-Boltzmannův zákon je integrací Planckova vyzařovacího zákona podle vlnové délky. Vyjadřuje celkovou energii, které těleso dané teploty vyzáří prostřednictvím tepelného záření na všech vlnových délkách. Základy práce s termokamerou
  49. 49. Stefanův-Boltzmannův zákon  Sem zadejte rovnici. Základy práce s termokamerou
  50. 50. Wienův posunovací zákon Základy práce s termokamerou
  51. 51. Wienův posunovací zákon  Se zvyšující se teplotou se maximum vyzařování posouvá směrem ke kratším vlnovým délkám.  Se zvyšující se teplotou vyzařují předměty maximum tepelného záření od infračervené oblasti k viditelnému světlu. teplota [K] zdroj λmax 310 člověk 9,3 µm 500 vařič 5,8 µm žárovka 1,45 µm Slunce 0,55 µm 2000 cca 6000 Základy práce s termokamerou
  52. 52. Elektromagnetické spektrum middle wave (středněvlnné) short wave (krátkovlnné) Základy práce s termokamerou long wave (dlouhovlnné)
  53. 53. Emisivita  Reálná tělesa vyzařují méně energie, které by emitovalo absolutně černé těleso při stejné teplotě. Poměr mezi energií M vztaženou na jednotku plochy, kterou při dané teplotě vyzáří černé těleso MČT a reálné těleso MRT se nazývá emisivita: 𝑀 𝑅𝑇 𝜀= <1 𝑀Č𝑇  Protože černé těleso při dané teplotě vyzáří maximum energie, je emisivita pro reálná tělesa menší než jedna. Základy práce s termokamerou
  54. 54. Názorný vliv emisivity Povrchová teplota zatepleného panelového domu je přibližně homogenní. Na termogramu se však zdá, že místa s nápisem jsou až o 5°C chladnější. Tato chyba měření je způsobena rozdílnou emisivitou barev nápisu oproti barvám zdiva. Základy práce s termokamerou
  55. 55. Názorná ukázka vlivu emisivity Plocha s menší emisivitou se zdá být chladnější. Těleso s menší emisivitou, než je nastavena v IČT kameře se zdá být chladnější, než ve skutečnosti je – „měřící systém od něj očekává více energie pro danou povrchovou teplotu“. Těleso s větší emisivitou než je nastaveno v IČT kameře se zdá být teplejší než ve skutečnosti je – „měřící systém od něj očekává méně energie pro danou povrchovou teplotu“. Základy práce s termokamerou
  56. 56. Tabulka emisivit při 25 °C Materiál emisivita azbestová deska 0,96 beton neopracovaný 0,97 cihla, červená normální 0,93 cihla, šamot 0,85 omítnutá zeď 0,95 dřevo 0,98 hliníková fólie, nezoxidovaná 0.04 chrom, leštěný 0,10 měď, leštěná 0,02 měď, oxidovaná Pozor! U každé tabulky emisivit musí být určeno, pro jakou vlnovou délku (či rozsah vlnových délek) a teplotu (či rozsah teplot) je stanovena. Bez tohoto údaje tabulku nelze použít. 0,60 Tabulka je pro vlnové délky 8μm až 14μm. Orientační hodnoty emisivit pro různé materiály. Všimněte si vysoké emisivity stavebních materiálů a nízké emisivity neoxidovaných kovů. Základy práce s termokamerou
  57. 57. Závislost emisivity na vl. délce Se změnou teploty se povrch tělesa z daného materiálu může stát pro danou vlnovou délku záření pohltivější či naopak méně polhtivý. Základy práce s termokamerou
  58. 58. Závislost emisivity na úhlu Doporučený odklon od normály je 5° až 15°!!! Vzdálenější FV panely se zdají být zdánlivě chladnější, ale ve skutečnosti zde hraje vliv závislost emisivity na úhlu. Základy práce s termokamerou
  59. 59. Zaostření a jeho vliv Porovnání různě zaostřených termogramů A jsou zaostřené obrazy, B zaostřeno před objekt, C zaostřeno za objekt. Při nesprávném zaostření (rozostření) se objekty zdají být chladnější než skutečně jsou! Základy práce s termokamerou
  60. 60. Odražená zdánlivá teplota  Aby bylo možné změřit odraženou zdánlivou teplotu objektu, jsou potřeba následující zařízení: • kalibrovaná kvalitní IČT kamera, která umožňuje termodiagnostikovi zadávat hodnoty odražené zdánlivé teploty a emisivity • odražeč (infračervený reflektor) jakým je např. „zmačkaná“ a opětovně narovnaná lesklá hliníková fólie, která se připevní na rovnou desku lesklou stranou nahoru Základy práce s termokamerou
  61. 61. Odražená zdánlivá teplota  Aby bylo možné změřit odraženou zdánlivou teplotu objektu, jsou potřeba následující zařízení: • kalibrovaná kvalitní IČT kamera, která umožňuje termodiagnostikovi zadávat hodnoty odražené zdánlivé teploty a emisivity • odražeč (infračervený reflektor) jakým je např. „zmačkaná“ a opětovně narovnaná lesklá hliníková fólie, která se připevní na rovnou desku lesklou stranou nahoru Základy práce s termokamerou
  62. 62. Odražená zdánlivá teplota Tepelné zář. z okolí (2) dopadá na povrch předmětu (3), odtud se od odráží do IČT kamery (1). V detektoru kamery je toto odražené záření přičteno k tepelnému záření detektoru a vede k chybě měření. Základy práce s termokamerou
  63. 63. Nepřímá metoda  Postup pro stanovení odražené zdánlivé teploty metodou odrazu (nepřímá metoda): a) b) c) d) v IČT kameře se nastaví emisivita na hodnotu 1, vzdálenost na hodnotu 0 IČT kamera se umístí do požadovaného místa a vzdálenosti objektu, který se má měřit, IČT kamera se zaměří na měřený objekt reflektor se umístí do zorného pole IČT kamery tak, že musí být umístěn před objektem a jeho plocha musí být rovnoběžně s plochou měřeného objektu; pracuje se v bezpečné vzdálenosti od jakýchkoliv potenciálně nebezpečných objektů! bez změny pozice se IČT kamerou změří odražená zdánlivá teplota na reflektoru; takto zjištěná je v podstatě tou hledanou od objektu se odrážející zdánlivou teplotou Základy práce s termokamerou
  64. 64. Nepřímá metoda e) f) pro větší přesnost se postup uvedený v bodech b) až d) zopakuje nejméně třikrát a z naměřených hodnot se udělá průměr odražená zdánlivá teplota se kompenzuje vložením zprůměrované hodnoty odražené zdánlivé teploty do vnitřního software IČT kamery Základy práce s termokamerou
  65. 65. Měření odražené teploty Na plochu působí zdroj tepelného záření o teplotě 45 °C. Průměrná povrchová teplota v oblasti Ar1 při emisivitě 0,95 je 25,6 °C. Zdroj tepelného záření o teplotě 45 °C je zakryt. Průměrná povrchová teplota v oblasti Ar1 při emisivitě 0,95 je 25,2 °C. Teplota v místnosti je 20 °C. Základy práce s termokamerou Před tělesem je umístěn IČ odražeč. Na něm je při emisivitě 1 naměřena hodnota 43,7 °C. To je hodnota odražené zdánlivé teploty, kterou jsme chtěli změřit.
  66. 66. Metody stanovení emisivity  „Stanovení“ emisivity tabulkou  Kontaktní metoda • „aniž se hýbá IČT kamerou, mění se nastavení hodnoty emisivity v kameře tak, aby teplota vyhodnocené kamerou byla stejná jako teplota změřená kontaktně“  Metoda využívající materiál s referenční emisivitou • „při zastavení obrazu se mění hodnota emisivity tak dlouho, až má měřená teplota stejnou hodnotu, jaká byla hodnota bezkontaktně změřené teploty na upraveném povrchu“  Metoda s použitím černého tělesa  Metoda využívající fázový přechod Základy práce s termokamerou
  67. 67. Potřebná technika  Pro měření emisivity objektu je doporučováno následující vybavení: • kalibrovaná IČT kamera s možností vkládání hodnoty odražené zdánlivé teploty a emisivity • zdroje tepla či chladu, které umožňují upravit teplotu objektu/vzorku tak, aby byla větší nebo menší nejméně o 20°C oproti odražené zdánlivé teplotě, kdy teplota objektu/vzorku je stabilní a blízká teplotě měřeného objektu • kalibrovaný kontaktní teploměr nebo • vzorek natřený barvou nebo opatřený páskou, která má ve vlnovém rozsahu měřeném použitou IČT kamerou známou vysokou emisivitu Základy práce s termokamerou
  68. 68. Kontaktní metoda  Postup při stanovení emisivity kontaktní metodou: a) b) c) d) e) f) IČT kamera se umístí do požadovaného místa a vzdálenosti od objektu, který se má měřit změří a vykompenzuje se odražená zdánlivá teplota od objektu IČT kamera se zaměří a zaostří na měřený objekt pomocí vhodné měřící funkce se stanoví teplota měřeného bodu nebo oblasti ve středu obrazu kamery bez změny polohy IČT kamery, mění se nastavení hodnoty emisivity v kameře tak, aby teplota vyhodnocená kamerou byla stejná jako teplota změřená kontaktně takto určená hodnota emisivity je emisivita měřeného objektu při této jeho teplotě a ve vlnovém pásmu kamery Základy práce s termokamerou
  69. 69. Kontaktní metoda g) h) větší přesnosti se dosáhne, jestliže se postup uvedený v bodech b) až f) zopakuje nejméně třikrát a z hodnot emisivity se spočítá průměr emisivita se vykompenzuje tak, že její průměrná hodnota se vloží do vnitřního software IČT kamery Základy práce s termokamerou
  70. 70. Vhodný dotykový teploměr  Měřicí rozsah: -50 až +350 °C  Rozlišení: 0,1 °C  Přesnost: ±(1 °C +1% z nam.h.)  Životnost bat.: cca. 1000 h  Princip měření: termočlánek  Cena: 2 149 Kč bez DPH Základy práce s termokamerou
  71. 71. Měření emisivity 1. Nejprve stanovte odraženou zdánlivou teplotu. 2. Odhadněte parametry atmosféry (vzdálenost, vlhkost, teplotu) 3. Pomocí dotykového teploměru stanovte teplotu obou povrchů 4. Ze znalosti teploty povrchů určete jejich emisivitu Stanovte emisivitu těchto povrchů Emisivitu stanovte postupnou změnou emisivity, dokud se nepodaří termokamerou změřit takovou hodnotu, která byla předtím stanovena dotykovým teploměrem. Základy práce s termokamerou
  72. 72. Software Základy práce s termokamerou
  73. 73. Software  Software slouží především k: • úpravě a analýze snímků (poskytuje obvykle více funkcí než • • • • samotná termokamera) vytváření uživatelských reportů (zpráv) o měření (ve formátě PDF) analýze trendů (vývoj teplot v čase) export dat (Excel, AVI apod.) atd. Základy práce s termokamerou
  74. 74. FLIR TOOLS  Základní software pro termokamery FLIR, je zdarma  Tvorba jednoduchých protokolů z předdefinovaných šablon – export do PDF  Automatické aktualizace přes Internet  Základní analýza snímků, možnost radiometrického videa (USB propojení s termokamerou) Základy práce s termokamerou
  75. 75. FLIR TOOLS+  Uživatelská tvorba šablon, prakticky libovolný vzhled, omezený pouze možnostmi MS Wordu  Většina myslitelných funkcí pro analýzu snímků  Funkce teplotní prolnutí (thermal fusion), MSX, obraz v obraze apod.  Záznam a analýza radiometrického videa  Export dat ve formátu Excelu  Není zdarma Základy práce s termokamerou
  76. 76. Přehled snímků Přehled dostupných snímků řazený dle 1) souborů 2) data pořízení Přehled vytvořených zpráv v PDF Aktuálně vybrané snímky na základě zvoleného souboru či data pořízení Základy práce s termokamerou
  77. 77. Možnosti • V záložce MOŽNOSTI lze • editovat záhlaví a zápatí zjednodušené PDF zprávy • nastavit jednotky (Kelvin, Celsius, ….) • změnit jazyk • změnit některé „drobnosti“ při ukládání radiometrického videa • „studený a horký bod“ • knihovna • Nejdůležitější záložka je právě knihovna, která vám umožňuje přidání či odebrání souborů, ze kterých jsou načteny snímky do přehledu snímků Základy práce s termokamerou
  78. 78. Nápověda • Záložka NÁPOVĚDA kupodivu obsahuje: • uživatelskou příručku (v PDF) • registrace (online na webu) • možnosti licence (tools/tools+) • vyhledání aktualizace • informace (verze SW, sériové číslo) Základy práce s termokamerou
  79. 79. Úprava termogramů Tato nabídka se otevře po dvojkliku na libovolný termogram, se kterým chcete upravovat. Nastavení se uloží po stisku tlačítka „Uložit a zavřít“ Manuální volba teplotního rozsahu Základy práce s termokamerou Volba automatického rozsahu teplot Nastavení konkrétního manuálního rozsahu teplot
  80. 80. Úprava termogramů Měřicí funkce (bod, oblast, delta funkce) a další funkce (izoterma, paleta) Základy práce s termokamerou Informace o snímku a měřicí funkce
  81. 81. Úprava termogramů Použitá měřicí technika, datum, S/N apod. Hodnoty měřicích funkcí Parametry měření Textová anotace snímku Základy práce s termokamerou
  82. 82. Vytvoření zprávy Vybrané snímky, z nichž bude vytvořena zpráva, FLIR TOOLS doporučuji pro zprávy do 10 stran, vytváření obsáhlejších zpráv je značně nekomfortní a doporučuji přejít na FLIR TOOLS+. Základy práce s termokamerou
  83. 83. Vytvoření zprávy Jednotlivé stránky zprávy Základy práce s termokamerou Jednotlivé snímky zprávy
  84. 84. Vytvoření zprávy Vkládání nových listů zprávy z předem vytvořených šablon (včetně titulní stránky) Základy práce s termokamerou
  85. 85. Vytvoření zprávy Editovatelný obsah zprávy. Komentáře, šipky, měřicí funkce a parametry měření. Editují se jednotlivé stránky výsledné PDF zprávy. Základy práce s termokamerou
  86. 86. Vytvoření zprávy v TOOLS+  Plugin pro Word, který je součástí FLIR TOOLS+ Umožňuje tvorbu zpráv, jejichž vzhled a obsah je omezen pouze možnostmi MS Wordu.  Při větším počtu snímků může být SW pomalý, pro rozsáhlé reporty doporučuji SSD disk a větší operační paměť (ideálně 4 GB RAM) Základy práce s termokamerou
  87. 87. Vytvoření zprávy v TOOLS+  Jednotlivé stránky zprávy/protokolu jsou pak samostatné stránky ve Wordu a lze je libovolně editovat. Základy práce s termokamerou
  88. 88. Radiometrické video Vývoj povrchové teploty v čase. Živý či zaznamenaný obraz z termokamery Základy práce s termokamerou Parametry a hodnoty měřicích funkcí.
  89. 89. Radiometrické video  Umožňuje sledování vývoje hodnot měřících funkcí v čase (teplota v bodě, průměrná teplota v oblasti apod.)  Ve verzi FLIR TOOLS bez možnosti záznamu, ve verzi FLIR TOOLS+ záznam i pozdější analýza.  Pozdější analýza snímků umožňuje měnit všechny parametry snímku, včetně emisivity, odražené teploty apod. Lze samostatně exportovat jednotlivé snímky ve formátu radiometrického .JPG, i celou sekvenci ve formátu AVI.  Grafy naměřených hodnot lze exportovat ve formátu EXCELu. Základy práce s termokamerou
  90. 90. Uložení dat a provázání dat  Data jsou u řady termokamer ukládána na SD kartu.  Fotografie jsou přes název souboru provázány s termogramy Základy práce s termokamerou
  91. 91. Normy Základy práce s termokamerou
  92. 92. ČSN EN 13187  ČSN EN 13187 – Tepelné chování budov – Kvalitativní určení tepelných nepravidelností v pláštích budov – Infračervená metoda  Je národní verzí mezinárodní normy EN 13187:1998  Norma stanovuje kvalitativní metodu pro určení tepelných nepravidelností v pláštích budov pomocí termografické zkoušky. Metoda se používá k určení šíře odchylek v tepelných vlastnostech, včetně vzduchotěsnosti, jednotlivých prvků obvodového pláště. Základy práce s termokamerou
  93. 93. ČSN EN 18434-1  ČSN ISO 18434-1 – Monitorování stavu a diagnostika strojů – Termografie – Část 1: Všeobecné postupy  Je národní verzí mezinárodní normy ISO 18434-1:2008  Norma je návodem pro použití infračervené termografie (IČT), jako součásti programu pro monitorování stavu strojů a jejich diagnostiku. Základy práce s termokamerou

×