ТЕПЛОВИЗИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ НАРУЖНОЙ ТЕПЛОВИЗИОННОЙ СЪЕМКИ
THERMAL IMAGING SYSTEM FOR EXTERNAL THERMAL IMAGING

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, в частности, к проведению наружной тепловизионной съемки для диагностики состояния строительных сооружений и энергетических объектов.
Известно устройство для дистанционного измерения температурного поля объекта, состоящее из тепловизора и одного или нескольких контактных измерителей для съема температуры объекта контроля. Контактные измерители температуры выполнены с возможностью передачи измеренной температуры объекта контроля в тепловизор для корректировки амплитуд пикселей цифрового теплового изображения, полученного дистанционной регистрацией температурных сигналов, излучаемых поверхностью объекта контроля. Патент RU № 2424496, от 20.03.2011.
Недостатком технического решения является необходимость дополнительного контактного измерения температуры, что не всегда представляется возможным при проведении наружной тепловизионной съемки.
Известно устройство, относящееся к тепловизионной технике и предназначенное для визуального наблюдения температурных полей различных объектов посредством бесконтактной регистрации собственного и отраженного теплового излучения и отображения теплового портрета в блоке визуализации. Устройство - тепловизор состоит из зеркального объектива, детектора инфракрасного излучения, шагового привода, поворотной платформы, источника эталонного излучения, датчика температуры, модулятора, усилителя-преобразователя, термоэлектрического охладителя, устройства выборки и хранения, блока привязки уровня, аналого-цифрового преобразователя, блока контроллера, блока визуализации, формирователя импульсов, смесителя, дифференциального усилителя, усилителя обратной связи и резистора. Патент RU № 2012155, от 30.04.1994.
Основным недостатком технического решения является конструкция, не принимающая во внимание изменяющиеся внешние температурные параметры, что особенно важно для наружной тепловизионной съемки.
1
2
1
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство тепловизор, относящееся к технике формирования изображений и тепловидению, используемое для дистанционного контроля и измерения температурных полей различных объектов. Устройство содержит блок обработки - микропроцессорный контроллер, блок памяти и, при необходимости, блок визуализации, представляющее собой компьютер, а также оптический переключатель с двумя источниками эталонного излучения. Оптический переключатель выполнен в виде диска с чередующимися прозрачными и непрозрачными для теплового излучения областями, причем часть непрозрачных областей имеет коэффициент отражения E, а оставшаяся часть - коэффициент отражения E≠E. При этом непрозрачные области оптического переключателя являются источниками эталонного излучения. Патент RU № 2090976, от 20.09.1997.
Основным недостатком технического решения является отсутствие возможности измерения отраженного теплового излучения фона и температуры окружающей среды в условиях проведения наружной тепловизионной съемки.
Задача заявляемого изобретения - повышение точности измерения температурных полей, излучаемых поверхностью объектов строительства и энергетики при наружной тепловизионной съемке.
Тепловизионная система для проведения наружной тепловизионной съемки содержит блок обработки - микропроцессорный контроллер, блок памяти и блок визуализации, представляющие собой компьютер, управляющий тепловизором, и дополнительное устройство для отражения и поглощения температурных параметров окружающей среды, состоящее из двух прямоугольных пластин, принимаемых за источники эталонного излучения. Одна пластина выполнена из материала, коэффициент отражения которого близок к единице. Вторая пластина выполнена из материала, коэффициент поглощения которого близок к единице. Обе пластины, являющиеся источниками эталонного излучения, закреплены на удерживающей рамке, установленной на корпусе тепловизора таким образом, что обе пластины находятся в поле зрения тепловизора. Пластина, коэффициент отражения которой близок к единице, закреплена на удерживающей рамке с помощью шарнира, выполненного с возможностью наклона пластины на ±45° по горизонтальной и вертикальной осям.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 - вид устройства сверху.
На фиг. 1 изображена тепловизионная система для проведения наружной тепловизионной съемки, содержащая блок обработки - микропроцессорный контроллер 1, блок памяти 2 и блок визуализации 3, представляющие собой компьютер 4, управляющий тепловизором 5. К корпусу тепловизора 5 с помощью удерживающей рамки 6 закреплены две пластины 7 и 8 для отражения и поглощения температурных параметров окружающей среды, принимаемые за источники эталонного излучения. Пластина 7 изготовлена из материала, коэффициент отражения которого близок к единице, например, из полированного алюминия. Пластина 8 выполнена из материала, коэффициент поглощения которого близок к единице, например, из асбестового картона. Пластина 7 закреплена на удерживающей рамке 6 с помощью шарнира 9, выполненного с возможностью наклона пластины 7 на ±45° по вертикальной и горизонтальной осям, для визирования неба и определения отраженной температуры фона.
Устройство работает следующим образом.
После выбора объекта строительства или энергетики для проведения наружной тепловизионной съемки блок обработки - микропроцессорный контроллер 1, блок памяти 2 и блок визуализации 3, представляющие собой компьютер 4, подает сигнал на включение тепловизора 5.
Блок визуализации 3 отображает тепловое изображение объекта контроля в реальном времени, что позволяет оператору корректировать направление поля зрения тепловизора 5.
Пластины 7 и 8, закрепленные на удерживающей рамке 6 и попадающие в поле зрения тепловизора 5, отражают и поглощают температурные параметры окружающей среды, принимаемые как эталонные.
Пластина 7, изготовленная из материала с коэффициентом отражения, близким к единице, например, из полированного алюминия, отражает в поле зрения тепловизора 5 температуру, представляющую собой отраженную температуру фона, обусловленную излучением окружающих объектов. Оператор изменяет угол наклона пластины 7, закрепленной на удерживающей рамке 6 с помощью шарнира 9, до ±45° по горизонтальной и вертикальной осям для отражения и регистрации температуры фона в любом секторе окружающего пространства, например, для визирования холодного неба, излучение которого может существенно ухудшать точность измерения температуры объектов при наружной тепловизионной съемке. Температура пластины 8, изготовленной из материала с коэффициентом поглощения, близким к единице, например, из асбестового картона, соответствует температуре окружающей среды.
Тепловизор 5, визируя объект контроля, регистрирует его температуру, параллельно измеряя температуру поверхности обеих пластин 7 и 8. Блок обработки - микропроцессорный контроллер 1 проводит корректировку регистрируемых тепловизором 5 температурных значений объекта контроля в соответствии с измеренными температурными значениями пластин 7 и 8, принятыми как эталонные значения окружающей среды.
По окончании проведения наружной тепловизионной съемки блок памяти 2 сохраняет отснятые тепловые изображения. После чего блок обработки - микропроцессорный контроллер 1, блок памяти 2 и блок визуализации 3, представляющие собой компьютер 4, выключаются. Тепловизор 5 выключается.
Проведение тепловизионной съемки, в целях диагностики состояния ограждающих конструкций объектов строительства и энергетики, играет важную роль при проведении мероприятий по энергосбережению. Основная доля потребляемых зданиями тепловых ресурсов приходится на поддержание комфортной температуры в помещениях. Своевременное выявление и ликвидация дефектов в виде утечек тепла позволяет существенно снизить потребление ресурсов объектами строительства и энергетики.
Использование заявляемого изобретения позволяет повысить точность измерения температуры поверхности объектов контроля, в условиях изменяющихся температурных параметров окружающей среды, без использования контактных средств измерений. Результат достигается путем корректировки блоком обработки - микропроцессорным контроллером регистрируемых тепловизором температурных значений в соответствии с температурными параметрами, излучаемыми пластинами с разными коэффициентами излучения и принимаемыми как источники эталонного излучения.