Для удаленного экспресс контроля температуры поверхностей, объектов, термодиагностики, энергоаудита традиционно используются бесконтактные измерители, разделяющиеся на две большие группы, основанные на сходном методе. В одном случае пирометр отображает только цифровое значение, в другом - тепловизор показывает комфортную для восприятия визуальную разноцветную карту.

Несмотря на общие черты и прежде всего сходный принцип дистанционного измерения температуры, чтобы с одной стороны получить желаемую функциональность, с другой стороны не переплатить за возможности, которые не будут востребованы, необходимо четко разграничивать сферу применения и логично возникает вопрос.

Что лучше ? В чем принципиальные отличия, разница между ними и общие черты ? Для начала определим варианты, в каких случаях необходим именно способ получения информации о мощности теплового потока на расстоянии, а не измерение, например при помощи контактного термометра с термопарой.

  1. Техническая невозможность приблизиться:
    • препятствия: на пути к объекту исследования расположено промышленное оборудование, мебель;
    • расстояние: высота, глубина.
  2. Опасность для людей:
    • повышенная температура;
    • высокое электрическое напряжение;
    • вращающиеся с большой угловой скоростью детали станочного оборудования, например шлифовальные круги, шпиндели токарных станков, редукторы, зубчатые передачи.
  3. Современный тренд, связанный со вступлением в силу Закона Украины “Об энергетической эффективности зданий”, где только тепловизорной камерой можно провести качественную диагностику, без него это сделать не представляется возможным, а следовательно нельзя дать указания ремонтным бригадам для устранения например мест утечек тепла.

На последнем примере и объясним принципиальную разницу прежде всего в количестве предоставляемой для пользователя информации.
А позже рассмотрим другие общие черты и отличия.

Подойти и попробовать насколько холодные стены в квартире, можно, просто прикоснувшись ладонью. Субъективные ощущения дадут достаточно грубую картину. О точности до градуса Цельсия речь не идет. В лучшем случае мы получим оценочные суждения: “тепло”, “холодно”. Эмоциональные граждане, уставшие жить в холодине, считают что этого достаточно для жалобы на коммунальные негаразды, но для сертифицированных компаний единственным критерием для разработки плана проведения работ по утеплению являются данные приборов.

И не всегда возможно определить микросквозняк из-под оконной рамы. А чем ниже температура за окном, тем больше "утекает" наружу драгоценного тепла из помещения.

При низкой скорости сквозняка, даже чувствительная крыльчатка анемометра не будет вращаться и не сможет определить проблемный участок.
Можно конечно поднести горящую спичку или зажигалку, чтобы сделать вывод по отклонению пламени, но это все таки методы XX-го или даже XIX-го века.

А когда сквозит на высоте 2-х метров ? Если ставить лестницу и добираться вверх в поисках мест теплопотерь, то можно и свалиться и тогда стоимость лечения от травм может выйти дороже.

И опять же возникает вопрос – что для для этих целей выбрать ?

Инфракрасные термометры были изобретены еще в прошлом столетии, поскольку к тому времени уже была изучена природа ИК излучения.
Другой вопрос, что технологический уровень в виде высококачественной оптики и цифровой обработки информации "подрос" несколько позже, в XX-м и тем более в XX-м веке.

Итак, если существует проблема с теплопотерями, способны ли мы получить исчерпывающий ответ от ИК термометра ?

В общем случае нет.
Подобное устройство может помочь, только если на плоскости наблюдается равномерное распределение температур.
Тогда одно нажатие на курок и на дисплее получаем цифру. Только одну ! Как из этого единичного результата понять, где холоднее или теплее ? Где щель в стене, невидимая невооруженным взглядом ? Или наоборот самая горячая зона.

Объясним разницу, рассмотрим такие понятия как дискретность и непрерывность информации.

Сравним азбуку Морзе и телефонный разговор. В обоих случаях передача производится при помощи электрических сигналов и мы получаем информацию. Но в первом отсутствуют эмоции, полутона в голосе, чувства, настроение. Кто стучит телеграфным ключом - мужчина или женщина, какого возраста, идентифицировать невозможно. Слишком скудный поток информации. А вот по телефону на нас обрушивается просто лавина данных.

На этом примере, в первом приближении и можно понять принципиальные отличия.

Как мы отметили, ИК-термометры выдают только одну цифру – среднее значение температуры на выбранной площади в пределах пятна визирования, тепловой поток с которого собирает входная оптика.

Только одно значение, даже если температура в поле зрения линзы распределена не равномерно. Это дискретный результат. Каждое последующее измерение выдает опять же только одну величину.

То есть массив данных данных о распределении температур на площади мы можем получить, но придется неоднократно перемещать прибор и каждый раз нажимать на курок, что не является лучшим решением:

И хотя можно выбрать пирометр со встроенной памятью, все равно это очень усеченный вариант, неудобный и например для целей энергоаудита, лучше купить тепловизор, как инструмент на порядок более удобный, даже с более высокой на порядок ценой, что мы покажем сейчас на конкретных примерах и задачах, которые как мы выше отметили, востребованы на нынешнем этапе в Украине.

Только ИК-камеры способны предоставить градации цвета и температурные полутона.

Причем одномоментно. Взгляд охватывает всю картинку на дисплее после единственного нажатия на курок.

Пример.


Имеется квартира, в которой стоит задача обнаружить зоны утечек тепла – произвести поиск холодных мест на наружной стене, входящей на улицу.
За десятки лет эксплуатации, особенно если не проводился ремонт, что не редкость для обветшалого жилищного фонда, дом произвел осадку и появились трещины.
Даже если не они не сквозные, например когда только с наружной стороны в двух местах отвались куски кирпича или бетона, холод обязательно “проберется” и будет охлаждать стену уже с внутренней стороны.

Жить в таких условиях конечно не комфортно и полноценный энергоаудит просто необходим. Или достаточно цифровой величины температуры ?

Остановимся на среднем ценовом диапазоне и показателе оптического разрешения 12:1 и выберем соответствующую модель.
Эта простая пропорция позволяет нам вычислить, что если удалиться на 12 метров, то в объектив попадет невидимый тепловой поток с условного диаметра в 1 метр.

Для ИК-термометра круг диаметром 1 метр представляет собой один объект с неизменными свойствами, но с точки зрения распределения температур это не так.

В одном месте температура упала до 14 °С, в другом до 16 °С, но даже самый продвинутый инфракрасный термометр с поверкой, покажет усредненную величину, где-то в районе 15 °С. А значит никакие потери тепла мы не обнаружим. Максимум это понять, что одна стена холоднее, чем другие. Грубовато, не точно. Катастрофически мало сведений для принятия решения.

Причина в том, что инфракрасное излучение фокусируется на единственной оптической линзе, попадает опять же на 1 термопреобразователь, преобразуется в электрический сигнал и отображается на цифровом дисплее.

Как мы говорили выше, можно подойти поближе, чтобы каждая прохладная зона попала в зону “зрения” по отдельности, но тогда увеличиваются трудозатраты. Нужно делать не один замер, а несколько, перемещаясь вверх и вниз, налево и направо.
И получим приблизительно такой набор данных, в градусах Цельсия.

Это уже лучше, но практическая польза от этого близка к нулю.

Не понятно, на каком расстоянии друг от друга расположены теплые им холодные участки ?
Каковая площадь каждого из них ?

Понадобится "привязывать" их к расстояниям от края стены, что крайне неудобно, придется ипользовать измерительные инструменты типа рулетки или метра..

Не говоря уже о том, что всю информацию нужно переносить на бумажный носитель.
В общем не годится.

Кроме того, не стоит забывать, что наши органы чувств не дискретные, а аналоговые по своей сути.
Слух различает музыкальные октавы, а зрение позволяет нам получать эстетическое наслаждение от игры красок окружающего мира.

Наши глаза воспринимают только свет в оптическом диапазоне. ИК-излучение мы не видим. Как ушами не слышим и ультразвук.
Своеобразным посредником выступает инфракрасная камера, давая возможность переместиться по широкой шкале электромагнитных сигналов, и позволяя видеть невидимое, расширяя наши зрительные возможности.

Термографические камеры обладают на порядок большей функциональностью, что в свою очередь следует из возможности видеть всю картинку в целом и одновременно выступают как дистанционные измерители температуры. 2в1. То есть на дисплее мы увидим и цифровой итог, и красочное изображение, которое формирует матрица.

Не правда ли, удобно ?

Но тогда возникает вопрос – а может быть всегда нужно строго ограничиться только тепловизорами, тем более, если он одновременно выдает и цифру ?

Это не всегда так. По 3-м причинам.

  1. Большинство ИК-камер относятся к низкотемпературной серии. Верхний предел ограничен как правило показателем 300°С. Это обусловлено сферой применения в области невысоких температур: электротехника, энергоаудит, ЖКХ, заводы и фабрики (за исключением металлургии). Не говоря уже о том, что опять же только диапазон низких температур присутствует и в таких специфических областях применения: охота, военное дело, криминалистика. А вот бесконтактные термометры, могут быть рассчитаны на 1000, 2000 и более °С. Для них 300°С – это легкая задача, с которой справятся даже самые бюджетные.
  2. Цена на инфракрасные камеры может достигать десятков, а то и сотен тысяч гривень.
  3. Излишняя функциональность. Если нужно измерить температуру металлической заготовки, как раз достаточно одного-единственного значения температуры и переплачивать не имеет никакого смысла.

Соответственно для принятия решения, необходимо задаться вопросами:

Если на все вопросы ответ НЕТ, вполне можно обойтись без дорогого визуализатора температуры.