тепловизионная квалиметрия

Квалиметрия  - это термин, определяющий деятельность по оценке качества различных объектов. Под качеством объекта понимается совокупность параметров и характеристик объекта, определяющих его текущее состояние и возможность выполнения им своих целевых функций, и принятых для контроля. Оценка качества заключается в измерении этих параметров и характеристик и установления их соответствия принятым нормативам (требованиям стандартов, и отраслевых норм, проектной и эксплуатационной документации и т.д.). Тепловизионная квалиметрия – это определение качества объектов с использованием тепловизионного метода контроля. Квалиметрия представляет собойсовокупность методов количественной оценки качества контролируемых объектов (методов квалиметрии) и технических средств их реализации (средства квалиметрии). Тепловизионная квалиметрия – это определение качества объектов с использованием тепловизионного метода контроля. Тепловизионная квалиметрия представляет собойсовокупность методов проведения тепловизионных обследований различных объектов с целью определения их контрольных параметров и технических средств реализации этих методов. К средствам тепловизионной квалиметрии относятся как тепловизионная измерительная (термографическая) система, так и вспомогательные измерительные системы контроля метеоусловий, тепловых потоков, эксплуатационных режимов объекта.
Схема реализации тепловизионной квалиметрической задачи представлена на рис.1. На схеме представлены основная последовательность преобразования информации о состоянии объекта (или его качестве) рассматриваемая при решении квалиметрической задачи с помощью тепловизионного контроля.

Первая цепь преобразований относится к объекту:

  1. В ходе реализации целевой функции объекта (преобразование энергии, транспортировка электроэнергии или теплоносителя, или дымовых газов, термостатирование внутреннего объема и поддержание в нем требуемых условий и т.д.) неизбежны теплопотери - тепловыделения во внешнюю оболочку объекта. Уровень теплопотерь определяется как эксплуатационным режимом объекта (на схеме представлен совокупностью "вход – выход"), так и качеством объекта - то есть его способностью эффективно выполнять определенную функцию, сохраняя собственную целостность и обеспечивая безопасность;
  2. Потери теплоты, и внешние условия эксплуатации объекта определяют температурное поле наружной поверхности объекта, которое, следовательно, является функцией трех основных групп параметров: эксплуатационного режима объекта, внешних условий эксплуатации объект и искомых параметров качества объекта;
  3. Так как в ходе тепловизионного обследования температурное поле поверхности объекта определяется через контроль энергетической яркости оптического излучения с поверхности в инфракрасном спектральном диапазоне, то необходимо учесть преобразование температурного поля в поле энергетической яркости поверхности объекта, определяемое оптическими свойствами поверхности (коэффициентом излучения) и облучением поверхности внешними источниками (внешним облучением);

Обследование зданий тепловизором BALTECH TR-0110-ZERO

Второй этап преобразований – это преобразование поля яркости поверхности объекта при прохождении излучения через атмосферу за счет поглощение и рассеяние, спектральные характеристики этих процессов определяются длиной трассы, ее направленностью (горизонтальная, наклонная, вертикальная трассы), содержанием влаги, наличием тумана и дымки (прозрачностью);

Третья последовательность преобразований – преобразования в тепловизоре, направленная на восстановление температурного поля поверхности и включающая:

  1. Формирование оптического изображения поверхности объекта – поля энергетической освещенности (облученности) в плоскости изображения объектива тепловизора совмещенной с плоскостью установки чувствительного элемента преобразователя излучения в сигнал (фотоприемника). Формирование изображения определяется параметрами входной оптики (спектральной характеристикой пропускания излучения, относительным отверстием объектива, углом поля зрения, пространственным разрешением);
  2. Преобразование оптического изображения в электронный видеосигнал, осуществляемое фотоприемником и электронным трактом. Оно определяется спектральной характеристикой чувствительности фотоприемника, режимом развертки изображения, амплитудной (сигнальной) характеристикой, пространственным и энергетическим разрешением;
  3. формирование термограмм со шкалой радиационных температур путем пересчета уровня видеосигнала по данным калибровки (калибровочной характеристике) в уровни, соответствующие температуре источника излучения типа АЧТ (абсолютно черное тело);
  4. Пересчет шкалы радиационной температуры в "истинную" температуру на основании вводимых данных об оптических свойствах объекта (коэффициент излучения), о внешнем облучении (радиационная температура окружающего фона) и параметрах атмосферы (протяженность трассы, температура атмосферного воздуха и, в отдельных системах, его влажность);

На этапе обработки данных, полученных в ходе проведенного обследования, выполняют следующие действия:

  1. Извлекают с термограмм необходимую информацию о температурном поле поверхности контролируемого объекта – определяют температуру элементов поверхности;
  2.  На основании имеющейся модели формирования температурного поля поверхности объекта по полученным данным температуры элементов поверхности и регистрируемым на момент обследования данным о эксплуатационном режиме объекта, внешних условиях и тепловых потерях определяются значения контролируемых параметров;
  3. Определяются нормативные требования к значениям контролируемых параметров, с учетом специфики конкретного объекта по конструктивным решениям и условиям эксплуатации, и, путем сопоставления фактических значений контролируемых параметров с нормативными границами оценок качества объекта, определяется фактическое качество объекта на момент обследования.