FLIR & iBros technic bezpośredni dystrybutor urządzeń omiarowych - kamery termowizyjne FLIR Systems w Polsce

Zewnętrzne systemy ociepleń stają się coraz bardziej popularne na europejskim rynku budowlanym. Wraz z powstaniem bardziej rygorystycznych wymagań certyfikacji energetycznej oraz przepisów w zakresie efektywności energetycznej budynków, konstruktorzy zwracają coraz większą uwagę na dokładne i efektywne stosowanie tych systemów. Niestety wiele metrów kwadratowych zewnętrznych systemów izolacji cieplnej w nowych lub istniejących budynkach zostały zainstalowane bez użycia najlepszych praktyk. W celu lepszego zrozumienia nieprawidłowości w systemach izolacji, jak również charakterystyki cieplnej produktów izolacyjnych, konsorcjum firm, w tym włoskie Stowarzyszenie Izolacji Cieplnej i Akustycznej (Association for Thermal and Acoustic Insulation - ANIT), przeprowadziło projekt badawczy z użyciem kamer termowizyjnych FLIR Systems.

Badania mające na celu uznanie nieprawidłowości w systemach izolacji oraz ich montażu zostały przeprowadzone przez ANIT i dwóch członków tej organizacji, a mianowicie firm: Caparol oraz FLIR Systems. Badanie było koordynowane przez Tep srl, przedsiębiorstwo usług inżynieryjnych, koncentrując się na badaniach nieniszczących efektywności energetycznej budynków.

Budowanie na próbę

W celu badania zjawisk cieplnych charakteryzujących instalację zewnętrznych systemów ociepleń, zbudowano egzemplarz testowy, pokryty z trzech stron płytą izolacji cieplnej (EPS z dodatkiem grafitu). W górnej części próbki ściany pokryte były w taki sposób, że posiadały typowe błędy wykonawcze. Dolna część była odpowiednio wykonana, z lub bez kołków EPS.

Aktywna analiza termograficzna

Próbka ściany monitorowana i analizowana była podczas cyklu ładowania i rozładowania przez energię słoneczną. Jej okresowe obrazy termiczne były rejestrowane i przechowywane. Dzięki aktywnej termografii, ładowanie odbywało się przez promieniowanie słoneczne i wywierało wpływ na powierzchnię próbki testowej. Podczas fazy rozładowania określana była struktura, w której gromadzona jest energia, a następnie monitorowano uwalnianie energii w cieniu. Do tego badania ANIT zdecydował się na użycie kamery termowizyjnej FLIR T640 , która okazała się być najlepiej dostosowana do tego typu badania.

 Rys.1 Wzór układu testowego przed pokryciem.

Przenikanie ciepła w różnych warunkach

Aby prawidłowo zrozumieć to, co wydarzyło się w różnych przypadkach wskazanych na obrazie termograficznym, należy przeanalizować i poznać ewentualne anomalia, dotyczące wymiany ciepła w zmiennych warunkach na powierzchni izolacji.

Przy przepływie ciepła w zmiennych warunkach (tj. zmiennych temperaturach powierzchni) odporność termiczna przewodności właściwej i grubość każdego z tych materiałów nie są wystarczające do określenia właściwości termicznych różnych warstw. W rzeczywistości, należy również wziąć pod uwagę gęstość i ciepło właściwe materiałów. Parametry, które charakteryzują materiały w warunkach zmiennych połączonych z promieniowaniem struktury powierzchni zewnętrznej izolacji cieplnej są nazywane efektywnością termiczną.

Efektywność termiczna jest miarą zdolności cieplnej penetracji energii. Istotna jest: temperatura powierzchni zewnętrznej izolacji cieplnej, którą poddaje się silnemu wpływowi promieniowania słonecznego. Następnie bada się w jaki sposób materiał z poziomu powierzchni prowadzi ciepło do kolejnych warstw materiału w połączeniu ze zdolnością materiału do gromadzenia ciepła. Efektywność w tym kontekście wyraża się, jako łatwość materiału do ogrzewania, za pomocą promieniowania słonecznego wewnątrz: im niższa wartość, tym mniejsza jest ilość energii potrzebnej do ogrzewania materiału.

Próbka badawcza składa się z kilku materiałów o różnych wartościach efektywności cieplnej:

Klej do izolacji (EFR. = 906), EPS z dodatkiem grafitu (eff = 27) i PCV - z kołkami (eff = 530).

Wykres 1 przedstawiający różnice temperatur, które występują na górnej części próbki podczas obciążeń termicznych, w których są obecne i celowe błędy instalacyjne.

Wykres 2 temperatury prezentujący górną część próbki pokazuje, że nie ma materiału izolacyjnego o małej przewodności cieplnej, o ograniczonej pojemności cieplnej, kleju i kołków PVC, które mają wysoką przewodność cieplną oraz większą pojemność cieplną. Z uwagi na energię zmagazynowaną w wyniku promieniowania słonecznego izolacja chłodzi się szybciej, ponieważ ilość zmagazynowanej energii jest mniejsza to znaczy, że ma objętościowo mniejszą pojemność cieplną.

Analiza próbki

Analiza właściwości materiałów wykazuje różne zachowanie pod względem energii ładowania spowodowanego promieniowaniem i późniejsze opróżnienia energii wskutek cienia.

a) po naświetleniu promieniowaniem słonecznym stymulacja ogrzeje powierzchnię. PCW i klej, mają większą efektywność niż EPS, więc będą one początkowo chłodniejsze niż SWW i EPS ogrzeje się łatwiej. Kołki i odcinki klejone będą najzimniejszym punktem powierzchni.

b) Następnie badana próbka jest schładzana w cieniu. PVC i klej mają większą objętościową wydajność ciepła, dzięki temu te materiały zgromadziły więcej energii cieplnej, a tym samym będą początkowo cieplejsze niż EPS. Materiał EPS szybciej ostygnie; kołki i spoiny klejone będzią najgorętszymi punktami na powierzchni.

Analiza termiczna jasno określa, że istnieją dwa rodzaje warstw powierzchniowych:

materiał izolacyjny o małej przewodności cieplnej i ograniczonej pojemności cieplnej, klej i kołki PCV posiadające wyższą przewodność cieplną oraz większą pojemność cieplną. Podczas wykonywania analizy zdjęć termograficznych, osoba wykonująca pomiar musi być świadoma tego, co jest identyfikowane jako anomalia powierzchni: konieczne jest, aby zrozumieć, zewnętrzny system izolacji cieplnej, a to jak stwierdzono w odpowiednich warunkach środowiskowych, może być uważane jako wada.

Kamera FLIR T640bx

ANIT zdecydował się na wykorzystaniekamery termowizyjnej FLIR T640bx z powodu różnych wymagań technicznych. Badanie próbki wymaga możliwości zbadania luki temperatury blisko 0,5 ° C, do rejestrowania i kontrolowania powierzchni automatycznej zmiany temperatury podczas upływu czasu. Potrzebny aparat również musi być w stanie generować wysokiej jakości obrazy wideo, które mogłyby aktywnie badać zachowania termiczne powierzchni.

Kamera FLIR T640bx idealnie się do tego nadaje. T640bx to wysokiej klasy kamera termowizyjna z wbudowaną wizualną kamerą o rozdzielczości 5MP, opcją wymiennych obiektywów, auto-focusem i dużym 4,3" ekranem dotykowym LCD. Łączy w sobie doskonałą ergonomię z najwyższą jakością obrazu, zapewniając wyrazistość i dokładność oraz rozbudowane możliwości komunikacyjne.

Rys.4 T640bx to wysokiej klasy kamera termowizyjna z wbudowaną kamerą o rozdzielczości 5MP światła widzialnego.

Panele słoneczne okazały się być mądrą, przyszłościową inwestycją w zakresie ekonomii i ekologii. Ale tak jak w innych technologiach, mogą występować błędy. Kamery termowizyjne są idealne do
szybkiego wykrycia tych awarii. Heinz Simmler, właściciel szwajcarskiej firmy kontroli fotowoltaicznej Energie Netzwerk jest zapalonym zwolennikiem tej technologii.

Termowizja może dostarczyć właścicielom i instalatorom paneli słonecznych niezbędnego spojrzenia na wewnętrze moduły paneli słonecznych i budowę układu fotowoltaicznego. Wadliwe komórki, skrzynki połączeniowe, kable, falowniki lub nieprawidłowo podłączone moduły mogą być zlokalizowane przez wysokiej rozdzielczości kamery termowizyjne. Energie Netzwerk, z siedzibą w Bachenbülach – Szwajcaria, specjalizuje się w termografii fotowoltaicznej i jest certyfikowanym inspektorem, zgodnie z normą EN ISO 9712 "Badania nieniszczące -- Kwalifikacja i certyfikacja personelu badań nieniszczących".

"Po zebraniu wieloletniego doświadczenia w instalacji i konstrukcji paneli słonecznych dla dużej firmy, postanowiłem rozpocząć działalność na własną rękę ze wspólnikiem w 2014 roku ", mówi Heinz Simmler. "Wcześniej pracowałem w firmie Emitec Messtechnik AG, firma doradcza i dystrybutor kamer FLIR. W ten sposób zaznajomiłem się z mocą termiczną. A kiedy nadszedł czas na zakup kamery termowizyjnej, nie było mowy o tym, że nie będzie to kamera FLIR.”

Rys. 1 Heinz Simmler: "Kiedy nadszedł czas, aby kupić kamery termowizyjne, było oczywiste, że potrzebujemy kamery termowizyjnej FLIR. "

Kontrole paneli słonecznych

Zwykle są trzy sytuacje, w których ludzie potrzebują inspekcji termicznej, według Heinza Simmlera: "Przede wszystkim, w czasie instalacji, klienci chcą mieć pewność, że wszystko działa. W pełni operacyjny panel słoneczny pozwoli instalatorowi dostarczyć certyfikat jakości. Druga sytuacja: w czasie pracy całej instalacji słonecznej, gdy coś się dzieje i jest widoczne w wyniku zmniejszonej produkcji. Trzecia najczęstrza sytuacja: przed zakończeniem gwarancji, klient zazwyczaj chce wiedzieć, czy wszystko jest jeszcze w porządku. "

Cienie powodujące zmniejszenie wydajności

Panel słoneczny składa się z kilku ogniw fotowoltaicznych. Zawsze, gdy jedna lub więcej z tych komórek nie działa prawidłowo, kamera termowizyjna będzie to odbierać w postaci różnicy temperatur. 

Pozwoli to właścicielowi i instalatorowi, stać się świadomymi obniżonej wydajności, a co za tym idzie, podjąć odpowiednie środki. "Częstym problemem jest zmniejszona wydajność spowodowana zacienieniem" mówi Heinz Simmler. "Nawet kwiat, który rzuca cień na różne ogniwa słoneczne może spowodować 30% mniej mocy w tych komórkach. Wynikiem jest również, to że niektóre komórki solarne stają się cieplejsze, co w dłuższej perspektywie nie jest zbyt dobre dla instalacji.
Gdy taka sama ilość światła słonecznego jest oddawana na wszystkie ogniwa słoneczne, będą one produkowały taką samą ilość prądu.

Rys. 2 Kamera termowizyjna wykryje defekty komórek jako gorących punktów, które mogą spowodować uszkodzenie panelu słonecznego w dłuższej perspektywie.

Jednak kiedy pewna ilość komórek będzie w cieniu, na przykład w cieniu komina, wtedy wytworzą mniej prądu. Mimo to prąd z sąsiednich komórek, które nie są przysłonięte musi przejść przez te mniej aktywne komórki. Prąd, który przeforsowuje te komórki będzie je rozgrzewał. Kamera termowizyjna odbiera to jako gorące miejsca, które w dłuższej perspektywie mogą spowodować uszkodzenie panelu słonecznego.

FLIR T420 kamera i soczewki

W 2014 roku, Energie Netzwerk zakupił FLIR T420 do użycia przy inspekcjach fotowoltaicznych. Ta kamera termowizyjna o rozdzielczości 320x240 pikseli i posiada szeroki wachlarz funkcji, które sprawiają, że praca  termografajest dużo łatwiejsza. Jako uzupełnienie standardowego wyposażenia kamery, Energie Netzwerk zakupił również dodatkowo 15° obiektyw teleskopowy i obiektyw o polu widzenia 45°.

Obiektywy 15° są często wybieranymi akcesoriomi, zapewniającymi prawie dwukrotne powiększenie w stosunku do 25° soczewki. "Ten obiektyw jest idealny do wykonywania inspekcji termicznych z odległości, lub gdy trzeba zbadać dach z parteru", mówi Heinz Simmler. "Obiektyw 45° jest idealny, gdy jesteś na dachu i nie masz dużo miejsca do manewru.''

 Rys. 3 FLIR T420 ma rozdzielczość 320x240 pikseli i posiada szeroki wachlarz funkcji, które sprawiają, że praca termografajest dużo łatwiejsza. Obraz paneli słoneccznych w różnych odcieniach, w celu dostrzeżenia różnego typu  wad i defektów w pracy instalacji.

Multi Spectral Dynamic Imaging (MSX)

FLIR Systems ostatnio dodał Multi Spectral Dynamic Imaging (MSX) technologia do każdej kamery z zakresu jej profilaktycznej konserwacji. Ta nowa funkcja daje niezwykle bogate w szczegóły obrazy i produkuje lepsze tekstury w obrazie termicznym. Dzięki MSX można wykryć więcej nieprawidłowości, można zrobić bardziej szczegółowo analizy, a wnioski wyciągnąć w ułamku sekundy.

Dodanie MSX było również sukcesem Heinz Simmlera: "MSX pozwala zobaczyć dokładnie, w której komórce panelu słonecznego jest problem. To nie jest ważne tylko dla nas; jest to także sposób na to, aby pokazać klientowi, gdzie jest problem i co należy zrobić. Korzystam z funkcji MSX bardzo często. I także m.in. MSX jest materiałem w moich raportach. "

Łatwość użycia

Obok MSX, kamera FLIR T420 posiada także przydatne funkcje, które sprawiają, że praca termografapanelu słonecznego staje się łatwiejsza. Na przykład funkcja adnotacji jest czymś, z czego Heinz Simmler często korzysta. Dzięki tej funkcji możliwe jest dodawanie komentarzy głosowych przy użyciu zestawu słuchawkowego Bluetooth.

"Ta funkcja dla mnie okazała się być przydatna, zwłaszcza gdy jesteśmy tam na dachu patrząc na dziesiątki paneli słonecznych. To takie proste dodać komentarz do obrazu, jak 'trzeci rząd, drugi panel z lewej strony'. Nie ma potrzeby, aby przynosić dodatkowe zestawy papieru lub tabelek do sporządzenia notatek''.

Rys. 4 Zestaw słuchawkowy Bluetooth umożliwia wstawianie komentarzy głosowych na temat obrazu. To takie proste, aby dodać komentarz: "trzeci rząd, drugiego panelu z lewej strony".

Strażacy polegają na niezawodnej technologii do wykonywania wymagających zadań: znalezienie osoby w pomieszczeniu wypełnionym  gęstym dymem i poruszanie się w trudnym otoczeniu...

Na szczęście kamery termowizyjne wspierają strażaków w trudnych akcjach i dzięki wykorzystaniu ciepła emitowanego przez otoczenie, pozwalają widzieć przez dym, zlokalizować przedmioty oraz pokazać gorące punkty.
Jednak w przypadkach, gdy temperatury otoczenia wykazują mały kontrast, uzyskanie dobrego obrazu termalnego jest trudne i czasochłonne. W takim przypadku z pomocą przychodzi najnowsza technologia firmy FLIR – FSX ™, czyli innowacyjne ulepszenie obrazu.

Nową technologię FSX ™ posiadają najnowsze modele kamer FLIR dedykowane Strażom Pożarnym – kamera FLIR K55 oraz kameraFLIR K45. Dzięki innowacyjnemu ulepszeniu obrazu strażacy mogą zobaczyć obraz w bardzo wyrazistych szczegółach.

Co to jest FSX™?

Kamery termowizyjne FLIR pokazują przejrzysty obraz nawet w najciemniejszym i bardzo zadymionym otoczeniu. Czasem jednak bardzo trudnym wyzwaniem dla kamery może być wykrycie celu nawet, jeśli teoretycznie znajduje się on w zasięgu kamery. Z kolei dla ratownika może być dużym wyzwaniem rozpoznanie, co dokładnie znajduje się na obrazie kamery. To znacząco wpływa na czas reakcji i wykrycia istotnych zdarzeń podczas akcji, lub co gorsze, niezauważenia. Dlatego FLIR Systems opracował potężny algorytm, który pomaga strażakom rozwiązać problem znalezienia obszarów o niskim kontraście w wysoce dynamicznym otoczeniu.

FSX™ to zaawansowany algorytm nieliniowej obróbki obrazu, który zachowuje szczegóły w szerokim zakresie dynamiki obrazów. FSX ™ potrafi wydobyć z oryginalnego obrazu szczegóły takie jak krawędzie i rogi. Dane te są łączone z oryginalnym obrazem, aby stworzyć zdjęcie z rozbudowanymi szczegółami. W rzeczywistości, szczegółowy obraz pasuje do całkowitego zakresu dynamiki obrazu oryginalnego, co jest szczególnie ważne dla użytkownika, nawet w tak ekstremalnych temperaturach, które są typowe dla pracy strażaka

Krótszy czas wykrycia

Strażacy muszą szybko wykrywać cele, bez dokonywania ręcznych korekt obrazu. To wszystko jest możliwe z funkcją FSX ™.

FSX™ zapewnia wyraźny, ostry obraz w każdym możliwym miejscu pożaru uwzględniając najmniejsze różnice temperatur. Mały, gorący obiekt na zimnym tle będzie miał tak samo wyraziste szczegóły co na tle o podobnej skali temperatur. Dzięki FSX ™ ratownicy są w stanie w łatwiejszy sposób wykryć obiekty w otoczeniu ognia. W przeciwieństwie do innych rozwiązań tego typu, FSX ™ wyjątkowo dostosowuje się do zmieniających się warunków otoczenia. Oznacza to, że operator kamery będzie w stanie w pełni skupić się w każdych warunkach na obrazie, a nie na kontroli pracy kamery.

Kamery termowizyjne do zastosowań przeciwpożarowych

Wejście do płonącego budynku lub zbliżanie się do przemysłowego pożaru jest niebezpieczną pracą. Strażacy muszą w dużym stopniu polegać na swoim zespole i narzędziach. Kamery termowizyjne są wyjątkowymi przyrządami, które pomagają strażakom chronić zarówno życie innych, jak i własne .Kamery termowizyjne widzą przez dym, dając strażakom lepsze rozeznanie w sytuacji, zarówno ze względu na swoje położenie w budynku, jak i w stosunku do członków zespołu. Pomagają również w znalezieniu ludzi uwięzionych w pożarze. Kamery termowizyjne są także używane do poznania otoczenia, w czasie pożarowej akcji szukająco-ratującej. Ponieważ mierzą i wizualnie przedstawiają temperatury z odległości, co również jest pomocne strażakom do każdego rodzaju wtargnięć, skoków i uników.

FSX ™ - innowacyjne ulepszenie obrazu

Każda kamera termowizyjna jest wsparciem dla strażaka podczas akcji. Kamera termowizyjna, która jest wyposażona w FSX ™ będzie pokazywała bardzo ostry i wyraźny obraz termiczny w najdrobniejszych szczegółach, dzięki czemu strażak będzie mógł podjąć właściwą decyzję wtedy, gdy liczą się sekundy.