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.

Dla wielu operacji użycie znieczulenia miejscowego jest korzystniejsze od znieczulenia ogólnego, ponieważ uważane jest jako bardziej bezpieczne dla pacjenta. Jednak w niektórych przypadkach, środki znieczulające miejscowo działają tylko częściowo lub wcale. W celu określenia skuteczności miejscowych środków znieczulających pacjent poddawany jest ukłuciom za pomocą szpilek. Jeśli pacjent wykazuje odczucia bólu, wówczas miejscowe środki znieczulające są uważane za skuteczne.

Jeżeli pacjent nie jest w stanie się komunikować to sposób ukłucia jest bezużyteczny.

Naukowcy z Centrum Medycznego Uniwersytetu Erazma w Rotterdamie, w Holandii odkryli nowe, obiektywne narzędzie do określenia skuteczności znieczulenia miejscowego: kamery termowizyjne FLIR.

Według dr Ir. Sjoerd Niehof z Zakładu Anestezjologii z Erasmus University Medical Center dokładna ocena skuteczności bloków regionalnych ma kluczowe znaczenie. "Szybka i dokładna identyfikacja nieudanych bloków pozwala anestezjologowi podjąć odpowiednie działania, takie jak podawanie dodatkowych środków znieczulających, we wczesnym etapie. To nie tylko pomaga uniknąć niepotrzebnych opóźnień operacji, ale pomoże również ograniczyć podawanie dodatkowych środków znieczulających w klinicznie uzasadnionych sytuacjach. To ważne, ponieważ podawanie dodatkowych zastrzyków prowadzi do małego, ale wyraźnego ryzyka zachorowalności. Innymi słowy: dokładna ocena bloków regionalnych przyczyni się do ratowania życia ".

Niehof porównał kilka różnych metod, w tym przy użyciu kamery termowizyjnej FLIR: "Termowizja zapewnia natychmiastową informację zwrotną. Personel medyczny może użyć kamery termowizyjnej FLIR w celu obiektywnego określenia skuteczności znieczulenia miejscowego. Jeśli blok regionalny nie jest skuteczny będzie wyraźnie wskazany na obrazie termicznym. "

FLIR i3 i i5

Naukowcy początkowo używali do tego celu kamery termowizyjnej FLIR SC2000- Series z chłodzonym detektorem mikrobolometrycznym, który wytwarza obrazy termalne o rozdzielczości 320 x 240 pikseli przy czułości termicznej 10 mK (0,1 ° C). Późniejsze badania wykazały, że modele niższej klasy, takie jak FLIR i5 FLIR i3, które wytwarzają obrazy termalne o rozdzielczości odpowiednio 80 x 80 pikseli i 60 x 60 pikseli przy czułości termicznej 15 mK (0,15 ° C) również mogą być w tym celu uzywane.

"W odpowiedzi na środki miejscowo znieczulające z naczyniami krwionośnymi, czyli tzw. zjawisko rozszerzenia naczyń", wyjaśnia Niehof. "Prowadzi to do zwiększonego przepływu krwi przy zwiększonej temperaturze skóry w terenie. W naszych badaniach okazało się, że w przypadku pomyślnego bloku regionalnego temperatura skóry wzrasta  4,5 ° C w około 20 minut. W przypadku nie skutecznego bloku maksymalna różnica temperatur była tylko o 0,8 ° C. Ta różnica wzrostu temperatury może być wykrywana i udokumentowana przy użyciu kamery termowizyjnej FLIR ".

Znalezienie przedmiotów badań było stosunkowo proste, według Niehof. "Zbliżyliśmy się do pacjentów z University Medical Center, którzy mają poddać się operacji dłoni lub przedramienia i poprosiliśmy  ich o udział. Termowizja to metoda nieinwazyjna, więc jest całkowicie bezpieczna i nie powoduje żadnych niedogodności dla pacjenta, więc łatwo było znaleźć pacjentów skłonnych do współpracy. "

Badanie wykonano na grupie 25 pacjentów, którym podawane są miejscowe środki znieczulające (mepiwakaina 1,5%). Skuteczność środków znieczulających określono za pomocą trzech metod: testowe ukłucie, testowe uczucie zimna oraz badań termowizyjne. Od momentu, gdy środki znieczulające zostały podane, testy skuteczności zostały wykonane co 5 minut przez okres 30 minut. Ostateczna kontrola została wykonana przy użyciu chirurgicznych kleszczy tuż przed operacją.

Dodatnia wartość predykcji 100%

Od 10 minuty i później dla wszystkich przypadków, w których metoda termowizyjna była wykorzystana udany blok regionalny potwierdziły przewidywania chirurgicznie. Oznacza to, że termowizyjna ma dodatnią wartość predykcyjną 100%. Doznanie zimna i metoda ukłucia osiągane były maksymalnie w 25 minut: odpowiednio 68% i 63%.

Metoda termowizyjna osiągnęła maksymalną ujemną wartość predykcyjną 99% w 15 minut. Metoda ukłucia osiągnęła ujemną wartość predykcyjną 99% w 25 minut, ale utrzymuje się na tym poziomie przez znacznie krótszy okres, spada do 93% po 30 minutach. Uczucie zimna osiągnęło maksimum 93% w 20 minut, spada o 90% w 30 minut.

Wskaż i kliknij

Na podstawie tych wyników Niehof stwierdził, że termowizja jest najlepszą metodą oceny regionalnego bloku. "Termowizja osiąga wartości o dużej dokładności i utrzymuje wysokie wartości przez dłuższy okres czasu. Przede wszystkim jest to jedyna metoda, która jest całkowicie obiektywna. Jednocześnie jest to metoda niezwykle łatwa w użyciu. Wszystko, co musisz zrobić, to skierować kamerę termowizyjną FLIR i wcisnąć prawy przycisk. "

Warte inwestycji

Według Niehof każda sala zabiegowa powinna posiadać kamerę termowizyjną FLIR. "Nie rozumiem, dlaczego nie. Teraz już cena nie jest czynnikiem ograniczającym. FLIR poprawił wielkość produkcji, a tym samym zmniejszyły się ceny produktów, szczególnie w modelach, które są używane do takich zastosowań. Biorąc pod uwagę fakt, że to pomoże zmniejszyć ryzyko zachorowalności, unikając niepotrzebnych dodatkowych środków znieczulających chciałbym powiedzieć, że jest to z pewnością opłacalna inwestycja. "

"Kamery termowizyjne mogą być wykorzystane do więcej niż tylko tego konkretnego zastosowania", kontynuuje Niehof. "Technologia termowizji znalazła zastosowanie w wykrywaniu niektórych rodzajów raka, infekcji, uszkodzeń nerwów, urazów tkanek miękkich, itd. W toku badania są stale odkrywane nowe i ekscytujące sposoby wykorzystania technologii termowizyjnej jako medycznego narzędzia diagnostycznego."

Gdy ich temperatura wzrośnie panele słoneczne stają się mniej wydajne, wytwarzają mniej energii elektrycznej. Niektóre wady mogą prowadzić do pęknięcia panelu lub nawet produkować prąd wsteczny, który może uszkodzić całą instalację słoneczną. Kamery termowizyjne mogą być wykorzystywane do wykrywania gorących punktów na panelach z daleka, dzięki czemu można o wiele łatwiej znaleźć wady zanim doprowadzą do poważnych awarii.

Włoski instalator paneli słonecznych ELEM srl jest jedną z firm, która pracuje razem z Thermographic S.A.S. di Ermoni Alberto e C., doświadczonym kontrolerem termowizyjnym, dzięki czemu może zaoferować inspekcje termowizyjne dla swoich klientów. Jednym z inspektorów jest Alberto Ermoni, poziom II certyfikat thermographer.

Rys.1 Ten obraz pokazuje termicznie uszkodzoną komórkę w obrębiepanelu słonecznego. Przegrzane komórki utrudniają wydajność całego systemu fotowoltaicznego.

"Kamery termowizyjne firmy FLIR Systems są idealnym narzędziem do kontroli paneli słonecznych", mówi Ermoni. "Ta metoda kontroli jest bezpieczna i nieinwazyjna. Można użyć termowizji do przeglądania paneli słonecznych pod obciążeniem, więc nie trzeba wyłączać paneli. Podczas prawidłowego wykorzystania kamery termowizyjnej, pokazuje ona dokładne różnice temperatur pomiędzy komórkami lub w obrębie pojedynczej komórki, które pozwalają na identyfikację usterek we wczesnym stadium. "

Przegląd całego systemu

Inspekcje te nie ograniczają się do samych paneli słonecznych. "Można użyć termowizji do kontroli całego systemu, od samych paneli słonecznych do połączeń, falowników, bezpieczników i wszystkich innych elementów elektrycznych w systemie", wyjaśnia Ermoni.

Kamera termowizyjna Ermoni używająca tych kontroli to FLIR T640bx. "Aparat łączy w sobie najwyższej klasy jakość obrazu z zaawansowanymi funkcji, takimi jak łączność bezprzewodowa WiFi z tabletem i połączenia Bluetooth do wybranych narzędzi badawczych i pomiarowych z funkcją Extech MeterLink, takich jak miernik cęgowy Extech EX845. Kolejną rzeczą, którą często używam jest funkcja Picture-in-Picture. Ta nakładka obrazu termicznego na obraz wizualny pozwala mi lepiej zlokalizować gorące punkty".

Rys.2 Te moduły słoneczne nie wykazują żadnych wad, a ich temperatury są w maksymalnej temperaturze określonej przez producenta panelu słonecznego, zwykłe do pracy w słonecznych warunkach.

Bezprzewodowe połączenie z tabletem lub smartfonem

FLIR T640bx kamera termowizyjna zawiera detektor mikrobolometryczny, który wytwarza obrazy termalne o rozdzielczości 640x480 pikseli i przy czułości termicznej 35 mK (0.035°C). Ergonomiczna konstrukcja pozwala na termograficzne spojrzenie na obiekty we wszystkich możliwych kątach. Bezprzewodowe połączenie WiFi pomiędzy kamerą FLIR T640bx termicznego obrazowania oraz Tabletem PC lub smartfonem z systemem aplikacji FLIR Viewer umożliwia łatwe pokazywanie wyników kontroli na miejscu dla klientów i pozwala inspektorowi zrobić sprawozdanie dotyczące lokalizacji, zmniejszając ilość czasu, który by poświęcił na ręczne stworzenie raportu .

Połączenie przez Bluetooth pozwala automatycznie umieścić pomiary z wybranych urządzeń pomiarowych firmy Extech z funkcji MeterLink. Dzięki temu zapisywać pomiarów na papierze jest zbędne. To nie tylko przyspiesza kontrole, ale również zmniejsza ryzyko błędów ludzkich.

Wymienne obiektywy

Bardzo ważnym czynnikiem w wyborze FLIR T640bx kamery termowizyjnej przez Ermoni'ego jest fakt, że ma wymienne obiektywy. "W niektórych przypadkach stoją na podeście kontrolnych paneli słonecznych z odległości 10 metrów, ale w innej sytuacji może być kontroli tylnego końca paneli z odległości mniejszej niż jeden metr. W tych różnych sytuacjach trzeba różne optyki, teleobiektyw do kontroli z daleka o szerokim kącie obiektywu dla kontroli na krótkich odległościach. Wiele innych modeli kamery termowizyjnej nie posiada tej elastyczności w dziedzinie optyki. "

"Przeprowadzanie kontroli panelu słonecznego właściwie może być sporym wyzwaniem. Podczas inspekcji przodu paneli trzeba wiedzieć, jak wybrać odpowiedni punkt obserwacyjny i kąt widzenia, aby uniknąć odbić, ale trzeba także wiedzieć o emisyjności i odbitej temperaturze, jeśli chcemy uzyskać dokładne odczyty temperatury ".

Rys.3 Kamery termowizyjne mogą być wykorzystane do kontroli wszystkich elementów instalacji fotowoltaicznych, w tym do falownikiów, bezpieczników, kabli i połączeń.

Certyfikat ITC

Z tego powodu Ermoni prowadził kilka szkoleń w Centrum Szkolenia w podczerwieni FLIR (ITC). "Naprawdę trzeba tego typu szkolenia, aby być w stanie dostarczyć dokładne raporty", mówi Ermoni. "Widząc znaczenie właściwego szkolenia w tej dziedzinie jestem chętny do dzielenia się wiedzą, którą nabyłem z innymi inspektorami"

Aby wybór kamery termowizyjnej FLIR był oczywisty. "FLIR oferuje cały pakiet:. Bardzo wysokiej jakości kamery z zaawansowanymi funkcjami i doskonałą jakością obrazu, dobre oprogramowanie, bardzo dobre usługi po sprzedaży kursów i szkoleń dla wszystkich"

FLIR MR40

Wilgotnościomierz z latarką

FLIR MR40 to przenośny, wytrzymały, 2-pinowy miernik wilgotności do drewna i materiałów budowlanych, wyposażony w zintegrowaną latarkę. Idealny dla budowniczych, inspektorów budynków, techników do napraw związanych z wilgocią, specjalistów zajmujących się zwalczaniem szkodników oraz wykonawców pokryć dachowych i podłóg. FLIR MR40 jest dostępnym w przystępnej cenie, łatwym w obsłudze narzędziem do wyszukiwania i pomiaru wilgoci, które zapewnia wiarygodne i dokładne wyniki.

W połączeniu z kamerą termowizyjną, FIR MR40 może potwierdzić, czy zimna plama na obrazie termicznym jest wilgocią i zmierzyć jak poważny jest problem.