Czytaj także -

Aktualne wydanie

SS-10-2018 okladka

20180813-BANNER-160X600-V1-PL-GLASSTECEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

 konferencja 2018 banner

konferencja 12 kwietnia 2018 1a

baner-2-krzywe

baner konferencja 12 2017

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 RODO

 

konferencja 2018 banner

  

glass2018 480x120  

 lisec SS FastLAne

 

20180817doe12 baner-480-100

 

 

 

Termografia i termowizja Praktyczne spojrzenie na wykorzystanie możliwości kamer termowizyjnych
Data dodania: 07.09.14

W artykule przedstawiamy porównanie kamer termowizyjnych znajdujących się w różnych przedziałach cenowych pod kątem ich wykorzystania. Czy warto wydać fortunę na drogi sprzęt? A może skorzystać z usług firm zewnętrznych? 

 

Wykorzystanie termowizji i termografii jako przydatnego narzędzia w przemyśle czy budownictwie wzrasta z każdym rokiem. 10-15 lat temu wiele osób traktowało termowizję jako bardzo drogie narzędzie o małym potencjale wykorzystania. Również ceny urządzeń (min. 60-70 tys. zł) nie zachęcały do ich zakupu, a jakość zdjęć odbiegała od ideału. 

 

Warto również odnotować, że wtedy rynek producentów kamer termowizyjnych stanowiły nieliczne firmy, które oferowały łącznie nie więcej niż 10-15 modeli kamer.

 

 

2014 7-8 44 1

Rys. 1. Zdjęcie zrobione w 2001 roku kamerą Vigo V-20

 

 

Duży wybór rodzi problemy



Dzisiaj tylko trzej producenci: Flir, Fluke i Testo oferują łącznie ponad 40 modeli. Oprócz tych największych na rynku istnieją też inni producenci, którzy oferują wiele modeli kamer. Z jednej strony tak szeroki wachlarz urządzeń może nam pomóc w doborze optymalnego sprzętu, z drugiej strony – mnogość modeli powoduje, że kupujący jest mocno zagubiony w gąszczu ich parametrów i funkcji. Nawet dystrybutorzy nie zawsze są w stanie opisać różnice pomiędzy oferowanymi modelami.

 

Zakres cenowy kamer jest bardzo szeroki: od 5 do 200 tys. zł dla kamer o rozdzielczości do 640 x 480. 

 

 

2014 7-8 44 2

Rys. 2. Obiektyw do kamery Fluke. Cena: 6-7 tys. zł
Rys. 3. Teleobiektyw do kamery Flir. Cena: 50 tys. zł

 

 

Moje doświadczenia wynikające z kontaktów z dystrybutorami sprzętu termowizyjnego pokazują często, że mogą oni dość szybko zniechęcić potencjalnych klientów. Dostrzegam tu trzy problemy. 

 

Dobór. Często nie ma możliwości zobaczenia danego modelu kamery termowizyjnej w rzeczywistości (rekordzistą jest dystrybutor pewnej firmy, który od 6 miesięcy nie może sprowadzić interesującego mnie modelu kamery termowizyjnej). Bardzo często klient otrzymuje do obejrzenia model „z najwyższej półki” i jakiś z niskiego pułapu. Porównanie takich dwóch modeli stwarza wrażenie, że mamy wybór pomiędzy czymś znakomitym i beznadziejnym. Oglądanie tylko folderów reklamowych czy próbnych zdjęć nie przekona klienta do wydania pieniędzy równych cenie samochodu.

 

Cena. Przeglądając oferty bardzo rzadko można zobaczyć konkretną cenę danego urządzenia. W reklamach prasowych czy internetowych mamy przeważnie tylko ceny modeli „z dolnej półki” i to przedstawiane w taki sposób, jak np.: cena poniżej 5000 euro. Moje bezpośrednie kontakty pokazały, że często sprzedający zachowują się tak, jakby wstydzili się podać cenę. Przecież ktoś, kto zajmuje się termowizją, nie spodziewa się kamery o znakomitych parametrach za 10 tys. zł. Na szczęście nie wszyscy tak się zachowują.

 

Akcesoria. Trzeba pamiętać, że akcesoria, które możemy dokupić do kamer, mogą znacznie ich cenę zmienić. Prym wiodą obiektywy do kamer. Możemy na nie wydać majątek. Lista akcesoriów jest bardzo długa. Za dodatkową baterię możemy dopłacić nawet 800 zł, a za ładowarkę nawet 600 zł (można naładować nią baterie poza kamerą). Oczywiście, gdyby nie ograniczone środki, wszyscy kupowalibyśmy najdroższe modele. Trzeba jednak zadać pytania: co uzyskujemy wydając kolejne 10 czy 20 tys. zł i jakie parametry kamery termowizyjnej są dla nas istotne i potrzebne?

 

(...)

Czym się kierować wybierając kamerę termowizyjną

 

Warto zadać sobie pytanie: na jakie parametry kamery termowizyjnej zwrócić uwagę? Bardzo często jako podstawowy i niemal jedyny parametr podaje się rozdzielczość matrycy. Ja jednak przy doborze kamery zaproponowałbym zwrócenie uwagi również na inne istotne parametry. Zaliczyłbym do nich (wg hierarchii ważności): 

  • rozdzielczość „termiczną” matrycy, czyli zdolność poszczególnych pikseli do wykrycia różnicy temperatury. Określa się ją jako np. 0,1°C, czyli 100 mK. Absolutne minimum to właśnie 100 mK – najlepsze modele mają czułość poniżej 30 mK; 
  • rozdzielczość „pikselową” matrycy, czyli fizyczną liczbę pikseli matrycy. W naszym porównaniu mamy kamery o matrycach 160x120, 320x240 (4 razy więcej pikseli) i 640x480 (16 razy więcej pikseli niż w matrycy 160x120). Mizernie to wygląda, kiedy porównamy to do rozdzielczości obrazu widzialnego matrycy aparatu fotograficznego, choćby w telefonie komórkowym (np. IPhone 4S ma rozdzielczość 3264x2448, czyli 416 razy więcej pikseli niż w matrycy 160x120). Taka jest cena za możliwość wykonania zdjęcia termowizyjnego. Producenci, co prawda, dodatkowo starają się wzbogacić kamery o tzw. poprawiacze rozdzielczości, jednak bardzo różnie to w praktyce wychodzi. Idea „poprawiaczy” polega na połączeniu kilku niemal identycznych zdjęć w jedno o lepszej rozdzielczości. Zmiana rozdzielczości z 160x120 na 320x240 oznacza, że zwiększa się cztery razy liczbę pikseli i trzeba je jakość uzupełnić. Robi się to albo automatycznie w kamerze – po naciśnięciu spustu kamera robi kilka zdjęć i je łączy, albo za pomocą odpowiedniego oprogramowania. Jest poprawa liczby pikseli, ale często kosztem jest mniej ostre zdjęcie, gdyż proces zwiększenia rozdzielczości uśrednia brakujące piksele;
  • zakres pomiarowy – większość kamer ma na tyle szeroki zakres pomiarowy, np. od -20 do 500°C, że możemy wykonać każdy pomiar. Jednak warto pamiętać, że kamery do zastosowania w budownictwie mają najczęściej zakres pomiarowy od -20°C do ok. 100°C i są bardziej czułe w tym węższym zakresie;
  • układ optyczny – szczególnie ważny element kamery termowizyjnej. Praktycznie, im większa średnica soczewki obiektywu, tym lepiej. Warto dodać, że obiektywy są wykonane ze szkła germanowego, które przepuszcza promieniowanie podczerwone. Niestety, jest to jeden z najdroższych elementów kamery.

 

 

2014 7-8 45 1 

Rys. 4. Co wybrać? Za najdroższą kamerę kupimy 10 najtańszych. Czy zatem taka kamera robi 10 razy lepsze zdjęcia?

 

 

2014 7-8 45 2

Rys. 5. Obiektywy do kamery Flir P660 (standardowy oraz większy, szerokokątny) dzieli przepaść w porównaniu z małym obiektywem do kamery NEC, ale przy najtańszych kamerach na wszystkim należy oszczędzać

 

 

 

Testy kamer termowizyjnych



Do testów wybrałem cztery modele kamer termowizyjnych różnych producentów i w różnych cenach (podaję orientacyjne ceny brutto kamer bez dodatkowych akcesoriów). Są to:

  • NEC Thermo Gear G30 – cena 14 tys. zł,
  • Fluke TIR2 – cena ok. 30 tys. zł, obecnie nie jest produkowana, ale dostępna na rynku wtórnym,
  • Flir T425 – cena 65 tys. zł,
  • Flir P660 – cena 140 tys. zł.

 

Porównamy zdjęcia zrobione każdą z nich.

 

TEST I

 

2014 7-8 46 1

a. Zdjęcie z kamery NEC Thermo Gear G30

 

2014 7-8 46 2

b. Zdjęcie z kamery Fluke TIR2

 

2014 7-8 46 3

c. Zdjęcie z kamery Flir T425

 

2014 7-8 46 4

d. Zdjęcie z kamery Flir P660

Zdjęcia zaworu na przemysłowej instalacji chłodzenia (różnica temp. na termogramie ok. 30°C). 
Zdjęcia a i b są wykonane kamerami o takiej samej rozdzielczości pikselowej matrycy. Jednak rozdzielczość termiczna oraz optyka pozwalają na pokazanie przewagi kamery Fluke nad NEC. Przy porównaniu zdjęć b i c widać większą rozdzielczość pikselową matrycy kamery Flir. Rozdzielczość termiczna i optyka obu kamer jest zbliżona. Najwyższy model Flira pokazuje znakomitą rozdzielczość i czułość termiczną (zdjęcie c).

 

 

TEST II

2014 7-8 46 5

a. Zdjęcie z kamery NEC Thermo Gear G30

 

2014 7-8 46 6

b. Zdjęcie z kamery Fluke TIR2

 

3014 7-8 46 7

c. Zdjęcie z kamery Flir T425

 

2014 7-8 47 8

d. Zdjęcie z kamery Flir P660

 

Zdjęcia pompy w instalacji chłodzenia (różnica temp. ok. 80°C). 
Przy dużej różnicy temperatury nawet najsłabsze kamery termowizyjne dobrze sobie radzą. Oczywiście, kamera najsłabsza nie pokazuje wszystkich szczegółów, ale jej obraz jest na zadowalającym poziomie.

 

 

TEST III

2014 7-8 46 9

a. Zdjęcie z kamery NEC Thermo Gear G30

 

2014 7-8 46 10

b. Zdjęcie z kamery Fluke TIR2

 

2014 7-8 46 11

c. Zdjęcie z kamery Flir T425

 

2014 7-8 46 12

Zdjęcie z kamery Flir P660

 

Zdjęcia termowizyjne instalacji (różnica temp. ok. 20°C). 
Różnica temperatury okazała się wystarczająca dla każdej z kamer termowizyjnych. Badana instalacja nie jest izolowana. Przy nieskomplikowanych elementach każda z kamer pozwala na wykonanie prawidłowego zdjęcia.

 

 

TEST IV 

 

2014 7-8 47 1

a. Zdjęcie z kamery NEC Thermo Gear G30

 

2014 7-8 47 2

b. Zdjęcie z kamery Fluke TIR2

 

2014 7-8 47 3

d. Zdjęcie z kamery Flir P660

 

2014 7-8 47 4

c. Zdjęcie z kamery Flir T425

 

Zdjęcia termowizyjne instalacji (różnica temp. ok. 12°C).
Przy małej różnicy temperatury widać zdecydowanie gorszą jakość zdjęć z kamery NEC. Kamera Fluke TIR2 (o zakresie temperatury jak dla budownictwa) może konkurować z kamerą Flir T425. To przykład, na którym widać znaczenie rozdzielczości termicznej, a pamiętajmy, że ma matrycę czterokrotnie mniejszą od matrycy zastosowanej w kamerze Flir.

 

 

 

TEST V

 

2014 7-8 47 5

 

a. Zdjęcie z kamery NEC Thermo Gear G30

 

 

2014 7-8 47 6

b. Zdjęcie z kamery Fluke TIR2

 

2014 7-8 47 7

c. Zdjęcie z kamery Flir T425

 

2014 7-8 47 8

d. Zdjęcie z kamery Flir P660

 

Zdjęcia termowizyjne zbiornika (różnica temp. ok. 60°C). 
Większa różnica temperatury wpływa na lepszą jakość zdjęcia w najsłabszych modelach. Oczywiście, na zdjęciu z kamery Flir P660 widać nawet najmniejsze detale, choć wydaje się, że zdjęcie z kamery T425 jest najlepszej jakości.

 

 

TEST VI

 

2014 7-8 47 9

a. Zdjęcie z kamery NEC Thermo Gear G30

 

2014 7-8 47 10

b. Zdjęcie z kamery Fluke TIR2

 

2014 7-8 47 11

c. Zdjęcie z kamery Flir T425

 

2014 7-8 47 12

d. Zdjęcie z kamery Flir P660

 

Zdjęcia termowizyjne obrazujące uszkodzenie izolacji rurociągu (różnica temp. ok. 60°C).
Wszystkie kamery wykryły uszkodzenie izolacji rurociągu. Zdjęcie z kamery NEC odbiega jakością od pozostałych. Główny powód to zdecydowanie gorsza optyka, która ujawnia się wraz z odległością od badanego przedmiotu.

 

 

TEST VII

 

2014 7-8 48 1

 

a. Zdjęcie z kamery NEC Thermo Gear G30

 

2014 7-8 48 2

b. Zdjęcie z kamery Fluke TIR2

 

2014 7-8 48 3

c. Zdjęcie z kamery Flir T425

 

2014 7-8 48 4

d. Zdjęcie z kamery Flir P660

 

Zdjęcia termowizyjne komina (różnica temp. ok. 90°C).
Większa odległość od komina znacząco wpływa na jakość obrazu. Obraz z kamer NEC i Fluke wydaje się nieostry. To efekt za małej rozdzielczości matrycy i gorszej optyki. Przy większych odległościach od badanego obiektu należy rozważyć zakup kamery o większej rozdzielczości lub koniecznie dokupić teleobiektyw.

 

 

TEST VIII

 

2014 7-8 48 5

 

a. Zdjęcie z kamery NEC Thermo Gear G30

 

2014 7-8 48 6

b. Zdjęcie z kamery Fluke TIR2

 

2014 7-8 48 7

c. Zdjęcie z kamery Flir T425

 

2014 7-8 48 8

d. Zdjęcie z kamery Flir P660

 

 

Zdjęcia termowizyjne narożnika w pokoju. Geometryczny mostek termiczny w budynku na styku podłogi i ściany (różnica temp. ok. 5°C). 
Badanie wykonano celowo w niekorzystnych warunkach. Przy małej różnicy temperatury kamera najtańsza oferuje najgorszą jakość zdjęć. Kamera Fluke TIR2 (o zakresie temperatury dostosowanym do potrzeb budownictwa) może konkurować z kamerami droższymi.

 

 

 

Podsumowanie

Analizując zdjęcia, widzimy, że nie w każdym przypadku potrzebujemy sprzętu najdroższego. Warto zatem zastanowić się przed zakupem, co planujemy mierzyć. Jeżeli planujemy tylko zastosowanie budowlane, może warto dobrać kamerę z węższym zakresem temperatury. 

 

 

Przy dużej różnicy temperatury badanego elementu w stosunku do temperatury otoczenia nawet kamera o słabszych parametrach wykona przyzwoite zdjęcia. Dlatego też do tego typu pomiarów mało uzasadnione jest stosowanie modeli „z górnej półki”, na które trzeba wydać duże pieniądze. Jeżeli kamera ma służyć do pomiarów z dużej odległości od badanego przedmiotu, powinniśmy szukać kamery o większej rozdzielczości matrycy lub wspomagać się dodatkowymi obiektywami. 

 

 

W pomiarach, gdzie istotne są małe różnice temperatury, np. w budownictwie, decydująca jest rozdzielczość termiczna.

 

 

Na koniec warto rozwiać jeszcze jedną wątpliwość: termografia czy termowizja? Która nazwa jest poprawna. Najpierw była termografia, którą możemy zdefiniować jako graficzne przedstawienie pola (macierzy) wartości temperatury, którym przypisuje się kolory. Zwykle wartościom temperatury wyższym przypisywane są kolory cieplejsze (czerwony, żółty), a wartościom niższym kolory zimne (niebieski, fioletowy). 

 

 

Pojęcie termowizji pojawiło się w chwili, w której dodano możliwość równoczesnej rejestracji obrazu widzialnego i nałożenia na niego obrazu termowizyjnego. Warto jednak pamiętać, że bardziej trafna definicja termowizji (jako analogii do obrazu widzialnego), mogłaby być zdefiniowana jako zdolność do rejestracji sekwencji obrazów. Obecnie obie nazwy – termografia i termowizja funkcjonują zamiennie jako synonimy.

 

 

Maciej Surówka
prezes Stowarzyszenia Certyfikatorów
i Audytorów Energetycznych

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 7-8/2014

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik