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能量书呆子的沉思

热成像导论

红外摄像机可以帮助诊断各种家庭性能问题,包括漏气、绝缘材料缺失或热桥

使热泄漏可见。这种热图像显示绝缘良好的砖房。在山墙末端的暖烟囱烟道被垂直的红色条纹显示出来。[照片Credit:Tom Barbour - Thermal Image UK - http://www.thermalimageuk.com]
图片来源:Tom Barbour - Thermal Image UK - http://www.thermalimageuk.com

30多年来,能源审计员和绝缘承包商一直在使用红外摄像机来诊断家庭性能问题。无需打开墙壁或天花板进行检查,训练有素的专家就可以使用其中的一个摄像头来定位绝缘空隙、空气泄漏、湿气侵入、热旁路和热桥。甚至可以使用红外摄像机来定位嵌在平板上的液体循环管的泄漏。

这些工具有各种各样的名称,包括红外(IR)摄像机、热成像扫描仪和热成像设备。由这种相机产生的图像称为热图,该设备的训练有素的用户称为热记录仪。

尽管许多人认为红外摄像机可以测量表面温度,但这并不是工具真正的工作原理。红外线相机实际上测量了它所瞄准的表面所发射的红外辐射(辐射能)的强度。

红外摄像头的历史

学术研究人员在20世纪70年代末开始使用红外摄像机来诊断热包膜缺陷每台相机售价超过2.5万美元。摄像机是用液氮冷却的笨重设备。

随着新型红外相机的开发,价格开始下降。普林斯顿大学最初的“住院医生”之一高塔姆·杜特(Gautam Dutt)回忆道:“对于红外摄像机,我们使用的是Aga销售的Magnavox设备,Aga 110。它的价格约为1.3万美元。这是昂贵的设备,但性价比很高。我发现的第一个热旁路花了我几个星期的时间,爬过阁楼....

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29日评论

  1. 道格基金会||# 1

    红外相机敏感度
    最好的相机真的是惊人的,通过一个14“TJI墙的热桥是明显的,在室外温度50华氏度的家庭旅行。拥有和使用红外摄像机的绝缘承包商遥遥领先,再加上吹风机门,你就会脱颖而出。

  2. 大卫Meiland||#2

    一个狡辩
    马丁,好的片断。

    你写的“室内检查通常在被告人的门被设置为减压建筑之后进行”。我的建议是在开始鼓风机门之前进行内部检查,然后在门运行短时间后再次通过。如果有一个体面的三角洲t - 我可以轻松使用10f甚至有点少 - 空气泄漏问题迅速出现。如果在扫描任何内容之前跑门,你将更加艰难地决定什么是什么。

    我发现要可靠地进行外部检查要困难得多。风和太阳抹掉了很多热信号。如果我要做户外运动,我通常需要在早上去,希望有平静的环境。

  3. Deniz舱底水||# 3

    这是一个很好的博客
    我从未想过热成像图像会被误解;我也没有考虑到天气在进行精确测量方面的作用。这是优秀的。

    在那个笔记上,我可以说出绝缘砖房的第一张图像可能意味着以下任一:1 - 这是一个绝缘的房子,在早上第一件事,或者2 - 这是一个非常(但不是完美)的绝缘房子,用红外照相机测量在西方天空中长长的阳光下午后散发砖块的表面散热......

    道格,绝缘承包商使用红外摄像机的观点很好——听起来很明显,但我从来没有想过,而且很显然,在我的地区也没有任何绝缘承包商。

  4. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#4

    回复大卫·梅兰
    大卫,
    谢谢你的评论;我很感激你的反馈。

    我已经编辑了博客的文本来反映你的观点。

  5. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||# 5

    对Deniz Bilge的回应
    Deniz,
    和你一样,我也很好奇第一张照片是在什么情况下拍摄的。我特别想听听为什么屋顶是蓝色的,前面的墙是红色的,山墙是黄色的。我已经通过电子邮件向英国的汤姆·巴伯(Tom Barbour)提出了一些问题,他是拍摄这张照片的体温测量师,我会在他回复后发布更多信息。

  6. 卢卡斯·杜兰德7A||#6

    不确定这是否适用……
    马丁,
    你知道“入射角”对热成像相机记录图像的方式有影响吗?

    这会解释下面嗅探中所示的两张面的颜色的微妙差异吗?

    “增加收益”是否会夸大这种细微的差异,直到它看起来像一些不同的东西?

  7. 约翰·布鲁克斯||# 7

    图1
    我猜是在清晨…
    红墙朝东
    朝北的黄墙
    蓝色屋顶面对寒冷的天空过夜

  8. 大卫Meiland||#8

    约翰......
    ...也许是大清早,但墙加热了吗?一堵砖墙可能需要一些时间来产生热摆动。

  9. 大卫Meiland||#9

    讨论了红外图像
    在不知道具体情况的情况下,我们很难在红外图像中谈论正在发生的事情——一天中的时间、室内和室外的温度、晴天/阴天/雨天、建筑组件的组成等。这些图像都没有温度刻度或任何温度标记,这将有所帮助。

    在砖房的图像中,屋顶是蓝色的,因为相机看到的是反射在屋顶上的天空。你也可以在窗户上看到天空的倒影。最好保持镜头轴线尽可能地垂直于被测量的表面——小于(非常小……)45度是理想的——倾斜的屋顶从地面上很难做到。

    我不会从这幅图中得出很多结论——它并没有真正告诉我这所房子的隔热性能很差。在我看来,左边的墙被太阳加热,现在正在冷却,而右边的墙没有得到那么多的阳光。我会暂时说,这是一个寒冷的白天或晚上(因为烟道是热的,可能来自火燃烧),红色的墙有或有太阳在它,黄色的墙没有太阳。真的,这可能是一个很好的例子,为什么室外检查是困难的——检查员可能在中午或下午看到大量的太阳能负载在外部,而不是热损失。我想知道,如果他在一个寒冷、平静的黎明前来到那里,想象这些墙壁和整晚都很暖和的房子,他会看到什么。

    以下是当室内和外部温度分开约5度时拍摄的图像。太阳一直在这堵墙上几个小时,没有鼓风机门。

  10. 大卫Meiland||#10

    天空反射
    这是一个有很多反射的天空的图像。平静的夜晚,空气温度约30度。

  11. 卢卡斯·杜兰德7A||#11

    收益?
    大卫,
    你在那个形象中“逐渐增加了收益”吗?
    这就是为什么这些颜色看起来如此戏剧化和夸张的原因吗?

    编辑说:
    也许我用的词不对……
    我在想“增益”,就像无线电天线一样……
    正如信号分辨率或敏感性......
    “降高增益”=越来越多的分辨率=更广泛的颜色刻度?

  12. 大卫Meiland||#12

    获得
    卢卡斯,三个主要因素控制了图像的强度。首先是调色板本身。我的成像仪上有几个,那个人被称为“高对比度”。基本上,它试图产生最夸张的图像。其他人更温和,因为缺乏更好的描述。其次是图像的“跨度” - 颜色调色板呈现的温度的上限和下限。跨度更紧凑,颜色越多用于呈现给定范围。第三,与跨度相关,是水平,即跨度的中心点。这是同一图像的另一个视图。不同的调色板,更宽的跨度。 Notice that a lot of detail disappears. For that image, a span of ~26 degrees is to wide to be of much use.

  13. 约翰·布鲁克斯||# 13

    红外相机嫉妒
    大卫,我嫉妒....
    感谢您发布更多照片和解释

  14. 道格基金会||# 14

    21世纪的人
    有了我们今天所知的建筑社区和可用的诊断工具,我们没有理由去建造一个蹩脚的房子。

  15. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||# 15

    有个问题要问大卫·梅兰
    大卫,
    当你使用短语“天空反射”时,你究竟是什么意思?

    由于热感摄像机是注册所发出的辐射能强度表面指向,我以为你的意思是,你发出的辐射能的低强度屋顶是由于,在某种程度上,天空辐射(屋顶是天空辐射热能,因此冷却)。

  16. 大卫Meiland||# 16

    马丁
    我不想做技术上的解释,但是看到天空温度被物体反射是很常见的。当你把镜头对准离地面几层楼高的屋顶或窗户时,这种情况经常发生。由于夜空的辐射,物体通常会比环境温度低,这可能是上面图片中屋顶蓝色区域的一部分,但另一部分被反射,而不是发射。我的成像仪和许多其他的成像仪允许用户调整发射率和背景温度,所以理论上你可以补偿反射,但在实践中,精确做到这一点是非常棘手的。无论如何,红外能量会被发射、反射,在某些情况下甚至会穿过物体,所以成像仪将所有这些能量合并到一个读数中。对那些没有物理学博士学位的建筑科学家来说,评估一栋建筑的底线是……将成像仪对准你想要检查的表面,对发射率有一个很好的了解,当成像低辐射的材料,如闪亮的金属时,一切都是不可能的。

  17. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||# 17

    更多信息请参见本页的第一张图片
    [Tom Barbour是在此页面上拍摄第一个图像的热那说家,并在捕获图像时提供更多信息的信息,请通过更多信息信息:]

    你选择的图像是在白天拍摄的。这是一个传统的苏格兰砂岩房子,没有墙壁绝缘(600毫米[24英寸]石头,大约。30毫米[1.2英寸]间隙,然后车床和石膏内壁)。阁楼有270毫米[10.6英寸]的隔热层。然而,红色立面(正面)是由于太阳负荷,山墙显示了一个燃烧着火的烟囱,蓝色屋顶是由于低角度从寒冷的天空反射。这张图片并没有显示任何由于缺少隔热层或其他原因造成的热量损失——我把它放在了我的网站上,因为它在视觉上很吸引人,它引出了一些有趣的问题,即从热图片中你能看出什么,不能看出什么。我没有欣赏你想要使用这张图片的背景-然而,如果它为你带来了一场辩论,那么也许它已经达到了它的目的!

    希望这个有帮助。
    问候,
    汤姆

  18. 卢卡斯·杜兰德7A||#18

    发病角度?
    大卫,
    你的解释和额外的照片非常有帮助,谢谢。

    现在有几次您已经提到了指向相机的重要性,使其尽可能接近垂直于被检查的表面......

    当被检查的表面(或相机)偏离垂直方向时,你在图像中“看到”什么类型的错误?

    地表是否变得“更冷”了?

    在下面的片段中,箭头所示的表面真的比面对相机的表面“冷”得多吗?

    文件格式
  19. 大卫Meiland||# 19

    卢卡斯
    假设你的箭头指向木材壁板的一部分,我希望它的温度与建筑上的其他木材壁板相同,假设没有风或雨,建筑内部是均匀隔热和加热的。低角度会使读数产生大量的反射,而更接近垂直的视角则会减少反射。当你去湖边玩石子的时候,你必须把石子放得离水很低,否则它们就会跳进水里。同样的想法也适用于这里……你试着让自己适应你想要想象的表面。

    这是另一张照片,拍摄于7月29日晚上7:30。大概60度。屋顶不可能像摄像机说的那么冷。如果我真的想知道屋顶的温度,或者得到一个准确的定性图像,我就需要站在那里,直接指向它。

  20. 卢卡斯·杜兰德7A||# 20

    谢谢大卫。
    这是有意义的。

  21. Deniz舱底水||#21

    这让人想知道……
    我通过这个博客了解到,在学习了机械原理后,热成像技术是一门真正的艺术,在这门艺术中,相机操作人员(不一定是物理主体材料)对最终图像的结果负责。
    进一步迈出这一思考,但我忍不住怀疑这个领域的未来。如果有5,000美元的人可以购买相机,我看到了三种情况:1--真正的专业人士知道他/她的乐器和热选成像后的科学,可以在图像真正显示的内容方面最准确地解释数据捕获时间;2--不了解他/她的仪器的专业人士以及它背后的科学,谁可能无法准确解释图像,这可以误导客户;3--上述人员的任何组合,他们将有意地产生可用于操纵客户的图像,以便仅对摄像机运营商的目的作出有益的决定。

    我看到很多困惑。人们是否应该在相似的情况下进行多次成像比较?是否应在一年的不同时间,在类似的情况下举行不同的会议?一天吗?

  22. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||# 22

    对Deniz Bilge的回应
    Deniz,
    你所描述的问题——缺乏训练的承包商给出不可靠的建议——不仅限于温度测量员。(事实上,测温员可能比许多其他行业的工人训练得更好。)

    如果你是一个有冰坝问题的房主,你给四个承包商打电话,会发生什么?一个想卖给你屋檐上的加热电缆;一个说你需要新的屋顶;一个说你需要更多的阁楼通风;有人建议用空气密封保温信封。

  23. 约翰·布鲁克斯||#23

    红外温度计
    关于红外温度计....的博客怎么样
    如何使用(以及不使用)
    我发现我的55美元的Raytek对测量表面温度“很有帮助”。

  24. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||# 24

    红外温度计
    约翰,
    好主意 - 我会把它放在未来博客的想法中。

  25. 大卫Meiland||#25

    5000美元?
    你可以花不到2000美元买到IR,很多业内人士认为我们很快就会在沃尔玛看到500美元的型号。很多人已经有了红外线温度计,在某些情况下,现在的价格可能不到100美元。有些人能够很好地利用这些工具,而另一些人则会犯很多错误。质量无损调查涉及很多方面。

  26. 尼克•格兰特||# 26

    这看起来像热桥,但却是热质量
    伟大的帖子和评论。

    同意强大的工具,但需要良好的用户体验。

    附件显示我家屋顶的下面。看起来像坚固的椽造成热桥,但我知道他们是400毫米深(自制)我桁架,应该可以。从这张图片中无法得知的是,加热过程刚刚开始,而在几小时后拍摄的一张图片上,“椽子”是看不见的,尽管温度差异与额外质量的木材法兰有时间升温相同。我见过很多这种情况与我的托梁和服务空板条。需要让温度稳定下来。

    同样地,山脊上明显寒冷的角落也几乎消失了(在刮风的天气里,有一点漏风可以看到)。角落将总是更冷,尽管是几何热桥。

    我发现自己大部分时间都是在室内工作,就像往常一样,在超级绝缘、密封的被动式节能建筑中寻找细微的缺陷,除了在理想的条件下,从外部很难看到这些缺陷。我们还使用了大量的通风防雨屏,以限制从外面看到的东西。

    尼克

  27. 大卫Meiland||# 27

    尼克
    没有任何附加到您的帖子的图像。我想看看他们!

  28. 道格拉斯Horgan||# 28

    如果你了解一些事情,仍然很有用
    我最近买了一个1700美元的相机,发现它对构建诊断非常有用。
    在博客和评论中有一些重要的观点——相机只显示了表面的红外辐射量,不多也不少,不同类型的材料在不同的条件下显示的不同。
    我的观点是,如果你知道建筑是如何建造的,以及摄像机的一些限制,即使没有2500美元的培训,你也会很健康。
    如果你准备的是专家证人级别的报告,而不是寻找解决问题的方法,情况可能就不一样了。
    对于一个典型的有经验的构建者来说,即使没有经过精心的培训,这些都是很好的工具。

  29. 埃里克·拉斯穆森||#29

    这是非常令人兴奋的看到
    看到这项技术更容易进入市场,并被承包商和专业人士大量采用,是非常令人兴奋的。这是朝着使我们的家庭更节能的正确方向迈出的一大步。这些红外摄像机结合对建筑施工的合理了解,使我们能够更容易地采取第一步,准确地确定必须解决的问题,并准确地了解敏感区域,使我们能够有效和正确地纠正问题。

    我还认为,在新建造的房屋上使用这种技术会非常有趣。这肯定会让承包商保持诚实,并给房主一个合理的方法来核实他们收到的质量,他们支付了。

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