Comment choisir une caméra thermique et un pyromètre: recommandations professionnelles

Points d’article

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• Comment fonctionne un détecteur thermique sans contact
• Caractéristiques des imageurs thermiques et des pyromètres
• Sensibilité spectrale (plage spectrale)
• Plage de température mesurée
• Erreur de données de température (précision de la mesure)
• Vitesse de mesure
• Résolution optique
• Seuil de sensibilité à la température (caractéristique NETD)
• Autocompensation des mesures
• Système de guidage (vue)
• Affichage du scanner thermique à distance
• Objectifs interchangeables en option
• conditions d’utilisation
• Signalisation
• Mémoire à bord
• Différents modes d’affichage
• Détection d’humidité de surface
• Communication PC
• Éclairage de la zone de travail
• Ergonomie, type d’exécution
• Options d’alimentation du scanner thermique infrarouge
• Le coût

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Les pyromètres et imageurs thermiques sont très efficacement utilisés pour détecter les fuites de chaleur dans les bâtiments existants ou les fuites de froid dans les systèmes de refroidissement. Pour les constructeurs, le diagnostic à l’aide de dispositifs infrarouges permet d’identifier les défauts d’isolation thermique d’une maison, de déterminer de manière non destructive la qualité des matériaux utilisés et, sur la base des données obtenues, d’éliminer les fuites, augmentant ainsi l’efficacité énergétique du bâtiment. Étant donné qu’en sortie nous disposons de données précises et systématisées (les valeurs de température sont enregistrées), il est possible d’analyser la situation dans son ensemble, de déterminer le degré d’urgence des problèmes et de les résoudre à leur tour, en commençant par les plus graves.

Les imageurs thermiques et les pyromètres sont irremplaçables, par exemple, si vous décidez d’acheter une maison sur le marché secondaire et que vous ne savez pas comment les structures d’enceinte ont été isolées. Ils clarifient très bien la situation avec l’état technique des installations électriques: par exemple, une température élevée d’un conducteur ou d’un disjoncteur indique qu’il est surchargé, et si la connexion chauffe, cela signifie qu’il y a un mauvais contact à cet endroit. En outre, les dispositifs infrarouges aident à identifier les erreurs dans la mise en œuvre de la protection thermique des poêles, des chaudières et des cheminées, montrent la puissance calorifique des voies de chauffage et des fuites, le niveau de remplissage des réservoirs et des réservoirs. Les scanners thermiques peuvent facilement détecter l’engorgement des éléments de construction, les dommages à l’isolation, les colonies de ravageurs colonisés.

Ainsi, l’objectif principal d’une caméra / pyromètre thermique de bâtiment portable est la détection des défauts, l’audit énergétique des structures et des services publics..

Comment fonctionne un détecteur thermique sans contact

Tous les objets qui ont une température supérieure au zéro absolu émettent des longueurs d’onde infrarouges de 0,74 à 1000 microns. Cela a été déclaré en 1800 par le scientifique anglais William Herschel, le célèbre explorateur du Soleil. Il est devenu clair qu’un rayonnement spécial est émis non seulement par un métal chauffé au rouge ou des décharges électriques (tout le monde l’a vu), mais également par des corps à basse température, y compris en dessous de 0 ° C. Les rayons infrarouges sont émis par des ions excités et la longueur d’onde change avec un chauffage différent de l’objet (plus la surface est chaude, plus l’onde est courte et plus le flux est intense). Une personne peut percevoir cette énergie comme de la chaleur avec sa peau, mais ne la voit pas..

Il a fallu du temps pour apprendre à enregistrer les infrarouges, les rayons de chaleur, à les reconnaître et à traiter les informations reçues. En 1967, Wahl Instruments Inc. le premier pyromètre portable a été développé.

Un pyromètre et une caméra thermique sont des dispositifs optoélectroniques qui captent le rayonnement infrarouge invisible d’objets avec des lentilles et le convertissent en un signal électrique dans le récepteur, et il est déjà transformé en un type d’indication facile à lire (image ou chiffres). La tension électrique résultante est proportionnelle à la puissance du flux de rayonnement reçu, il est donc possible d’obtenir des valeurs de température numériques précises même sur des photographies thermiques.

Un imageur thermique, comme un appareil photo numérique, a une matrice, mais chacun de ses pixels n’affiche pas la couleur et la luminosité, mais la valeur de température à un point spécifique de l’objet étudié. Sur l’écran, l’utilisateur reçoit une image tramée, où des zones avec un chauffage différent sont affichées dans certaines couleurs, de sorte que vous pouvez très rapidement avoir une impression générale de la situation de température dans la zone diagnostiquée. Fondamentalement, l’appareil se compose de:

• lentille (en germanium);
• un récepteur de rayonnement infrarouge (le plus souvent basé sur un bolomètre – une résistance qui change de résistance en fonction de la puissance du courant);
• unité de traitement.

Le pyromètre est d’un ordre de grandeur de conception plus simple et beaucoup moins cher, il n’y a pas de thermogramme, de « photographie », mais la température moyenne de surface de l’objet testé est indiquée sous forme numérique / texte.

Le diagnostic avec ces appareils est peu coûteux et rapide – selon le principe du «point – shoot». La vitesse de lecture de température la plus rapide est disponible, entre 0,15 et 0,5 seconde. La portée de leur action n’est limitée que par le diamètre du point de travail (il se dilate lorsqu’il est enlevé) et la transparence de l’air ambiant (fumée, poussière, vapeur d’eau, dioxyde de carbone, ozone – réduire la sensibilité). Les données peuvent être obtenues à la fois à quelques centimètres et à plusieurs dizaines de mètres.

Caractéristiques des imageurs thermiques et des pyromètres

Pour commencer à choisir un détecteur infrarouge, vous devez répondre à quelques questions de base qui vous aideront à déterminer le type d’appareil, puis procéder à l’examen de modèles spécifiques:

1. De quel matériau sont constitués les objets que vous testerez??
2. Quelle est la température approximative des zones diagnostiquées?
3. À quelle distance les mesures seront-elles effectuées?
4. Dans quel environnement fonctionnera l’appareil (températures ambiantes, transparence de l’espace entre l’appareil et l’objet …).

Sensibilité spectrale (plage spectrale)

Notez que différents matériaux émettent des longueurs d’onde différentes. Par exemple, le métal et le verre réfléchissent bien, ils émettent donc une onde courte, tandis que d’autres matériaux – une longue. Il existe un concept de « noirceur de surface », et il existe un coefficient correspondant, qui est plusieurs fois différent pour les métaux et pour les matières organiques. La réalité est que certains pyromètres et imageurs thermiques ne lisent pas toutes les ondes et ne peuvent pas tester tous les matériaux. Ils ont une spécialisation étroite, car ils sont conçus pour une gamme spécifique, pour travailler avec des matériaux spécifiques. Mais il existe également des dispositifs universels à large spectre qui conviennent à la plupart des conditions de diagnostic de construction. Les longueurs d’onde qu’ils capturent sont généralement de l’ordre de 6 à 14 microns, par exemple MicroRay RIDGID IR-100 ou ADA TemPro 1600. Les fabricants indiquent presque toujours ce paramètre dans leurs passeports.

MicroRay RIDGID IR-100

Plage de température mesurée

Le pyromètre et la caméra thermique peuvent percevoir la température dans une large gamme: de -50 à +3000 degrés, parfois ils sont « aiguisés » pour les valeurs faibles (y compris les moins), et parfois uniquement pour les corps chauffés. Pour obtenir les résultats les plus précis, sélectionnez l’appareil qui a la portée la plus étroite. Cela n’a aucun sens d’acheter un détecteur thermique qui mesure bien au-delà de mille degrés, si notre tâche est de diagnostiquer une maison – même un Bosch PTD 1 domestique (de -20 à +200) suffit amplement, mais pour surveiller une flotte de moteurs électriques, il faudra autre chose – par exemple, DeWalt DCT 414 S1 (-30 à +550). L’essentiel est de respecter la règle d’or: «la plage de température doit chevaucher la température de l’objet de 25%». Il est à noter que plus la plage de températures mesurées est large, plus l’appareil est cher. Certains modèles avancés ont des filtres de fréquence remplaçables, ce qui permet d’ajuster l’appareil à une plage de température plus large.

DeWalt DCT 414 S1

Erreur de données de température (précision de la mesure)

Ce paramètre est toujours indiqué par les fabricants d’un pyromètre ou d’une caméra thermique, il est calculé en conditions de laboratoire sur des corps absolument noirs et, tout d’abord, dépend de la méthode de traitement de l’information, cependant, les réalités (en particulier, la transparence de l’environnement et la justesse des actions de l’utilisateur) font leurs propres ajustements. La plupart des scanners thermiques portables sont précis à 2% près de leurs résultats..

Vitesse de mesure

Cette caractéristique du pyromètre est également appelée «inertie», «temps de réponse». Les performances de ces appareils sont incomparables avec les performances des appareils de contact pour le diagnostic de température. Les indicateurs de 0,25 à 0,5 seconde sont considérés comme normaux (X-Line pIRo-850M – 0,5 s), les thermoscanners avec une inertie de 0,15 seconde sont à haute vitesse, cependant, cela est plus important pour tester des objets en mouvement ou changer votre condition physique.

Résolution optique

Le deuxième nom de la propriété la plus importante des pyromètres et des imageurs thermiques est « l’indice de visée », il dépend directement de l’optique de l’appareil. La résolution optique montre le rapport de la distance entre l’appareil à la surface testée et le diamètre du spot de diagnostic (c’est sa température moyenne qui est étudiée). Dans ce cas, il est nécessaire de choisir un pyromètre en fonction de la taille de l’objet examiné, car la règle de diagnostic de base stipule que l’objet doit complètement tomber dans le champ de travail du détecteur et le chevaucher afin que les corps étrangers avec leurs «températures» n’y arrivent pas. En d’autres termes: un indicateur de visée spécifique détermine la distance à partir de laquelle il est possible de mesurer des objets d’une certaine taille; dans le même temps, cette caractéristique de l’appareil détermine la taille minimale de l’anomalie thermique enregistrée. Une résolution optique avec un rapport de 10: 1 à 40: 1 est considérée comme universelle; pour les longues distances, des appareils avec un rapport de visée de 100: 1 et plus sont nécessaires.

Afin de ne pas lier l’utilisateur à des distances spécifiques, une mise au point variable (zoom) est appliquée, tandis que la mise au point peut être manuelle ou automatique. En outre, les objectifs interchangeables sont utilisés pour fonctionner dans diverses conditions..

Seuil de sensibilité à la température (caractéristique NETD)

L’indicateur de sensibilité thermique de la caméra thermique affiche les erreurs possibles lors du test de la température en deux points adjacents. C’est une caractéristique de la matrice qui détermine la faible différence enregistrée entre la température de l’objet et son arrière-plan. L’indicateur normal est de 0,1 degré à +30 ° C (parfois les fabricants indiquent en kelvin), mais de nombreux appareils fonctionnent d’un ordre de grandeur plus détaillé, ce qui vous permet de déterminer très précisément non seulement la présence, mais aussi la forme de l’anomalie de température et, par conséquent, la cause de son apparition. Ainsi, par exemple, la caméra thermique Testo 881 a un indice de sensibilité de 0,05 degré.

Testo 881

Autocompensation des mesures

La précision des diagnostics dépend en grande partie de facteurs externes et il peut être assez difficile de configurer manuellement l’appareil.Par conséquent, de nombreux imageurs thermiques modernes en mode automatique peuvent compenser certains moments négatifs. Par exemple, la réflectivité de la surface de l’objet («émissivité») peut être corrigée – de 0,2 à 1 (par incréments de 0,1). La température ambiante et l’humidité de l’air peuvent être détectées et compensées. Pendant ce temps, certains appareils bon marché n’ont parfois même pas de paramètres manuels pour prendre en compte ces facteurs..

Système de guidage (vue)

La visée visuelle aide à contrôler la zone d’imagerie thermique. En principe, le guidage peut être optique et laser. L’optique permet de diagnostiquer sur de longues distances, de tester des objets très chauds (à partir de 1200 degrés) ou si le faisceau n’est tout simplement pas visible sous une forte lumière naturelle. Les viseurs laser sont disponibles en « points », « doubles faisceaux », « cercles » et dans un même appareil, plusieurs options peuvent être utilisées. «Point» et «double» visent l’objet à une distance de 2 à 3 dizaines de mètres, et le «cercle» est pratique pour les tests rapprochés (jusqu’à 7 mètres). Le viseur « double » forme également un point au bon endroit, mais ici c’est l’intersection de deux faisceaux laser. La vue en forme de cercle est bonne car elle montre les contours du point de travail du scanner thermique. La plupart des imageurs thermiques et pyromètres modernes utilisent un laser sûr de seconde classe – lueur rouge.

Bosch PTD 1

Affichage du scanner thermique à distance

Taille de la matrice (taille du détecteur IR) – cet indicateur s’applique uniquement aux imageurs thermiques. La taille de la matrice détermine le nombre d’éléments sensibles (bolomètres élémentaires) et, en conséquence, la clarté d’image disponible. Cet indicateur implique une caractéristique importante d’un scanner thermique (quelle est la surface par pixel) – « résolution spatiale », ou « champ de vision ». Comme nous l’avons déjà dit, chaque pixel de l’écran est un affichage de la température mesurée à un point spécifique de la zone testée. Plus la résolution est bonne, plus les détails peuvent être distingués sur le thermogramme et tirer des conclusions sur les causes des anomalies de température. Par exemple, un appareil avec un détecteur de 160×120 pixels mesure 19200 points, tandis qu’une matrice de dimensions 320×240 pixels (Testo 882) diagnostique déjà 76800 points.

Testo 882

Certaines caméras thermiques sont équipées d’un écran tactile, ce qui n’affecte pas les caractéristiques techniques de l’appareil..

Affichage du pyromètre. Dans les pyromètres, des informations numériques ou textuelles sont affichées sur l’écran LCD, qui peut être situé sur une ou plusieurs lignes (Ryobi RP4030). Presque tous les pyromètres ont un écran rétroéclairé, ce qui permet des mesures dans des pièces sombres.

Ryobi RP4030

Objectifs interchangeables en option

En changeant la lentille, l’utilisateur peut considérablement diversifier les fonctionnalités de la caméra thermique. Les optiques télescopiques vous permettent de zoomer / dézoomer sur la zone de prise de vue et ainsi de tester de petits objets à grande distance. Si vous avez besoin d’explorer un grand objet étendu, vous pouvez utiliser un objectif grand angle et obtenir une image panoramique. Il est à noter que plus l’angle de « vue » de l’objectif est large, plus la distance de travail sera courte, et vice versa.

conditions d’utilisation

Lors du choix d’un pyromètre ou d’une caméra thermique, il est très important de faire attention à la température ambiante à laquelle l’appareil peut être utilisé et à quelle humidité. Les fabricants ne cachent pas ces informations, mais ne les confondent pas avec les conditions de stockage – il existe une gamme plus large. Certains appareils bon marché sont limités à cet égard, et sont conçus pour une utilisation en intérieur (température de 0 à +40 degrés, humidité jusqu’à 80%). Les scanners thermiques plus polyvalents fonctionnent à l’extérieur, à des températures inférieures à zéro et à une humidité allant jusqu’à 90%. En comparant plusieurs modèles, jetez un œil à l’indice IP du boîtier, la moyenne est IP54.

Signalisation

Cette fonction vous permet de régler l’indicateur de température maximum ou minimum, à la détection duquel un bip est automatiquement émis ou une indication lumineuse est déclenchée. De cette façon, l’utilisateur ne manquera pas les changements de température critiques et réagira au problème à temps (Fluke Ti25).

Fluke Ti25

Mémoire à bord

La mémorisation des mesures est réalisée à la fois dans des pyromètres et dans des imageurs thermiques. Cela peut être une sauvegarde à court terme de données fraîches jusqu’à la prochaine mesure, ainsi qu’une écriture sur un support intégré et amovible (diverses cartes mémoire). Les imageurs thermiques coûteux peuvent enregistrer des commentaires vocaux, enregistrer des données de diagnostic sous forme de vidéo (en mode IR ou dans la plage visible).

Différents modes d’affichage

Une caméra thermique moderne, en plus du mode « full IR », est capable de faire une photographie numérique ordinaire, ou un enregistrement vidéo régulier avec un taux de rafraîchissement d’image élevé (plus de 40 Hz). L’image visible peut être superposée à l’infrarouge, facilitant ainsi l’identification de la zone défectueuse. Dans certains appareils, vous pouvez définir des températures extrêmes auxquelles seules les zones hors échelle en température seront affichées sur la photo visible en mode IR, vous pouvez simplement les configurer pour qu’elles soient sélectionnées dans une image entièrement infrarouge (Flir InfraCAM). De plus, l’écran peut afficher les points de rosée trouvés et les zones gorgées d’eau. Pour faciliter l’orientation, la projection du désignateur laser est affichée sur l’écran. Parfois, la fonction isotherme est disponible dans les imageurs thermiques – une plage de température spécifiée est affichée dans une couleur spécifique.

Flir InfraCAM

Détection d’humidité de surface

En mode manuel, l’humidité et la température de l’air sont entrées, et l’appareil lui-même affichera les zones problématiques dans la zone testée. L’humidité peut également être mesurée en mode automatique après avoir connecté une sonde radio spéciale. Une fonction supplémentaire est une alarme sur le point de rosée trouvé.

Communication PC

Les images obtenues à la suite de l’examen peuvent être visualisées directement sur l’écran. Cependant, pour l’analyse et le reporting, pour l’utilisation de l’appareil comme enregistreur, les informations sont envoyées à un ordinateur. La connexion peut être effectuée via des sorties analogiques ou numériques. La présence d’un connecteur USB est considérée comme une bonne forme, par exemple, Optris LaserSight (LS) et autres. Le logiciel est généralement inclus dans le package et est mis à jour gratuitement, mais parfois vous devez l’acheter séparément.

Optris LaserSight

Éclairage de la zone de travail

De nombreux pyromètres et imageurs thermiques ont des lumières LED intégrées qui éclairent l’objet à étudier, de sorte que le diagnostic est possible même par mauvaise visibilité..

Ergonomie, type d’exécution

Les imageurs thermiques et pyromètres modernes sont utilisés de manière permanente ou portables. Les premiers sont utilisés dans la production, sont alimentés par le réseau et ont souvent une spécialisation étroite, et les seconds sont plus polyvalents, diffèrent par leur faible poids et leurs dimensions modestes..

Les imageurs thermiques industriels et les pyromètres sont plaqués dans un boîtier métallique, ils sont bien protégés de toutes sortes d’influences (poussière, vibrations, humidité, copeaux, haute température). En règle générale, les instruments stationnaires fournissent des données plus précises..

Les appareils portables de diagnostic infrarouge peuvent ressembler à une caméra ou à une caméra vidéo, mais le plus souvent, ils sont fabriqués sous la forme d’un pistolet en plastique structurel, où la gâchette est utilisée pour commencer les tests, à la fin du boîtier, il y a un écran de contrôle avec des boutons de commande de menu. Leur poids dépasse rarement 500 g, beaucoup d’entre eux pèsent moins de 200 grammes (ADA TemPro 900 – 170 grammes). L’appareil bien conçu est tenu et utilisé d’une seule main. Les appareils de qualité sont protégés contre les chutes d’une hauteur de 2 mètres (Fluke TiR1), au moins, le fabricant le déclare avec confiance.

Fluke TiR1

Options d’alimentation du scanner thermique infrarouge

Les appareils stationnaires sont alimentés à partir du réseau via des appareils abaisseur. Les détecteurs thermiques portables sont généralement alimentés par des piles alcalines (AA, CZK, AAA, «pilules»). De nombreux fabricants fournissent leurs scanners thermiques avec diverses batteries (nickel-cadmium et lithium-ion), en passant, vous pouvez également connecter l’alimentation via le port USB. Ceux d’entre eux qui sont engagés dans la création d’outils électriques et qui ont à leur disposition des systèmes de batteries complets, installent des batteries à partir de blocs d’alimentation sur leurs pyromètres et imageurs thermiques. Par exemple, le DeWalt DCT 414 S1 et le modèle S1 DCT416S1 sont configurés avec une unité de 12 volts d’une capacité de 1,5 Ah. Milwaukee est allé un peu plus loin et vend sa caméra thermique et son pyromètre sans batterie ni chargeur. Un consommateur qui dispose déjà d’un outil mobile de cette entreprise peut économiser beaucoup en fournissant une batterie système M12 à l’outil de diagnostic..

DeWalt S1 DCT416S1

Le choix des caractéristiques techniques et fonctionnelles adaptées à vos conditions, ainsi que la configuration réussie du scanner thermique est certes une tâche importante, mais vous devez également faire attention au support métrologique du fabricant afin que les résultats de l’audit énergétique (si nécessaire) puissent être légalisés auprès des autorités compétentes. L’appareil doit être normalisé! Compte tenu de la complexité technique et du coût élevé de ces appareils de mesure, nous vous recommandons d’être scrupuleux sur les questions de garantie et de service..

Le coût

Un pyromètre, contrairement à une caméra thermique, est un dispositif plus simple et relativement peu coûteux. Des modèles d’entrée de gamme peuvent être achetés pour environ 2500 roubles, par exemple, l’ADA TemPro 300 avec une plage de température de -32 à +350 degrés, ou un Laserliner ThermoSpot similaire. Avec l’expansion de la gamme, le coût augmente presque proportionnellement (le prix de l’ADA TemPro 1200, capable de mesurer jusqu’à 1200 degrés, est de 9500000). D’autres modèles de prix sont difficiles à voir – les fabricants agissent à leur propre discrétion, offrant différents ensembles d’options supplémentaires. Notez que les appareils des entreprises qui créent des outils électriques (DeWalt DCT 414 S1 – 5000, Ryobi RP4030 – 3500, Bosch PTD 1 – environ 4500 roubles) ont de bonnes caractéristiques techniques et opérationnelles, à un coût modéré..

La situation avec les imageurs thermiques (à des fins de construction) est plus compliquée. Dans ces appareils, en plus des fonctionnalités de fonctionnement fondamentales (90% du prix est constitué par les caractéristiques de la matrice et de l’optique), il est nécessaire de prendre en compte un grand nombre de fonctions supplémentaires qui facilitent la vie de l’utilisateur. N’oubliez pas l’étendue de l’ensemble de livraison de base et la «promotion» de la marque. Peu de caméras thermiques coûtent environ 30000 roubles, ce sont des modèles économiques, par exemple le Fluke VT04 et le modèle VT02, ainsi que le DeWalt DCT416S1. Un peu plus élevé que le prix minimum de l’appareil FLIR i3 – environ 43 000. Les caméras thermiques coûtant environ 100 000 roubles (Testo 875-1 ou Fluke TiS) peuvent être considérées comme moyennes. Il existe des modèles pour 250 000 (Testo 875-2) et 430 000 roubles (FLIR T335). Pour référence, une FLIR P640 purement professionnelle coûte plus de 1,5 million.

Le coût estimé d’un audit énergétique (enquête + rapport) d’une maison privée par des organisations spécialisées est de 50 roubles par mètre carré du bâtiment. En règle générale, ils en prennent au moins 10 000 pour un bâtiment d’un étage. Une caméra thermique peut être louée, une journée d’utilisation d’un appareil aux spécifications moyennes vous coûtera environ 2 à 3 000 roubles, bien sûr, vous devez laisser environ 20 à 40 000 roubles en dépôt. Vous pouvez économiser un peu si vous louez un modèle plus simple et pour longtemps, par exemple, en faisant équipe avec quelqu’un.