Czym są pomiary termowizyjne i na czym polegają? Merytoryczne spojrzenie na technologię termografii

Pomiary termowizyjne, znane także jako badania termograficzne, to jedna z najnowocześniejszych i najbardziej wszechstronnych metod diagnostycznych, wykorzystywana w wielu dziedzinach – od budownictwa i energetyki, przez przemysł, aż po medycynę i służby ratownicze. Polegają one na bezkontaktowym pomiarze temperatury powierzchni obiektów i wizualizacji rozkładu temperatury w formie tzw. termogramu, czyli kolorowego obrazu, który przedstawia promieniowanie podczerwone emitowane przez badany obiekt.

Technologia ta opiera się na zjawisku emisji promieniowania cieplnego przez wszystkie ciała fizyczne – im wyższa temperatura, tym większa emisja. Kamery termowizyjne rejestrują to promieniowanie w zakresie fal podczerwonych, niewidocznych dla ludzkiego oka, i przekształcają je w obraz, w którym poszczególne kolory odpowiadają określonym temperaturom.

Na czym polegają pomiary termowizyjne?

Pomiar termowizyjny polega na analizie promieniowania cieplnego emitowanego przez powierzchnię danego obiektu. Kamera termowizyjna rejestruje promieniowanie w zakresie długości fal najczęściej od 7,5 do 14 mikrometrów (μm) i na tej podstawie tworzy obraz termiczny. Urządzenie nie mierzy temperatury bezpośrednio – odczytuje intensywność promieniowania podczerwonego, które następnie przetwarzane jest na temperaturę przy użyciu wbudowanego algorytmu.

Podczas pomiaru kluczowe jest uwzględnienie tzw. emisyjności powierzchni, czyli zdolności materiału do emitowania promieniowania cieplnego. Różne materiały mają różne współczynniki emisyjności (np. matowy beton emituje ciepło inaczej niż błyszcząca stal), dlatego do uzyskania wiarygodnych wyników konieczna jest kalibracja urządzenia i doświadczenie operatora.

Zastosowania pomiarów termowizyjnych

Pomiary termowizyjne znajdują szerokie zastosowanie w wielu branżach:

1. Budownictwo i energetyka

W budownictwie termowizja służy głównie do oceny izolacyjności cieplnej budynków i wykrywania mostków termicznych. Kamera termowizyjna pozwala zidentyfikować m.in.:

• utraty ciepła przez ściany, dachy i okna,
• nieszczelności w przegrodach budowlanych,
• niewłaściwe ocieplenie lub jego brak,
• przebieg instalacji grzewczych (np. podłogówki),
• zawilgocenia i przemarzanie ścian.

W energetyce termowizja jest używana do diagnostyki urządzeń elektroenergetycznych – pozwala na wczesne wykrycie przegrzewających się połączeń, przeciążonych linii czy niesprawnych bezpieczników.

2. Przemysł i utrzymanie ruchu

W przemyśle termografia stanowi podstawę predykcyjnego utrzymania ruchu (PdM – Predictive Maintenance). Dzięki regularnym pomiarom można wykryć:

• przegrzewające się silniki, łożyska, przekładnie,
• uszkodzenia w układach mechanicznych i elektrycznych,
• anomalie temperaturowe świadczące o zużyciu komponentów.

Wczesne wykrycie problemów pozwala na ich usunięcie przed wystąpieniem awarii, co przekłada się na oszczędności i zwiększenie niezawodności procesów.

3. Instalacje elektryczne

Termowizja jest bardzo skuteczna w kontroli instalacji niskiego i średniego napięcia. Pozwala m.in. na:

• wykrycie przegrzanych zacisków i połączeń śrubowych,
• lokalizację przeciążeń,
• ocenę stanu rozdzielnic, transformatorów, wyłączników.

Takie badania powinny być wykonywane okresowo, aby zapobiec pożarom i przestojom produkcyjnym.

4. Medycyna

Choć mniej popularna niż inne metody diagnostyczne, termografia znajduje też zastosowanie w medycynie, zwłaszcza w diagnostyce stanów zapalnych, chorób naczyniowych i reumatycznych. Termogramy pozwalają na ocenę asymetrii cieplnej ciała, co może wskazywać na nieprawidłowości.

5. Służby ratownicze i bezpieczeństwo

Kamery termowizyjne są powszechnie stosowane przez straż pożarną (do lokalizacji źródeł ognia i poszkodowanych w zadymionych pomieszczeniach), służby ratownicze (np. podczas poszukiwań osób zaginionych w terenie) oraz służby ochrony (monitorowanie obiektów w nocy).

Zalety pomiarów termowizyjnych

• Bezkontaktowość – badanie nie wymaga fizycznego kontaktu z obiektem, co pozwala na pomiary w trudno dostępnych miejscach i w ruchu technologicznym.
• Szybkość – obraz termiczny jest generowany natychmiast, a analiza wielu elementów jednocześnie znacznie skraca czas diagnostyki.
• Bezpieczeństwo – możliwość diagnozowania urządzeń pod napięciem lub w ruchu bez ryzyka dla operatora.
• Precyzja i dokumentacja – możliwość archiwizacji wyników w formie termogramów i raportów.