Спосіб створення оптичного контрасту для тепловізійних приладів

Реферат: Спосіб створення оптичного контрасту для тепловізійних приладів шляхом впливу на термоконтрастний маркер, розташований на лицевій стороні об'єкта. Впливають на термоконтрастні маркери низькошвидкісним струменем теплового носія, використовують термоконтрастні маркери у вигляді топологічно-впорядкованої матриці, яку розташовують принаймні в один шар у перетині низькошвидкісного струменя носія тепла або у щільному тепловому контакті з поверхнею конструкції. UA 89421 U (54) СПОСІБ СТВОРЕННЯ ОПТИЧНОГО КОНТРАСТУ ДЛЯ ТЕПЛОВІЗІЙНИХ ПРИЛАДІВ UA 89421 U UA 89421 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до методів і техніки неруйнівного контролю, а саме до радіаційної пірометрії шляхом визначення колірної температури, призначена для діагностування температур на поверхні об'єкта за умов хаотичних змін оптичної прозорості простору на шляху до реєстратора, може бути використана у виробництві для оцінки часових змін теплового стану діагностованої поверхні, що знаходиться у термодинамічному контакті з низькошвидкісним струменем газового чи газодимового теплоносія, або області досліджуваного перетину струменя згаданого теплоносія. Відомий спосіб тепловізійного неруйнівного контролю, що реалізовує вимірювання температурного поля в газових потоках різної конфігурації (патент на винахід 2230300. RU "Устройство для измерения температурного поля газового потока" G01K13/02, опубл. 2004 р.). На термоконтрастний маркер у вигляді сітки впливають потоком теплоносія, а зміни температурного режиму вимірюють за допомогою тепловізора. Проте даний спосіб обмежений визначенням температурних полів газового потоку та не стосується умов хаотичних змін оптичної прозорості простору на шляху до реєстратора, зокрема вимірювання у забруднених газовими або газодимовими сумішами просторах. Відомий спосіб створення оптичного контрасту для тепловізійних приладів шляхом впливу на термоконтрастний маркер, розташований на лицевій стороні об'єкта (патент 2362151.RU "Способ создания оптического контраста на поверхности объекта для тепловизионных приборов" МПК G01N25/00, опубл. 2009 р.). На термоконтрастний маркер впливають галогеновим випромінюванням. Проте даний спосіб обмежується використанням лише термоконтрастного маркера на поверхні об'єкта, причому для виконання ним своєї функції необхідний вплив галогенового випромінювання. Діагностують лише поверхню об'єкта, а доволі актуальною є діагностика струменя газового або газодимової суміші, не беруть до уваги можливі перешкоди від забруднення оптичного простору на шляху до тепловізора, що не дає можливості досягти доречної візуалізації досліджуваного процесу, забезпечити оперативний тепловізійний контроль термодинамічних характеристик поверхні конструкції та низькошвидкісного струменя теплоносія, можливості оцінити рівень темпоральних девіацій цих термічних характеристик, можливості запобігти проблемі невпевнено-контрольованих девіацій коефіцієнта теплового випромінювання у використовуваному при вимірах спектральному діапазоні поверхні конструкції зі зміною температури, спростити обробку результатів випробувань. В основу корисної моделі поставлено задачу створити спосіб оптичного контрасту для тепловізійних приладів, у якому новий вплив та використання топологічно-впорядкованої матриці термоконтрастних маркерів, яку розташовують принаймні в один шар як у перетині низькошвидкісного потоку теплоносія, так і в щільному тепловому контакті з поверхнею конструкції, забезпечили би доречну візуалізацію досліджуваного процесу, можливість оцінки рівня темпоральних девіацій термодинамічних характеристик поверхні конструкції та низькошвидкісного потоку теплоносія; дозволить запобігти проблемі невпевненоконтрольованих девіацій коефіцієнта теплового випромінювання у використовуваному при вимірах спектральному діапазоні поверхні конструкції зі зміною температури, спростити обробку результатів випробувань для оперативного тепловізійного контролю термодинамічних характеристик поверхні конструкції та низькошвидкісного струменя теплоносія (струменя газу або газодимової суміші). Поставлена задача вирішується тим, що у способі створення оптичного контрасту для тепловізійних приладів шляхом впливу на термоконтрастний маркер, розташований на лицевій стороні об'єкту, згідно з корисною моделлю, впливають на термоконтрастні маркери тепловим потоком, використовують термоконтрастні маркери у вигляді топологічно-впорядкованої матриці, яку розташовують принаймні в один шар у перетині низькошвидкісного струменя теплоносія або у щільному тепловому контакті з поверхнею конструкції. Застосування топологічно-впорядкованої матриці із термоконтрастних маркерів, розташованої у вигляді топологічно-впорядкованої матриці, що її розташовують принаймні в один шар у перетині низькошвидкісного струменя теплоносія (газового або газодимової суміші) або у щільному тепловому контакті з поверхнею конструкції, це дасть змогу досягти доречної візуалізації навіть за умов хаотичних змін оптичної прозорості, зокрема середовище забруднене газовими або газодимовими сумішами, простору на шляху до реєстратора, оперативно отримати профілограму температурного поля поверхні конструкції та області досліджуваного перетину струменя теплоносія, оцінити рівень темпоральних девіацій термодинамічних характеристик поверхні конструкції та низькошвидкісного струменя теплоносія; також виявити невпевнено-контрольовані девіації коефіцієнта теплового випромінювання у використовуваному 1 UA 89421 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 при вимірах спектральному діапазоні поверхні конструкції зі зміною температури; спростити обробку результатів випробувань, що забезпечує оперативний контроль. На Фіг. 1 зображено отримане за допомогою тепловізійної камери оптичне та тепловізійне представлення будівельної конструкції під час пожежі, подане, використовуючи можливості IRFusion™, методом "картинка в картинці", крізь площину отвору конструкції відбувається рух струменя теплоносія (газового або газодимової суміші), у площині отвору розташована топологічно-впорядкована матриця із термоконтрастними маркерами (1) у вузлах на опорній конструкції (2), яка шляхом безпосереднього радіаційного та конвективного теплообміну газового/газодимового струменя з термоконтрастними маркерами забезпечує достатню термовізійну візуалізацію теплового стану низькошвидкісного газового та газодимового потоку, дає змогу оперативно виконати тепловізійний контроль термодинамічних характеристик поверхні конструкції та низькошвидкісного газового (газодимового) струменя, оцінити рівень темпоральних девіацій термодинамічних характеристик поверхні конструкції та низькошвидкісного газового (газодимового) струменя; виявити невпевнено-контрольовані девіації коефіцієнта теплового випромінювання у використовуваному при вимірах спектральному діапазоні поверхні конструкції зі зміною температури. На Фіг. 2 зображено досягнуте спрощення обробки результатів розподілу температурного поля, тобто праворуч зображено частину будівельної конструкції із встановленою у віконному отворі матрицею термоконтрастних маркерів, зареєстровану за умов пожежі за допомогою тепловізійної камери, використовуючи можливості IR-Fusion™, подану методом "картинка в картинці"; ліворуч зображено розподіл температурного поля цієї топологічно-впорядкованої матриці із термоконтрастними маркерами, отриманий із тепловізійної камери та поданий у вигляді тривимірної поверхні з колірною температурною шкалою. Спосіб створення оптичного контрасту для тепловізійних приладів здійснюють для дослідження процесу пожежі у будівлі згідно з такою процедурою: попередньо визначили та врахували параметри використовуваної матриці, залежні від необхідної кількості точок замірів теплових характеристик, зокрема просторове конфігурування термоконтрастних маркерів, кількість шарів при збиранні матриці, а також встановили характер температурних девіацій топологічних координат термоконтрастних маркерів, пов'язаний з тепловим розширеним елементів матриці, які зв'язують її вузли; кількість термоконтрастних маркерів та їх часовий відгук (температурний лаг) на зміни термодинамічних характеристик досліджуваного газодимового потоку. Перед проведенням випробувань встановили (див. Фіг. 1) в один шар топологічновпорядковану матрицю у вигляді металевої сітки як у теплопровідно-щільному контакті із лицевою поверхнею конструкції, так і в діагностованому перетині низькошвидкісного газового та газодимового струменя, наприклад, у перерізі віконного отвору. До сітки, наприклад у її вузлах, закріплюють термоконтрастні маркери, наприклад керамічні пустотілі елементи. У випадку дослідження поверхні конструкції забезпечили надійний тепловий контакт з нею. Після початку випробувань під впливом теплового потоку, наприклад конвекційного і радіаційного теплового потоку від полум'я пожежі, відбувається нагрівання термоконтрастнихмаркерів, одночасно утворюється низькошвидкісний струмінь змінних термодинамічних характеристик, що завдає хаотичних змін оптичній прозорості простору на шляху до тепловізійного приладу. Температуру термоконтрастних маркерів визначали за допомогою тепловізійної камери Fluke Ті25 (Фіг. 2). Можливе встановлення топологічно-впорядкованої матриці термоконтрастних маркерів в два або більше шарів у просторі перетину низькошвидкісним струменем газового або газодимового носія тепла у перерізі віконного отвору. У результаті використання наведеного способу отримуємо змогу досягти з використанням тепловізійних приладів доречної візуалізації навіть у забрудненому газодимовими сумішами середовищі, оперативно виконати тепловізійний контроль термодинамічних характеристик поверхні конструкції та низькошвидкісного газового (газодимового) струменя, отримані результати дозволяють оперативно оцінити термодинамічні характеристики та рівень темпоральних девіацій термодинамічних характеристик поверхні конструкції та низькошвидкісного газодимового струменя; також виявити невпевнено-контрольовані девіації коефіцієнта теплового випромінювання у використовуваному при вимірах спектральному діапазоні поверхні конструкції зі зміною температури; спростити обробку результатів випробувань. 2 UA 89421 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб створення оптичного контрасту для тепловізійних приладів шляхом впливу на термоконтрастний маркер, розташований на лицевій стороні об'єкта, який відрізняється тим, що впливають на термоконтрастні маркери низькошвидкісним струменем теплового носія, використовують термоконтрастні маркери у вигляді топологічно-впорядкованої матриці, яку розташовують принаймні в один шар у перетині низькошвидкісного струменя носія тепла або у щільному тепловому контакті з поверхнею конструкції. 3 UA 89421 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4