Тепловой мониторинг

Программные и аппаратные средства и методики для мониторинга и оценки ресурса работы промышленных объектов тепловым методом

Одним из современных направлений технической диагностики является тепловой мониторинг промышленного оборудования, машин и механизмов. В этом случае  информативным параметром является температура нагреваемой рабочей поверхности объекта, величина которой зависит от внутреннего состояния отдельных узлов.

Отличительной особенностью систем тепловизионной диагностики является наличие у них развитого интерфейса, позволяющего взаимодействовать системе с человеком, а также средств обработки и подготовки информации для восприятия ее человеком с целью дальнейшего принятия им решения. В самых передовых разработках присутствуют интеллектуальные системы принятия решений, позволяющие оказать существенную помощь, или даже заменить человека.

В настоящее время разработаны методы анализа теплового состояния объектов, базирующиеся на алгоритмах обработки двумерных сканограмм, таких, как нелинейная фильтрация, пороговая сегментация с переменным порогом, методы слияния-расщепления и наращивания областей, древовидная декомпозиция изображения, отслеживающие и сканирующие алгоритмы контуризации и т.п.

Эффективность работы средств тепловизионной диагностики и контроля определяется прежде всего заложенным в их аппаратную часть программным и алгоритмическим обеспечением, методикой проведения контроля (схемой функционирования), а также базами данных и знаний, полученных путем анализа результатов диагностики различных объектов экспертами.

В основу принципа функционирования предлагаемого к разработке комплекса программно-аппаратных средств тепловизионного мониторинга положены следующие этапы:

• получение с использованием тепловизора инфракрасных (ИК) изображений объекта или отдельных его частей в реальном масштабе времени;
• передача получаемых изображений по каналам связи на высокопроизводительную ЭВМ с предустановленным программным обеспечением от производителя тепловизора;
• обработка термограмм «вручную» с демонстрацией возможностей системы по анализу ИК изображений с использованием временных и пространственных графиков, механизмов электронного увеличения и панорамного вида;
• обработка термограмм в автоматизированном режиме с использованием интеллектуальной системы принятия решений.

Выполнение первых трех этапов позволяет проводить мониторинг промышленных объектов в разных метеоусловиях «с нуля», начиная от визуализации самого объекта контроля и заканчивая комплексным представлением его теплового поля на термограмме. Четвертый этап предназначен для апробации новой методики анализа ИК изображений, позволяющей поднять на качественно новый уровень технологию тепловизионного мониторинга.

В настоящее время методы тепловизионного мониторинга получили широкое распространение в промышленности, машиностроении, здравоохранении, электронике, энергосбережении и т.п. Термографический мониторинг позволяет существенно экономить энергоресурсы и снижать тепловые потери. Так в Москве, может быть организован дистанционный мониторинг состояния жилых зданий и крыш, наличие в них дефектов, приводящих к  утечкам тепла, в результате чего должен проводиться их своевременный ремонт. Тепловизионный мониторинг позволяет обследовать состояние огнеупорной футеровки, изоляции печей, котлов, теплотрубопроводов и т.п. Авиационный тепловизионный мониторинг позволит диагностировать техническое состояние подземных тепловых сетей, проводить оценку тепловых потерь городского хозяйства.

Разрабатываемый комплекс может выступать также в качестве обучающего средства для подготовки высококвалифицированных кадров по тепловому мониторингу.