RU2487341C2 - Method to display temperature field of object - Google Patents
Method to display temperature field of object Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487341C2 RU2487341C2 RU2010144629/28A RU2010144629A RU2487341C2 RU 2487341 C2 RU2487341 C2 RU 2487341C2 RU 2010144629/28 A RU2010144629/28 A RU 2010144629/28A RU 2010144629 A RU2010144629 A RU 2010144629A RU 2487341 C2 RU2487341 C2 RU 2487341C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- image
- temperature
- temperature field
- computer
- points
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике обнаружения локальных дефектов в объектах бытовой техники путем измерения распределения температуры по поверхности объекта и может найти применение для выявления потерь тепла в зданиях, выявления дефектов в отопительных приборах и т.п.The present invention relates to measuring equipment, namely to the technique of detecting local defects in household appliances by measuring the temperature distribution over the surface of the object and can be used to detect heat loss in buildings, identify defects in heating appliances, etc.
Известно, что по температуре поверхности объекта можно судить о состоянии объекта, что широко используется во многих отраслях техники для диагностики объектов техники и выявления в них дефектов (например, RU 2334221 С1, 2008-09-20).It is known that by the surface temperature of an object it is possible to judge the state of an object, which is widely used in many branches of technology for diagnosing objects of technology and identifying defects in them (for example, RU 2334221 C1, 2008-09-20).
В настоящее время для диагностики объектов техники широко используют анализ температурного поля объекта, получаемого путем регистрации изображения объекта в инфракрасном диапазоне длин волн с помощью инфракрасных камер или тепловизоров (например, Будадин О.Н., Троицкий-Марков Т.Е. и др. Современная теория и технология теплового неразрушающего контроля. Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века, №10 (81), 2005, с.58). Для анализа температурного поля его изображение вводят в компьютер и осуществляют обработку соответствующей программой для диагностики состояния объекта. Компьютерная программа учитывает назначение объекта, его свойства, условия получения изображения температурного поля и другие параметры (например, GB 2459918 А, 2009-11-18; W 02009074783 А1, 2009-06-18; RU 2151388 C1 2000-06-20; RU 2366936 C2, 2009-09-10; RU 2383009 C2, 2010-02-27).Currently, for the diagnosis of objects of technology, analysis of the temperature field of an object obtained by registering an image of an object in the infrared wavelength range using infrared cameras or thermal imagers is widely used (for example, Budadin ON, Troitsky-Markov T.E. et al. Modern theory and technology of thermal non-destructive testing. Building materials, equipment, technologies of the XXI century, No. 10 (81), 2005, p. 58). To analyze the temperature field, its image is entered into a computer and processed by an appropriate program to diagnose the state of the object. The computer program takes into account the purpose of the object, its properties, conditions for obtaining a temperature field image and other parameters (for example, GB 2459918 A, 2009-11-18; W 02009074783 A1, 2009-06-18; RU 2151388 C1 2000-06-20; RU 2366936 C2, 2009-09-10; RU 2383009 C2, 2010-02-27).
Заявляемый способ направлен на получение изображения температурного поля объекта без использования инфракрасных камер или тепловизоров, поэтому в качестве ближайшего аналога заявляемого способа может быть выбран любой способ отображения температурного поля объекта с помощью приемников теплового излучения объекта, например способ, известный по RU 2366936 С2, 2009-09-10. Способ включает измерение тепловизионной системой температуры поверхности контролируемой зоны объекта и проведение диагностики эксплуатационного состояния фурменной или опасной зоны пирометаллургического агрегата путем сравнения измеренного температурного поля с внесенного в базу компьютера эталонным данными.The inventive method is aimed at obtaining an image of the temperature field of an object without using infrared cameras or thermal imagers, therefore, as the closest analogue of the proposed method, any method for displaying the temperature field of an object using heat radiation receivers of an object can be selected, for example, a method known in accordance with RU 2366936 C2, 2009- 09-10. The method includes measuring with a thermal imaging system the surface temperature of the controlled area of an object and diagnosing the operational state of the tuyere or hazardous zone of the pyrometallurgical unit by comparing the measured temperature field with the reference data entered into the computer database.
Способы отображения температурного поля объекта с помощью инфракрасных камер или тепловизоров является достаточно точным, однако в силу дороговизны инфракрасных камер и тепловизоров применение этих способов является обоснованным для решения сложных научно-технических задач. В то же время часто приходится сталкиваться с более простыми задачами, решение которых возможно лишь при наличии информации о температурном поле подлежащего исследованию объекта. К числу таких задач относится, например, устранение потерь тепла через окна и двери, обнаружение дефектов в радиаторах газовых колонок, обнаружение дефектов и воздушных пробок в батареях и др.The methods for displaying the temperature field of an object using infrared cameras or thermal imagers is quite accurate, however, due to the high cost of infrared cameras and thermal imagers, the use of these methods is justified for solving complex scientific and technical problems. At the same time, one often has to deal with simpler problems, the solution of which is possible only if there is information about the temperature field of the object to be studied. Such tasks include, for example, eliminating heat loss through windows and doors, detecting defects in radiators of gas columns, detecting defects and air jams in batteries, etc.
Настоящее изобретение направлено на создание способа отображения температурного поля объекта при использовании недорогих технических средств (термометра и компьютерной программы), доступных каждому желающему провести термодиагностику несложных объектов техники, в том числе используемого им бытового оборудования или состояния жилого помещения.The present invention is directed to creating a method for displaying the temperature field of an object using inexpensive technical means (a thermometer and a computer program) that are available to anyone who wants to conduct thermal diagnostics of simple objects of technology, including the household equipment used by them or the condition of the living room.
Техническим результатом, получаемым при использовании заявляемого способа, является расширение возможности диагностики технических объектов по температурному полю за счет расширения числа объектов, включаемых в состав объектов, диагностируемых по температурному полю, и повышения доступности такой диагностики для многих лиц, не обладающих дорогостоящими инфракрасными камерами и тепловизорами.The technical result obtained by using the proposed method is to expand the ability to diagnose technical objects by temperature field by expanding the number of objects included in the objects diagnosed by the temperature field and increasing the availability of such diagnostics for many people who do not have expensive infrared cameras and thermal imagers .
Заявляемый способ отображения температурного поля объекта включает измерение температуры в различных точках его поверхности и характеризуется тем, что предварительно в базу компьютера вводят изображение объекта и выводят его на экран монитора, точки измерения температуры на поверхности объекта отображают на изображении объекта на экране монитора и после проведения измерений и обработки результатов измерений в компьютере изображение температурного поля объекта компьютерной программой формируют на его изображении.The inventive method for displaying the temperature field of an object includes measuring the temperature at various points on its surface and is characterized in that the image of the object is first entered into the computer base and displayed on the monitor screen, temperature measurement points on the object surface are displayed on the image of the object on the monitor screen and after measurements and processing the measurement results in a computer, an image of the temperature field of the object by a computer program is formed on its image.
Температурное поле объекта можно формировать в компьютере путем интерполяции температур, измеренных в разных точках на поверхности объекта.The temperature field of an object can be generated in a computer by interpolating the temperatures measured at different points on the surface of the object.
Целесообразно температурное поле объекта формировать в компьютере путем линейной интерполяции температур, измеренных в соседних точках на поверхности объекта.It is advisable to form the temperature field of the object in the computer by linear interpolation of the temperatures measured at neighboring points on the surface of the object.
Изображение температурного поля объекта можно вывести на экран монитора компьютера в соответствии с введенной в компьютерную программу цветовой палитрой, в которой каждому значению температуры соответствует определенный цвет.The image of the temperature field of the object can be displayed on the computer screen in accordance with the color palette entered in the computer program, in which a certain color corresponds to each temperature value.
Целесообразно проводить измерение температуры инфракрасным термометром.It is advisable to measure the temperature with an infrared thermometer.
Для повышения информативности целесообразно температуру, измеренную в конкретной точке на поверхности объекта, вывести в цифровом виде на экран монитора в соответствующую точку на изображении объекта.To increase the information content, it is advisable to display the temperature measured at a specific point on the surface of the object in digital form on the monitor screen at the corresponding point on the image of the object.
В основе изобретения лежит предложение использовать для отображения температурного поля объекта (или его обследуемой области) термометр (контактный или инфракрасный) и компьютерную программу, включающую алгоритмы, позволяющие осуществить на выведенном на монитор компьютера изображении объекта фиксацию точек для измерения температуры, отразить на них результаты измерений и сформировать непосредственно на изображении объекта распределение температуры в виде термограммы, т.е. получить такое же изображение, как и изображение теплового излучения, получаемое тепловизором. Изображение объекта (его обследуемой области) можно получить с помощью любого фотографического устройства, снабженного средством ввода изображения объекта в компьютер.The invention is based on the proposal to use a thermometer (contact or infrared) to display the temperature field of an object (or its examined area) and a computer program that includes algorithms that allow fixing points for measuring temperature on the computer’s image displayed on a computer’s monitor and reflecting the measurement results on them and form directly on the image of the object a temperature distribution in the form of a thermogram, i.e. get the same image as the image of thermal radiation obtained by the thermal imager. An image of an object (its examined area) can be obtained using any photographic device equipped with a means of inputting an image of an object into a computer.
При реализации способа точки для измерения можно или сразу зафиксировать на изображении объекта или фиксировать их последовательно после проведения каждого измерения в ранее выбранной точке. Точность построения температурного поля зависит от числа точек измерений и расстояния между ними: чем больше точек и меньше расстояния между ними, тем выше точность построения температурного поля.When implementing the method, points for measurement can either be immediately fixed on the image of an object or fixed sequentially after each measurement at a previously selected point. The accuracy of constructing the temperature field depends on the number of measurement points and the distance between them: the more points and the less distance between them, the higher the accuracy of constructing the temperature field.
Для формирования температурного поля объекта на экране монитора можно использовать различные алгоритмы, однако достаточно простым и информативным является алгоритм, основанный на интерполяции измеренных температур в соседних точках для определения значения температуры между этими точками, при этом наиболее простым является алгоритм, построенный по принципу линейной интерполяции. Алгоритм включает этап построения выпуклой поверхности по измеренному массиву точек, соответствующих точкам измерения температуры, и разбиение (триангуляцию) построенной поверхности на сектора в виде многоугольников, углы которых совпадают с точками измерения температуры. Далее алгоритм предусматривает определение температуры между соседними точками методом интерполяции, определение углов наклона каждого многоугольника и формирование битового образа температурного поля, который накладывается на изображение объекта.Various algorithms can be used to form the temperature field of the object on the monitor screen, however, an algorithm based on the interpolation of the measured temperatures at neighboring points to determine the temperature between these points is quite simple and informative, while the algorithm based on the linear interpolation principle is the simplest. The algorithm includes the step of constructing a convex surface from the measured array of points corresponding to the temperature measuring points, and dividing (triangulating) the constructed surface into sectors in the form of polygons whose angles coincide with the temperature measuring points. Further, the algorithm provides for determining the temperature between neighboring points by interpolation, determining the tilt angles of each polygon and forming a bit image of the temperature field, which is superimposed on the image of the object.
Используемый алгоритм позволяет также температуру, измеренную в конкретной точке на поверхности объекта, вывести в цифровом виде на экран монитора в соответствующую точку на изображении объекта. Вывод измеренных температур в цифровом выражении повышает информативность заявляемого способа.The algorithm used also allows the temperature measured at a specific point on the surface of the object to be digitally displayed on the monitor screen at the corresponding point on the image of the object. The conclusion of the measured temperatures in digital terms increases the information content of the proposed method.
Для визуализации температурного поля используют цветовую палитру, в которой определенной температуре соответствует определенный цвет. Алгоритм компьютерной программы закрашивает каждый пиксель обрабатываемого изображения температурного поля в соответствующий цвет.To visualize the temperature field, a color palette is used in which a certain color corresponds to a certain temperature. The computer program algorithm paints each pixel of the processed image of the temperature field in the corresponding color.
Способ иллюстрируется фиг.1, на которой представлено фотографическое изображение двух смежных стен, точки измерения температуры, данные измерений в этих точках и отображение температурного поля на фотографическом изображении стен.The method is illustrated in figure 1, which shows a photographic image of two adjacent walls, temperature measurement points, measurement data at these points and the temperature field on the photographic image of the walls.
Ниже приведен пример реализации заявляемого способа построения температурного поля двух смежных стен.The following is an example implementation of the proposed method for constructing the temperature field of two adjacent walls.
Сначала стены фотографируют фотоаппаратом, имеющим средство для ввода фотографии в базу компьютера, снабженного программой, обеспечивающей алгоритм обработки вводимых в компьютер данных в соответствии с заявляемым способом. Фотографию выводят на экран монитора компьютера.First, the walls are photographed with a camera having means for inputting photos into the computer base, equipped with a program that provides an algorithm for processing the data entered into the computer in accordance with the claimed method. The photograph is displayed on a computer monitor.
Произвольно выбирают на изображении одной из стен на экране монитора первую точку для измерения температуры и фиксируют ее местоположение на изображении. Инфракрасным термометром измеряют температуру стены в точке, соответствующей местоположению точки на изображении, передают результат измерения в компьютер, в котором измеренные данные обрабатываются и выводятся на экран монитора в выбранную точку на изображении стены. Затем фиксируют вторую точку на той же стене на изображении на экране монитора, измеряют инфракрасным термометром температуру стены в точке, соответствующей местоположению второй зафиксированной точки на изображении стены, и передают результат измерения в компьютер, в котором измеренные данные обрабатываются и выводятся на экран монитора во вторую точку на изображении объекта. После чего фиксируют на изображении третью точку и проводят действия аналогично вышеприведенным. При необходимости приведенные последовательности действий, связанные с выбором других точек для измерения температуры, повторяют.The first point for measuring temperature is arbitrarily selected on the image of one of the walls on the screen of the monitor and its location on the image is fixed. An infrared thermometer measures the temperature of the wall at a point corresponding to the location of the point in the image, transmits the measurement result to a computer in which the measured data is processed and displayed on the monitor screen at a selected point on the wall image. Then, the second point is fixed on the same wall in the image on the monitor screen, the wall temperature is measured with an infrared thermometer at the point corresponding to the location of the second fixed point in the wall image, and the measurement result is transmitted to a computer in which the measured data is processed and displayed on the monitor screen in the second point on the image of the object. After that, the third point is fixed on the image and the actions are carried out similarly to the above. If necessary, the above sequence of actions associated with the selection of other points for measuring temperature is repeated.
Аналогичные действия осуществляют по измерению температуры в соответствующих точках на второй стене.Similar actions are carried out to measure the temperature at the corresponding points on the second wall.
Полученные данные компьютерной программой выводят на экран монитора в виде распределения температуры (температурного поля), наложенного на изображение двух стен вблизи их стыка.The data obtained by the computer program is displayed on the monitor screen in the form of a temperature distribution (temperature field) superimposed on the image of two walls near their joint.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010144629/28A RU2487341C2 (en) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Method to display temperature field of object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010144629/28A RU2487341C2 (en) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Method to display temperature field of object |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010144629A RU2010144629A (en) | 2012-05-10 |
| RU2487341C2 true RU2487341C2 (en) | 2013-07-10 |
Family
ID=46311900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010144629/28A RU2487341C2 (en) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Method to display temperature field of object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2487341C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2054640C1 (en) * | 1994-07-15 | 1996-02-20 | Московский Государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет) | Method of discriminating states of heat irradiating objects by their thermal images |
| RU2215297C2 (en) * | 2001-07-20 | 2003-10-27 | Центральный научно-исследовательский институт им. А.Н.Крылова | Procedure establishing spatial distribution of characteristics of physical fields of object and facility for its realization |
| GB2442122A (en) * | 2006-09-21 | 2008-03-26 | Bosch Gmbh Robert | Automatic detection of coating defects |
| RU74282U1 (en) * | 2008-02-05 | 2008-06-27 | Закрытое Акционерное Общество "Сем Технолоджи" | INFRARED THERMOMETER |
| RU2366936C2 (en) * | 2007-03-23 | 2009-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ" | Method for diagnostics of operational condition of tuyer or dangerous zone of pyrometallurgical plant |
-
2010
- 2010-11-02 RU RU2010144629/28A patent/RU2487341C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2054640C1 (en) * | 1994-07-15 | 1996-02-20 | Московский Государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет) | Method of discriminating states of heat irradiating objects by their thermal images |
| RU2215297C2 (en) * | 2001-07-20 | 2003-10-27 | Центральный научно-исследовательский институт им. А.Н.Крылова | Procedure establishing spatial distribution of characteristics of physical fields of object and facility for its realization |
| GB2442122A (en) * | 2006-09-21 | 2008-03-26 | Bosch Gmbh Robert | Automatic detection of coating defects |
| RU2366936C2 (en) * | 2007-03-23 | 2009-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ" | Method for diagnostics of operational condition of tuyer or dangerous zone of pyrometallurgical plant |
| RU74282U1 (en) * | 2008-02-05 | 2008-06-27 | Закрытое Акционерное Общество "Сем Технолоджи" | INFRARED THERMOMETER |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010144629A (en) | 2012-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kylili et al. | Infrared thermography (IRT) applications for building diagnostics: A review | |
| US8289372B2 (en) | Method for displaying a thermal image in an IR camera and an IR camera | |
| US9191583B2 (en) | Method for displaying a thermal image in an IR camera, and an IR camera | |
| WO2021063062A1 (en) | Live-line testing system for power grid apparatus, thermal infrared imager, and method | |
| US8393784B2 (en) | Characterization of flaws in composites identified by thermography | |
| US9804031B2 (en) | Apparatus and method to calculate energy dissipated from an object | |
| US9498166B2 (en) | Method for displaying the temperature field of a biological subject | |
| JP2007510152A (en) | Infrared camera methods, uses and systems for determining the risk of condensation | |
| JP2011122859A (en) | Method and system for diagnosis of defect | |
| JP3834749B2 (en) | Structure investigation / diagnosis device using thermography, measuring method of rebar / steel concrete structure by thermography device, and structure investigation / diagnosis system | |
| CN106790900B (en) | A kind of mobile phone temp detection method and system | |
| Hess et al. | High-resolution thermal imaging methodology for non-destructive evaluation of historic structures | |
| Chrzanowski et al. | Testing and evaluation of thermal cameras for absolute temperature measurement | |
| RU2487341C2 (en) | Method to display temperature field of object | |
| RU2262686C1 (en) | Method of thermal non-destructive inspection | |
| RU2659457C2 (en) | Method of investing the object surface by the infrared device | |
| Inagaki et al. | On the proposal of quantitative temperature measurement by using three-color technique combined with several infrared sensors having different detection wavelength bands | |
| Costa et al. | Performance evaluation of colour codes on thermal image analysis–application in the wood damage detection | |
| Zhang et al. | An innovative technique for real-time adjusting exposure time of silicon-based camera to get stable gray level images with temperature evolution | |
| JP4517044B2 (en) | Defect inspection method and apparatus | |
| RU2556310C2 (en) | Device for remote measurement of geometric parameters of profiled objects | |
| JP6234045B2 (en) | Exterior material deterioration judging method and judging device | |
| JP2016156733A (en) | Flaw detection system for detecting internal defect in flaw detection object, and flaw detection method | |
| JP2003083923A6 (en) | Defect inspection method and device | |
| Daham et al. | Topographical thermal imaging for solid square shaft cooling |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20120911 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20130201 |
|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20141007 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171103 |