SE526939C2 - Förfarande, anordning och användning av en IR-kamera för att bestämma risk för kondens genom att registrera IR-bild, relativ fuktighet och lufttemperatur - Google Patents

Description

526 939 2 Sammanfattning av uppfinningen Detta syfte uppnås enligt uppfinningen med ett förfarande for att bestämma åtmin- stone ett område av en yta i vilket det finns en ökad risk for kondens, innefattande stegen att - en IR-kamera används for att alstra en bild av temperaturfordelningen över åt- minstone en del av ytan, - åtminstone ett värde for den relativa luftfiiktigheten och åtminstone ett värde for lufttemperaturen i luft som omger ytan matas in, - åtminstone en kondenstemperatur vid vilken det finns risk for kondens på ytan bestäms utifrån de inmatade värdena for fuktighet och temperatur, - temperaturen i åtminstone en bildpunkt jämförs med kondenstemperaturen, - eventuella bildpunkter som har en lägre temperatur än kondenstemperaturen fargsätts med en bestämd färg, eller gråton, som valts for att ange en ökad risk for kondens.

Syftet uppnås också enligt uppfinningen genom användning av en IR-kamera för att identifiera områden på en yta där det finns en ökad risk for kondens, innefattande: - avbildning av ytan for att alstra en bild av temperaturfordelningen över åtminstone en del av ytan; - inmatning av åtminstone ett värde for lufttemperatur och åtminstone ett värde för luftfuktighet, for lufttemperatur resp. relativ fuktighet nära ytan - bestämning, utifrån de inmatade värdena for fuktighet och temperatur, åtminsto- ne en forsta kondenstemperatur vid vilken det finns risk for kondens på ytan, - jämförelse av temperaturen i åtminstone en bildpunkt av bilden med kondens- temperaturen - färgsättning av eventuella bildpunkter som har en temperatur lägre än kondens- temperaturen med en bestämd färg, eller gråton, som valts for att ange en ökad risk for kondens. 526 939 3 Syftet uppnås också av en IR-kamera innefattande fokuseringsmedel för att fokusera inkommande IR-strålning från ett objekt in i lR-kameran för att alstra en signal mot- svarande den inkommande IR-strålningen, för att matas till en signalbearbetnings- enhet för signalbearbetning, kännetecknad av att den innefattar - medel för att mottaga information om åtminstone ett lufttemperaturvärde och åtminstone ett luflfilktighetsvärde, för lufttemperatur resp. relative fuktighet, nära ytan, - medel för att beräkna, utifrån de inmatade värdena för fuktighet och temperatur, åtminstone en kondenstemperatur vid vilken det finns risk för kondens på ytan, - medel för att jämföra temperaturen i åtminstone en bildpunkt i bilden med kon- denstemperaturen, - medel för att modifiera bilden på ett sådant sätt att bildpunkter som anger en läg- re temperatur än kondenstemperaturen färgsätts med en bestämd färg, eller grå- ton, som har valts för att ange områden på ytan som har en ökad risk for kon- dens.

Uppfinningen baseras på det faktum att kondens på en yta är beroende av luftfuktig- heten, luftens temperatur och ytans temperatur. Kondens är också beroende av luft- trycket, som emellertid kan ses som negligerbart i beräkningar enligt teknikens ståndpunkt.

Följande ekvation kan användas för att beräkna daggpunktstemperaturen Td (se Co- rey Simon, Dewpoint and Wetbulb Temperature, Nov. 2000): _ 116.9 + 237311419) (1 16.78 -1n(p) ) där p är omgivningens ångtryck i kPa. p = E _ _ e(l7.27T/T+237.3) 100 526 939 4 där RH är relativ fuktighet och T är temperatur.

På detta sätt kan en operatör omedelbart identifiera, i hela den registrerade bilden, eventuella områden som har en ökad risk för kondens. Användningen av en IR- kamera i detta sammanhang möjliggör inspektion av större områden på en gäng.

Enligt en första utföringsforrn utförs steget att mata in åtminstone ett värde för den relativa luftfuktigheten och åtminstone ett värde för lufttemperaturen i luften om- kring ytan manuellt.

I detta fall kan lufttemperaturen och fuktigheten mätas separat. Altemativt kan den- na metod användas för att simulera olika förhållanden, genom att avbilda ytan med användning av olika värden för lufttemperatur och/eller fuktighet.

Alternativt kan steget att mata in åtminstone ett värde för den relativa luftfuktighe- ten och åtminstone ett värde för lufitemperaturen i luften som omger ytan innefatta mätning av den relativa luftfuktigheten och lufttemperaturen i luften som omger ytan med användning av en lufttemperatursensor och en luftfuktighetssensor, vilka sensorer är anordnade att kommunicera värdena till kameran. I denna utföringsform innefattar IR-kameran vidare: - medel för att mottaga, från en temperatursensor, information om lufttemperatur nära objektet, och - medel för att mottaga, från en fuktighetssensor, information om luftfuktighet nära ytan.

Enligt en föredragen utföringsform matas ett första och ett andra värde för luftfiik- tigheten in och en första och en andra kondenstemperatur beräknas, motsvarande det första resp. det andra värdet för luftfuktigheten. Eventuella bildpunkter som har en .10 l5 i 526 939 s temperatur mellan den första och den andra kondenstemperaturen färgsätts då med en bestämd färg, eller gråton. I denna utföringsform innefattar IR-kameran: - medel för att mottaga ett första och ett andra värde för luftfuktighet, - medel för att beräkna en första och en andra kondenstemperatur motsvarande det första resp. det andra luftfuktighetsvärdet, och - medel för att färgsätta eventuella områden av ytan som har en temperatur mellan den första och den andra kondenstemperaturen med en bestämd färg, eller grå- ton.

I detta fall kan ett omfång i yttemperatur, motsvarande områden som har en ökad risk for kondens vid den valda lufttemperaturen, ses om den relativa lufifimtigheten ligger mellan de tvâ eller flera inmatade värdena, till exempel mellan 30% och 40%, mellan 40% och 50%, osv.

Förfarandet kan också innefatta steget att mata in ett första och ett andra värde för lufttemperaturen och beräkna en första och en andra kondenstemperatur motsvaran- de det första resp. det andra värdet för temperaturen, och färgsätta eventuella bild- punkter som har en temperatur mellan den första och den andra kondenstemperatu- ren med en viss färg eller gråton. IR-kameran innefattar då: - medel för att mottaga ett första och ett andra värde för lufttemperatur, - medel för att beräkna en första och en andra kondenstemperatur motsvarande det första resp. det andra lufttemperaturvärdet, och - medel för att färgsätta eventuella områden av ytan som har en temperatur mellan den första och den andra kondenstemperaturen med en bestämd färg, eller grå- ton.

I detta fall kommer områden att markeras som har en ökad risk för kondens vid den valda relativa fuktigheten, om lufttemperaturen är mellan de två eller flera inmatade värdena, t.ex. mellan 20 och 30 grader, mellan 30 och 40 grader, osv. 526 939 6 Förfarandet kan också innefatta imriatning av ett värde för lufttrycket och bestäm- ning av åtminstone en kondenstemperatur utifrån de inmatade värdena för fuktighet, temperatur och lufttryck. I detta fall innefattar IR-kameran medel för att motta in- formation om ett lufttryck och medel för att beräkna den åtminstone ena kondens- temperaturen utifrån de inmatade värdena för fuktighet, temperatur och lufttryck.

Kortfattad beskrivning av ritningarna I det följande kommer uppfinningen att beskrivas i mer detalj, med ledning av utfö- ringsformer och med hänvisning till de bifogade ritningama, på vilka: Figur 1 visar en IR-kamera enligt en första utföringsforin av uppfinningen.

Figur 2 visar en anordning enligt en andra utföringsforrn av uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av utföriiigsformer Figur 1 visar en IR-kamera enligt uppfinningen. För att registrera IR-bilder innefat- tar kameraenheten 1 samma funktioner som kända kameror. Insamling av data och den behandling av data som utförs innan bilden visas utförs på konventionellt sätt.

Denna teknik är väl känd för fackmannen men kommer att beskrivas kort nedan.

Den inkommande strålningen till kameran fokuseras med åtminstone en lins 5 på en detektormatris 7. Detektormatrisen är typiskt sett en matris av detektorelement, vilka vardera registrerar strålning från ett motsvarande område på ett objekt 8 som avbil- das. Från detektorrnatrisen matas signalen till en signalbearbetningsenhet 9 som ut- för vanlig signalbearbetning, såsom korrigering för kamerans egen offset och för- stärkningsdrift.

Det bör noteras att IR-kameran inte nödvändigtvis innefattar en fokalplansmatris.

Den uppfinningsenliga idén kan även realiseras i en IR-kamera som använder en IR- skanner.

Enligt uppfinningen innefattar IR-kameran även temperaturimnatningsmedel 11 för att mottaga från en temperatursensor information om temperaturen i luften omkring 526 939 7 objektet och fuktighetsinmatningsmedel 13 för att mottaga från en fuktighetssensor information om luftfuktigheten i luften som omger objektet 8. Temperaturimnat- ningsmedlet 11 och fuktighetsinmatningsmedlet 13 kan vara anpassade för trådbun- den eller trådlös kommunikation med respektive sensor. Alternativt kan information om lufitemperatur och fuktighet mätas separat och matas in i kameran på något an- nat sätt, t.ex. manuellt. Informationen orn lufttemperaturen och fuktigheten matas till en temperaturberäkningsenhet 15, som är anordnad att beräkna, utifrån informa- tion om luftens temperatur och fuktighet, en beräknad kondenstemperatur, eller daggpunktstemperatur, vid vilken fuktighet kondenseras på objektets yta, så att ris- ken för kondens ökar, vilket kan leda till fuktskador.

Om så önskas kan även lufttrycket tas med i beräkningen.

Från signalbearbetningsenheten 9 matas först den registrerade bilden av objektet 8 till en färgjusteringsenhet 17 som är anordnad att jäinföra den uppmätta temperatu- ren i varje punkt i bilden av objektet 8 med den beräknade temperaturen och identi- fiera bildpunkter i vilka den uppmätta temperaturen är lägre än den beräknade tem- peraturen. Färgjusteringsenheten 17 förändrar också färgen i alla sådana punkter till en bestämd färg, eller gråton, som har förbestämts för att ange områden där kondens kommer att inträffa. Bilden visas sedan för betraktaren i en sökare och/eller en skärm 19 på sedvanligt sätt. Den kan också sparas i kameran eller utanför kameran på väl kända sätt.

Den beräknade kondenstemperaturen kan ökas eller sänkas med en viss faktor för att inkludera flera eller färre punkter bland dem som anses ha en ökad risk för fuktska- dor. Denna säkerhetsmarginal kan inkluderas automatiskt i kameran eller kan vara valbar av operatören.

Indelningen i funktioner som utförs i enhetema 9, 15 och 17 är givetvis gjord enbart för att illustrera kamerans funktioner. I verkligheten kan de utföras i en eller två, el- 526 939 s ler flera, enheter i, eller t.o.m. utanför kameran 1. Företrädesvis, såsom anges i figur 1 med en heldragen linje direkt från signalbearbetningsenheten 9 till sökaren, kan man koppla förbi modifieringen av bilden så att en vanlig IR-bild visas på IR- kamerans display 19.

Alternativt kan kameran vara en konventionell IR-kamera 1', såsom visas i figur 2, anordnad att mata ut en temperaturberoende bild av objektet. Liksom förut fokuse- ras inkommande IR-strålning från objektet genom ett fokuseringssystem 5 till en fo- kalplansmatris 7 eller till skannem, beroende på typen av IR-kamera som används.

Signalen från fokalplansmatrisen 7 (eller skannern) matas till en signalbearbetnings- enhet 9. Den utgående bilden från signalbearbetningsenheten 9 kan så överföras till en dator 21 på välkänt sätt. Infonnationen om lufttemperaturen och lufifiiktigheten kan registreras av sensorer och lagras i kameran eller kan matas in i datorn manuellt.

Datom innefattar då enheter 15°, 17” motsvarande temperaturberäkningsenheten 15 och färgjusteringsenheten 17 i figur 1. Den justerade bilden, som anger med en viss färg områdena där kondens kommer att inträffa, kan då visas på datorns skärm 23.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 P.ans. 0302837-0 526 939 9 2005-02-16 Patentkrav . Förfarande for att bestärrnna åtminstone ett område av en yta i vilket det finns en ökad risk for kondens, innefattande stegen att en IR-karnera används for att alstra en bild av temperaturfördelningen över åt- minstone en del av ytan, åtminstone ett värde för den relativa luftfuktigheten och åtminstone ett värde for lufttemperaturen i luft som omger ytan matas in i IR-kameran, åtminstone en kondenstemperatur vid vilken det finns risk for kondens på ytan bestäms i IR-kameran utifrån de inmatade värdena for fuktighet och temperatur, temperaturen i åtminstone en bildpunkt jämförs med kondenstemperaturen, eventuella bildpunkter som har en lägre temperatur än kondenstemperaturen färgsätts med en bestämd färg, eller gråton, som valts for att ange en ökad risk for kondens. . F örfarande enligt krav 1, varvid steget att mata in åtminstone ett värde for den relative luftfuktigheten och åtminstone ett värde for lufttemperaturen i luft som omger ytan utfors manuellt. . Förfarande enligt krav 1, varvid steget att mata in åtminstone ett värde for den relative luftfuktigheten och åtminstone ett värde for lufttemperaturen i luft som omger ytan innefattar mätning av den relativa luftfuktigheten och lufttemperatu- ren i luft som omger ytan med användning av en lufftemperatursensor och en luftfuktighetssensor, vilka sensorer är anordnade att kommunicare värdena till kameran. . Förfarande enligt krav 1 eller 2, innefattande steget att mata in ett forsta och ett andra luflfuktighetsvärde och beräkna en forsta och en andra kondenstemperatur motsvarande den första resp. det andra luftfuktighetsvärdet och fargsätta eventu- 10 l5 20 25 526 939 10 ella bildpunkter som har en temperatur mellan den första och den andra kondens- temperaturen med en viss färg, eller gråton. Förfarande enligt krav 1 eller 2, innefattande steget att mata in ett första och ett andra lufttemperaturvärde och beräkna en första och en andra kondenstempera- tur motsvarande det första resp. det andra lufitemperaturvärdet och färgsätta eventuella bildpunkter som har en temperatur mellan den första och den andra kondenstemperaturen med en viss färg, eller gråton. Förfarande enligt något av föregående krav, vidare innefattande stegen att mata in ett värde för lufttryck och att bestämma den åtminstone ena kondenstempera- turen utifrån de imnatade värdena för fuktighet, temperatur och lufttryck. 7. Användning av en IR-kamera för att identifiera områden på en yta där det finns en ökad risk för kondens, innefattande: - avbildning av ytan för att alstra en bild av temperaturfördelningen över åtminstone en del av ytan; inmatning i kameran av åtminstone ett värde för lufttemperatur och åtminstone ett värde för luftfuktighet för lufttemperatur resp. relativ fuktighet nära ytan, bestämning i kameran, utifrån de inmatade värdena för fuktighet och temperatur, av åtminstone en första kondenstemperatur vid vilken det finns risk för kondens på ytan, jämförelse av temperaturen i åtminstone en bildpunkt av bilden med kondens- temperaturen, fårgsättning av eventuella bildpunkter som har en temperatur lägre än kondens- temperaturen med en bestämd färg, eller gråton, som valts för att ange en ökad risk för kondens. 10 15 20 25 8. 526 939 11 Användning av en IR-kamera enligt krav 7, varvid steget att mata in ett värde for den relativa luftfuktigheten och ett värde for lufttemperaturen i luft som omger ytan utfors manuellt. Användning av en IR-kamera enligt krav 7, varvid steget att mata in ett värde for den relativa luftfuktigheten och ett värde for lufttemperaturen i luft som omger ytan innefattar mätning av den relativa luftfuktigheten och lufttemperaturen i lufi som omger ytan med användning av en temperatursensor och en luftfuktighets- sensor, vilka sensorer är anordnade att kommunicera värdena till kameran. 10. Användning av en IR-kamera enligt krav 7 eller 8, innefattande steget att mata in ll. ett forsta och ett andra värde for luftfuktighet och beräkna en forsta och en andra kondenstemperatur motsvarande det forsta resp. det andra värdet for luftfuktig- het och färgsätta eventuella bildpunkter som har en temperatur mellan den forsta och den andra kondenstemperaturen med en bestämd färg, eller grâton. Användning av en IR-kamera enligt krav 7 eller 8, innefattande steget att mata in ett forsta och ett andra värde for lufttemperatur och beräkna en forsta och en andra kondenstemperatur motsvarande det forsta resp. det andra värdet for luft- temperatur och färgsätta eventuella bildpunkter som har en temperatur mellan den forsta och den andra kondenstemperaturen med en bestämd färg, eller grå- 'EOIL 12. Användning av en IR-kamera enligt något av kraven 7-11, vidare innefattande stegen att mata in ett värde for lufttrycket och att bestämma kondenstemperatu- ren utifrån de inmatade värdena for fuktighet, temperatur och lufttryck. 13. IR-kamera innefattande fokuseringsmedel for att fokusera inkommande IR- strålning från ett objekt in i IR-kameran for att alstra en signal motsvarande den in- 10 15 20 25 526 959 12 kommande IR-strålningen, för att matas till en signalbearbetningsenhet för signalbe- arbetning, kännetecknad av att den innefattar: medel för att mottaga information om åtminstone ett lufitemperaturvärde och åtminstone ett luftfuktighetsvärde för lufttemperatur resp. relative fuktighet, nära Ytan, medel för att beräkna, utifrån de inmatade värdena för fuktighet och temperatur, åtminstone en kondenstemperatur vid vilken det finns risk för kondens på ytan, medel för att jämföra temperaturen i åtminstone en bildpunkt i bilden med kon- denstemperaturen, medel för att modifiera bilden på ett sådant sätt att bildpunkter som anger en läg- re temperatur ân kondenstemperaturen fargsätts med en bestämd färg, eller grå- ton, som har valts för att identifiera områden på ytan som har en ökad risk för kondens. 14. IR-kamera enligt krav 13, vidare innefattande medel för att mottaga, från en temperatursensor, information om lufttemperatur nära objektet och medel för att mottaga, från en fuktighetssensor, information om luftfuktighet nära ytan. 15.IR-ka1nera enligt krav l3 eller 14, vidare innefattande medel för att mottaga ett första och ett andra värde för luftfuktighet, medel för att beräkna en första och en andra kondenstemperatur motsvarande det första resp. det andra luftfiiktighetsvärdet, och medel för att färgsätta eventuella områden av ytan som har en temperatur mellan den första och den andra kondenstemperaturen med en bestämd färg, eller grå- ton. 16. IR-kamera enligt krav 13 eller 14, vidare innefattande: medel för att mottaga ett första och ett andra värde för lufttemperatur, 526 939 13 - medel för att beräkna en första och en andra kondenstemperatur motsvarande det första resp. det andra lufttemperaturvärdet, och - medel för att fårgsätta eventuella områden av ytan som har en temperatur mellan den Första och den andra kondenstemperaturen, med en bestämd färg, eller grå- 5 ton. 17. IR-kamera enligt något av kraven 13-16, vidare innefattande - medel för att motta information om lufttryck, - medel för att beräkna den åtminstone ena kondenstemperaturen utifrån de inma- 10 tade värdena för fuktighet, temperatur och lufitryck.