ТЕПЛОВИЗИОННОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ теплотрасс и ТРУБОПРОВОДОВ
Основным препятствием для своевременного визуального обнаружения повреждения теплотрасс и появления утечек является наличие термоизоляционного и внешнего, защитного слоя. При обычном осмотре места повреждения внутренних слоев не обнаруживаются до того момента, пока не приобретают обширный характер и не проявляются на внешней оболочке.
Квадрокоптер с тепловизионной камерой способен найти повреждения на ранних стадиях, когда визуально наружная оболочка еще не имеет повреждений.
Выявить утечки или плохую теплоизоляцию на теплотрассе можно долгим способом — вручную — или быстро — при помощи тепловизионных квадрокоптеров.
Квадрокоптер превосходит классический метод его по многим параметрам.
Если сравнивать с тепловизионной аэрофотосъемкой с вертолёта использование БПЛА значительно дешевле, а детализация изображений на порядок выше.
Проблема: выявить места потери тепла.
Когда теплопотери на теплотрассе больше, чем нормативные, нужно выявить места утечек в трубах и степень их изношенности. К тому же, оценка реальных теплопотерь позволяет точно рассчитать экономическую эффективность замены труб и обосновать стоимость тепла в региональной комиссии.
Первый способ — проведение температурных и гидравлических испытаний перед отопительным сезоном.
В системе повышают температуру и давление. Если труба повреждена, она не выдерживает такой нагрузки и даёт течь, тогда её ремонтируют. Такой метод не показывает скрытые проблемы, например, плохую теплоизоляцию труб, и не позволяет оценить количество теплопотерь в цифрах.
Второй, менее распространённый способ — ручное проведение замеров температуры.
Специализированные компании проводят обследование теплосетей и с помощью специальных приборов измеряют температуру поверхности. Так можно оценить теплопотери, но есть свои недостатки:
- Карта теплотрассы не всегда соответствует реальному положению труб в грунте, поэтому маршрут приходится уточнять на месте и тратить на это дополнительное время.
- Температура на улице должна быть достаточно низкой, чтобы был хороший контраст. Иначе результаты могут быть неточными.
- Обход пешком протяжённых участков занимает несколько недель.
Третий способ — тепловизионная съёмка теплотрассы с помощью квадрокоптера.
Дроны исследования отмечают температуру поверхности и точные координаты всех точек. Такой метод позволяет точно определить расположение труб, выявить скрытые изъяны и точно оценить места и количество теплопотерь. Результаты наносятся на интерактивную карту. Так легко увидеть все проблемные участки и оценить масштаб будущих работ.
Весь маршрут полета дрон снимает в двух режимах. Сначала снимает теплосеть как обычная видеокамера, затем — в режиме инфракрасного теплового излучения.
При обследовании определяется степень износа, выявляются дефекты и определяется места утечек теплоносителя.
Данные с дрона после мониторинга загружаются на сервер, где специальное программное обеспечение автоматически проводит анализ.
После облёта полученную информацию обрабатывают и создают единый тепловой слой в виде карты из тепловизионных снимков.
Срок подготовки карты 12-24 часа.
По готовой картинке определяют возможную утечку теплоносителя, повреждения изоляции и даже незаконную врезку в теплосеть.
Тепловизионный контроль с помощью БПЛА с тепловизором помогает выявить повреждения теплоизоляции, нарушение конструкций тепловых камер, заполнение каналов и тепловых камер водой, незаконные врезки в теплосеть, утечки теплоносителя по причине порыва трубопровода.
Для максимального качества тепловизионной аэрофотосъемки необходимо учитывать метеоусловия (отсутствие осадков, сильного ветра), минимальное присутствие в зоне облёта автомобилей и людей, это мешает диагностике.
Дроны летают только в безветренную погоду и без угрозы обледенения.
После мониторинга: что делают с данными, полученными от дрона.
Когда съёмка закончена, данные передают в компьютер. Данные с дрона исследования получаются в виде отдельных фотоснимков, перекрывающих друг друга продольно и поперечно. При этом перекрытие требуется значительно большее, чем при съемке в видимом диапазоне. Каждый снимок имеет точные координаты точки съемки. В процессе получается не только детальная карта температур с точной геопривязкой, но и фотоплан, который может использоваться для разных целей. Например, для кадастра, планирования территории, градостроительства, визуализации, расчетов, мониторинга, 3D моделирования.
Обработка данных для каждого участка на мощной технике занимает несколько часов чистого машинного времени. Это зависит от количества снимков и размера участка, который исследовали. Анализировать данные можно визуально, автоматически по алгоритму или при помощи нейросети.
После мониторинга данные загружаются в мощный компьютер:
- Тепловой слой. Программа составляет тепловой слой — своеобразную карту, на которой каждому пикселю присваивается значение температуры.
- Совмещение с координатами и объектами.Данные из первого этапа загружаются в программу, совмещенную с ГИС-системой и сопоставляются с реальными координатами и зданиями, которые находятся на исследованной территории.
- Анализ и разделение данных на участки. Визуально это разделение показываются тремя цветами, как у светофора: зелёный — всё хорошо, жёлтый — есть незначительные повреждения, красный — повреждения значительные.
- Расчёты— составление реестра повреждений и интерактивной карты, расчет эффекта от устранения повреждения.
После анализа и обработки данных на интерактивной карте можно увидеть всю информацию о выбранном участке
Когда квадрокоптер лучше
У квадрокоптера, как и у ручного способа оценки теплопотерь, тоже есть свои недостатки: это дорогая техника, чувствительная к ветру и осадкам. Но он оказался незаменим, когда нужно:
— Быстро обнаружить теплопотери. Исследование происходит с воздуха и на более высокой скорости, чем может ходить человек — 5 м/с, поэтому вместо нескольких недель на изучение трассы уходит несколько дней.
— Обследовать, если ещё нет морозов: весной или осенью. При ручном исследовании нужна большая разница температур между поверхностями, поэтому для точности его стараются проводить зимой. Для квадрокоптера эта разница может быть всего лишь 5 градусов, а значит, полёт можно совершать весной или осенью, когда солнце не сильно нагревает поверхности.
— Уточнить карту и определить точные координаты участков. Тепловизоры на квадрокоптере измеряют абсолютную температуру объектов с точностью до десятых градуса Цельсия. Так можно увидеть не только участки с большими теплопотерями, но и точное расположение труб по всей трассе.
— Оценить протяженность повреждений с высокой точностью. Квадрокоптер может долететь в труднодоступные места и точно измерить температуру объектов. По получившимся данным можно составить карту и посчитать все участки, требующие замены труб. Точность определения — 13 см на пиксель.
Все участки с теплопотерями с квадрокоптера определяются с точностью до сантиметра.
Обследование дронами открывает новые возможности, можно очень быстро рассчитать точную стоимость работ, уточнить расположение труб, оценить выгоду вложений и составить финансовую модель. Для этого есть специальные программы, которые анализируют данные и показывают их в удобном и интуитивно понятном интерфейсе. Без цифровизации процессов такая скорость расчетов и оценки невозможна.
Беспилотный энергоаудит — технология, которая в скором времени в большинстве случаев заменит традиционные способы исследований теплотрасс и ещё шире будет применяться в строительстве и в ЖКХ. Данные от тепловизионных квадрокоптеров можно использовать для составления карт, анализа, прогнозирования, расчётов. А скорость и простота доступа к любому объекту — главные преимущества дрона перед человеком.
За одну ночную смену обрабатывается 12 км.
На обработку данных уходит 5 раб. дней.
