图片来源:Tom Barbour -英国热成像- http://www.thermalimageuk.com
能源书呆子的更多思考
30多年来，能源审核员和绝缘承包商一直在使用红外摄像机来诊断家庭性能问题。无需打开墙壁或天花板进行检查，训练有素的专家可以使用这些摄像机之一来定位绝缘空洞、空气泄漏、水分侵入、热旁路和热桥。甚至还可以使用红外摄像机来定位嵌在平板中的液压管的泄漏位置。
这些工具有不同的名称，包括红外(IR)摄像机、热成像扫描仪和热成像设备。由这样的相机产生的图像被称为热图，受过训练的设备用户被称为热计师。
尽管许多人认为红外摄像机可以测量表面温度，但这并不是这些工具的工作原理。红外摄像机实际上是测量它所瞄准的表面所发射的红外辐射强度(辐射能)。
红外摄像机的历史
学术研究人员20世纪70年代末开始使用红外摄像机诊断热包络缺陷他们使用的相机每台售价超过2.5万美元。摄像机是用液氮冷却的笨重设备。
随着红外相机新型号的开发，价格开始下降。高塔姆·杜特是普林斯顿大学最早的“家庭医生”之一，他回忆道:“对于红外摄像机，我们使用Aga销售的Magnavox单元Aga 110。它的价格约为1.3万美元。这是昂贵的设备，但性价比很高。我发现的第一个热旁路花了我几周的时间，爬过阁楼。我们的另一个团队使用红外技术，通过红外摄像机和鼓风机门的结合，可以立即找到热旁路。这就是我们在普林斯顿大学开发的创新——鼓风机门和红外线的结合。”
红外摄像机的价格继续下降。现在有可能……
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29日评论
红外相机灵敏度
最好的相机真的很神奇，在室外温度为50华氏度的家庭旅行中，通过14英寸TJI墙的热桥很明显。拥有和使用红外摄像机的绝缘承包商是领先的，将其与鼓风机门相结合，您将脱颖而出。
一种反驳观点
马丁，干得好。
你写道:“室内检查通常是在设置了风机门以减轻建筑物的压力后进行的。”我的建议是，在启动风机门之前先进行一次内部检查，待风机门运行一段时间后再进行一次检查。如果有一个像样的delta T——我可以轻松地处理10F甚至更小——漏气问题很快就会出现。如果你在扫描任何东西之前就跑门，你将很难判断什么是什么。
我发现外部检查很难可靠地进行。风和太阳会抹去很多热量特征。如果我要做外部工作，我通常需要在清晨去，希望天气平静。
这是一个很棒的博客
我从未想过热成像图像会被误解;我也没有考虑天气在精确测量中的作用。这太棒了。
在这一点上，我可以说第一张显示隔热效果差的砖房的图像可能意味着以下任何一种情况:1 -这是一个隔热效果差的房子，红外摄像机在早上拍摄的第一件事，或2 -这是一个体面的(但不完美)绝缘的房子，红外摄像机测量在西方天空中一个漫长的阳光明媚的下午后从砖上消散的表面热量.....
道格，关于隔热承包商使用红外摄像机的观点很好——听起来很明显，但我从来没有想过，很明显，我所在地区的任何隔热承包商都没有想过。
回复David Meiland
大卫,
谢谢你的评论;我很感激你的反馈。
我已经编辑了博客的文本以反映你的观点。
对Deniz Bilge的回应
Deniz,
和你一样，我也很好奇第一张照片是在什么情况下拍摄的。我特别想知道为什么屋顶是蓝色的，前墙是红色的，山墙是黄色的。我已经通过电子邮件向英国的汤姆·巴伯(Tom Barbour)提出了问题，他是拍摄这张照片的温度测量师，在他回复后我会发布更多信息。
不确定这是否适用…
马丁,
你知道入射角对热成像摄像机记录图像的方式有什么影响吗?
这能解释下图中两张脸颜色的细微差别吗?
“加大增益”是否会夸大这种细微的差异，直到它看起来有所不同?
图1
我猜是在清晨……
红墙朝东
朝北的黄墙
蓝色的屋顶面对着寒冷的天空
约翰…
．.．也许是早上，但是墙加热了吗?砖墙可能需要一段时间才能产生热摆动。
讨论红外图像
在不知道具体情况的情况下，很难谈论红外图像中发生了什么——一天中的时间，室内和室外的温度，晴天/阴天/雨天，建筑组件的组成等。没有一个图像有温标或任何温度标记，这将有所帮助。
在砖房的图像中，屋顶是蓝色的，因为摄像机看到的是屋顶上反射的天空。你还可以在窗户上看到一些天空的反射。最好保持镜头轴尽可能接近垂直于被测量的表面——小于(远远小于……)45度是理想的——而且对于倾斜的屋顶，从地面上很难做到这一点。
我不会从这幅图中得出太多结论——它并没有真正告诉我这所房子的隔热性能很差。在我看来，左边的墙被太阳加热了，现在正在冷却，而右边的墙没有得到那么多的阳光。我会试探性地说，这是一个寒冷的白天或夜晚(因为烟道很热，可能是火在燃烧)，红墙有或有太阳在上面，黄墙阳光较少。真的，这可能是一个很好的例子，为什么户外检查很难——检查员可能在中午或下午看到大量的太阳能负荷在外部，而不是热量损失。我想知道，如果他在一个寒冷、平静的黎明前的早晨，在屋子里通宵供暖的情况下，到那里去想象这些墙壁，他会看到什么。
这是室内和室外温度相差5度时拍摄的照片。太阳晒在墙上好几个小时了，没有鼓风机门。
天空反射
这是一张有很多反射天空的图像。傍晚风平浪静，气温约30度。
获得吗?
大卫,
你在那张照片里“放大增益”了吗?
这就是为什么颜色看起来如此戏剧化和夸张吗?
编辑说:
也许我用错了词……
我认为“增益”和无线电天线是一样的……
在信号分辨率或灵敏度方面…
“提高增益”=增加分辨率=更宽的色彩范围?
获得
卢卡斯，三个主要因素控制着图像的强度。首先是调色板本身。我的成像仪上有几个，那个叫做“高对比度”。基本上，它试图产生最夸张的图像。其他的则比较温和，因为没有更好的描述。其次是图像的“跨度”——调色板渲染的温度的上限和下限。跨度越小，用于渲染给定范围的颜色就越多。第三，与跨度有关的是水平，即跨度的中心点。这是同一图像的另一个视图。不同的配色，更宽的跨度。 Notice that a lot of detail disappears. For that image, a span of ~26 degrees is to wide to be of much use.
红外相机嫉妒
大卫，我很嫉妒....
谢谢你上传更多的照片和解释
21世纪的男人
以我们今天所知道的建筑社区和我们可用的诊断工具，没有理由建造一个蹩脚的房子。
我要问大卫·梅兰一个问题
大卫,
当你使用“天空反射”这个短语时，你到底是什么意思?
由于热像仪记录了从它所指向的表面发射的辐射能强度，我假设你的意思是，屋顶发射的低强度辐射能部分是由于天空辐射(屋顶向天空辐射热能，因此冷却)。
马丁
我不会试图给出一个技术上的解释，但看到物体反射的天空温度是很常见的。当你把相机对准屋顶或窗户时，通常会发生这种情况，因为它们离地面有几层楼高。由于夜空辐射，物体的温度通常比环境温度低，这可能是上图中屋顶蓝色区域的一部分，但另一部分是反射的，而不是发射的。我的成像仪和其他许多成像仪允许用户调整发射率和背景温度，因此理论上可以补偿反射，但实际上要做到准确是非常棘手的。无论如何，红外能量被发射、反射，在某些情况下甚至穿过物体，所以成像仪将所有这些结合到一个读数中。对于没有物理学博士学位的建筑科学人员来说，评估一栋建筑的底线是……将成像仪直接对准你想要检查的表面，对发射率有很好的了解，当成像像闪亮的金属这样的低辐射材料时，所有的猜测都是错误的。
本页第一张图片的更多信息
[汤姆·巴伯(Tom Barbour)是拍摄本页第一张图片的温度测量师，他给我发了一封电子邮件，提供了更多关于图片拍摄时情况的信息:]
您选择的图像是在白天拍摄的。这是一个传统的苏格兰砂岩房子，没有墙体隔热(600毫米[24英寸]石头，大约。30毫米[1.2英寸]的差距，然后车床和石膏内衬)。阁楼有270毫米(10.6英寸)的绝缘材料。然而，红色的立面(正面)是由于太阳能负荷，山墙显示了一个燃烧着火的烟囱，蓝色的屋顶是来自寒冷天空的反射，因为角度低。这张图片没有显示出任何由于绝缘缺失或其他原因造成的热量损失——我把它放在我的网站上，因为在视觉上它很吸引眼球，它引发了一些有趣的问题，即你能从热图像中判断出什么，不能从热图像中判断出什么。我没有欣赏你想要使用图像的背景-然而，如果它为你带来了一场辩论，那么也许它达到了它的目的!
希望这能有所帮助。
问候,
汤姆
入射角?
大卫,
你的解释和额外的照片很有帮助，谢谢。
现在你已经多次提到相机对准的重要性，这样它就尽可能接近于被检查的表面垂直……
当被检查的表面(或相机)偏离垂线倾斜时，你在图像中“看到”什么类型的错误?
地表是否出现“变冷”的现象?
在下面的片段中，箭头所指的表面真的比面对摄像机的表面“冷”得多吗?
卢卡斯
假设你的箭头指向木墙板的一部分，我预计它的温度与建筑物上其他木墙板的温度大致相同，假设没有风或雨，建筑物内部均匀绝缘和加热。低角度会使大量的反射进入读数，而接近垂直的视图会使反射最小化。当你去湖里跳石头时，你必须把石头放低，否则它们就会潜入水中。同样的想法也适用于这里……你试着让自己站在你想要想象的表面。
这是另一张照片，摄于7月29日晚上7点半。大概60度左右。屋顶不可能像摄像机拍的那么冷。如果我真的想知道屋顶的温度，或者甚至是得到一个准确的定性图像，我就需要站到那里，直接指向它。
谢谢大卫。
这很有道理。
这让人想知道……
我通过这篇博客了解到，在学习了力学之后，热成像是一门真正的艺术，在这门艺术中，相机操作员，而不一定是物理主题材料，对最终图像的结果负责。
进一步思考这个问题，我不禁对这个领域的未来感到好奇。如果有5000美元的人可以买一台相机，我认为有三种情况:1 .真正的专业人士，他/她了解仪器和热成像背后的科学，能够最准确地根据图像在捕捉时真实显示的内容来解释数据;2-专业人士不了解他/她的仪器及其背后的科学，可能无法准确解读图像，这可能会误导客户;3-上述情况的任何组合，故意产生的图像可能被用来操纵客户做出仅有利于摄像师目的的决定。
我看到很多困惑。人们是否应该在相似的情况下进行多次成像来进行比较?在类似的情况下，是否应该在一年的不同时间举行不同的会议?今天的?
对Deniz Bilge的回应
Deniz,
你所描述的问题——缺乏训练的承包商给出不可靠的建议——不仅限于热计仪。(事实上，热计师可能比许多其他行业的工人受过更好的培训。)
如果你是一个有冰坝问题的房主，你打电话给四个承包商，会发生什么?一个想卖给你用于屋檐的加热电缆;有人说你需要新屋顶;一个说你需要更多的阁楼通风;有人建议用空气密封你的热包层。
红外温度计
关于红外温度计的博客....怎么样
如何使用它们(以及不使用它们)
我真的发现55美元的Raytek在测量表面温度方面很“有用”。
红外温度计
约翰,
好主意——我会把它放在未来博客的想法中。
5000美元?
你可以花不到2000美元买到IR，很多业内人士认为，我们很快就会在沃尔玛看到500美元的型号。很多人已经有了红外温度计，现在在某些情况下可能不到100美元。有些人能够很好地利用这些工具，而另一些人则会犯很多错误。进行高质量的无损调查涉及很多内容。
这看起来像热桥，但实际上是热质量
很棒的帖子和评论。
同意强大的工具，但需要良好的用户体验。
附件显示了我家屋顶的下面。看起来像坚固的椽子导致热桥，但我知道它们是400毫米深(自制)的桁架，应该没问题。从这张图片中无法得知的是，加热刚刚开始，在几小时后拍摄的图片中，“椽子”是看不见的，尽管有相同的温差，因为额外的木材法兰有时间加热。我在托梁和服务空板条上看到过很多这种情况。需要让温度稳定下来。
同样，山脊上明显的寒冷角落也几乎消失了(在刮风的天气里，可以看到一点漏风)。角落总是会更冷，尽管是几何热桥。
我发现自己大部分时间都是在室内工作，通常在超级绝缘、密封的被动式房屋中寻找细微的故障，除非在理想条件下，否则从外面很难看到这些建筑。此外，我们还使用了许多通风的雨屏，以限制从外面看到的东西。
尼克
尼克
你的帖子里没有任何图片。我想看看他们!
如果你明白一些事情，还是很有用的
我最近花了1700美元买了一个摄像头，发现它对建筑诊断非常有用。
在博客和评论中有一些重要的观点——相机只显示从表面发出的红外辐射量，不多不少，不同类型的材料在不同条件下表现不同。
我的观点是，如果你知道建筑物是如何建造的，以及摄像机的一些限制，即使没有2500美元的培训，你也很好。
如果你准备的是专家证人级别的报告，而不是寻找需要解决的问题，情况可能就不一样了。
对于一个典型的有经验的建造者来说，即使没有精心的训练，这些都是很好的工具。
这是非常令人兴奋的
看到这项技术更容易进入市场，看到承包商和专业人士大量采用，这是非常令人兴奋的。这是朝着使我们的家庭更节能的正确方向迈出的一大步。这些红外摄像机与合理的建筑构造知识相结合，使我们能够更容易地迈出准确识别必须解决的问题的第一步，而准确地了解易感区域，使我们能够有效和正确地纠正问题。
我还认为在新建的房屋上使用这种技术将会非常有趣。它肯定会让承包商保持诚实，并为房主提供一种合理的方式来验证他们所支付的质量。
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