naar top
Menu
Logo Print
09/11/2018 - PAUL DE SCHEPPER

THERMOGRAFIE ALS ZESDE ZINTUIG

JUISTE INTERPRETATIE IS CRUCIAAL: LAAT U NIET VANGEN!

Laten we eerst een misverstand uit de wereld helpen, een infraroodcamera meet geen temperaturen, maar wel een stralingshoeveelheid. Mits een correcte instelling kan het toestel uit deze stralingshoeveelheid wel de temperatuur berekenen en deze in een kleur omzetten. Maar een verkeerde instelling betekent ook meteen een verkeerde interpretatie. Het is de taak van de thermograaf om een juiste instelling en dus ook een juiste interpretatie te verwezenlijken.

BOUWMATERIALEN STRALEN MAKKELIJK WARMTE UIT

Stralingseigenschappen

Elk materiaal heeft de eigenschap om een hoeveelheid straling uit te zenden, te emitteren. Deze straling is afhankelijk van de temperatuur (koudere lichamen zenden minder straling uit dan warme lichamen) en van het materiaal zelf.

Deze stralingseigenschap wordt uitgedrukt door de emissiecoëfficiënt. Bouwmaterialen hebben een hoge emissiecoëfficiënt en stralen dus relatief gemakkelijk warmte uit. Dit wil ook zeggen dat deze materialen nogal eenvoudig hun warmte verliezen door warmteoverdracht met straling. Een zwart object is de ultieme bron voor warmtestraling, vandaar dat kachels vroeger vaak zwart waren. Aluminium daarentegen heeft een lage emissiecoëfficiënt en straalt dus moeilijker warmte uit.

Voorbeeld 1

vb1
Aluminium kopje met water
VB1

Als voorbeeld nemen we een aluminium kopje met daarin water. Bij meting lezen we op spot1 of Sp1 een temperatuur af van 25,8 °C, Sp2 geeft een temperatuur van 53,5°C weer. De emissiecoëfficiënt stond ingesteld op 0,95. Jammer genoeg kan men niet voelen welke temperatuur correct is. In dit geval is de temperatuur, weergegeven op spot2, de juiste. 

We hebben op dit aluminium bekertje een zwarte kleefband bevestigd. Deze kleefband heeft een bekende emissiewaarde van 0,95. De spottemperatuur op deze zwarte kleefband is dan ook de enige juiste temperatuur. Let hier dus goed mee op bij het vergelijken van ir-foto's. Uiteraard is er nog wel de invloed van omgevingsreflectie, maar die zal het besluit niet beïnvloeden.

Absorptie

In het ideale geval is de mate van absorptie van een object of de eigenschap waarbij het warmte opneemt, gelijk aan de mate waarop het straling uitzendt. Dit betekent dat een zwart object veel straling absorbeert, maar tegelijkertijd ook veel straling emitteert. Daarom doen we in de winter ook vaak donkere kleren aan en in de zomer lichtere. Bij pv-panelen en bij zonnecollectoren voor de levering van warmte is het de bedoeling dat er bij het paneel of de collector veel straling kan intreden en dat er weinig straling wordt uitgezonden.

Een thermograaf is iemand die ir-beelden kan interpreteren en die vooral naar afwijkingen zoekt binnen een bepaald afgebakend gebied

THERMOGRAAF EN INTERPRETATIE VAN DE GEMETEN WAARDES

Zoals eerder gesteld, meet een infraroodcamera geen temperatuur, maar een straling. Een thermograaf is iemand die ir-beelden kan interpreteren en die vooral naar afwijkingen zoekt binnen een bepaald afgebakend gebied. Hij wandelt met zijn camera voortdurend heen en weer, en gebruikt isothermen voor speurwerk boven of onder een bepaalde referentietemperatuur. Zo kan hij bv. vochtplekken opsporen of vloerverwarming lokaliseren. Alles is evenwel afhankelijk van het juist interpreteren van de beelden. 

Voorbeeld 2

vb2
Afwijking in straling

Op het beeld kan men duidelijk zien dat er een afwijking is in straling bovenaan. Zoals men kan zien op de waardeschaal, is die straling via een berekening wel omgezet in een temperatuur. De thermograaf zal hoogstwaarschijnlijk concluderen dat er isolatie ontbreekt of dat de isolatie is weggerot. Men merkt heel duidelijk dat er via deze weg veel koude naar binnen komt. Waarschijnlijk zal deze muur ook vochtproblemen kennen, wat af te leiden is uit de lage wandtemperatuur.

Voorbeeld 3

vb3
Tank gevuld met vloeistof - avondbeeld

Nog een voorbeeld uit het wereldje van de thermografen. Een vloeistof heeft een hoge warmtecapaciteit, wat betekent dat het lang duurt voor deze vloeistof opgewarmd is, maar dat het ook lang duurt tot deze vloeistof is afgekoeld. Dit in tegenstelling tot lucht, die een kleine warmtecapaciteit heeft. Lucht warmt heel snel op en koelt ook heel snel af. Met deze gegevens in het achterhoofd, wordt het duidelijk dat de foto 's avonds genomen is. Aangenomen dat de instellingen juist zijn, is aan de kleur te zien dat de vloeistof warmer is dan de bovenliggende luchtlaag. De zon heeft de hele dag tijd gehad om de vloeistof op te warmen en 's avonds bij het verdwijnen van de zon koelt de lucht snel af, maar de vloeistof behoudt veel langer haar warmte.

Voorbeeld 4

Een pv-paneel bestaat uit een groot aantal in serie geschakelde cellen. Bovendien zijn ook de pv-panelen veelal in serie geschakeld. Dat betekent dat als er ergens een defecte cel is, een aanzienlijk prestatieverlies van het systeem het gevolg zal zijn. In normale omstandigheden is de efficiëntie van een pv-paneel al aan de lage kant. Het spreekt dan ook voor zich dat eigenaars van pv-panelen er alle baat bij hebben om met zekerheid te weten dat er geen defecte cel aanwezig is. Een defecte cel zet overigens alle binnenkomende zonne-energie om in warmte en geeft dus aanleiding tot een temperatuurverhoging, wat op zich ook brandgevaar oplevert. Maar net door deze temperatuurverhoging is een defecte cel perfect opspoorbaar met een ir-camera.

vb4
Meting pv-paneel 

Over het algemeen kunnen storingen in de werking van een pv-installatie snel geëvalueerd worden vanaf een zonnestraling van ongeveer 600 W/m² bij droog weer. Ook nu geldt weer het basisprincipe om niet te focussen op de temperatuur, want een warmtebeeldcamera meet immers geen temperatuur, maar een straling. Er wordt dan ook vooral gekeken naar de temperatuurverschillen om defecten op te sporen. Defecte zonnecellen worden door de camera herkend als een hotspot, dit is een plaatselijke temperatuurverhoging. Vaak gaat het om een temperatuurverhoging van ongeveer 15 °C tegenover de gemiddelde temperatuur.

Een hotspot hoeft echter niet altijd een defecte cel te betekenen. Een gespecialiseerde warmtebeelddeskundige kan vaststellen wat de reden is voor het prestatieverlies van de pv-installatie, want ook vuil, beschaduwing en/of gecorrodeerde contactpunten kunnen een prestatievermindering opleveren. Het regelmatig testen van zonnepanelen is noodzakelijk om een optimaal rendement te garanderen. Bij een nieuwe installatie van pv-panelen raadt men dan ook aan om onmiddellijk na de oplevering een meting te laten uitvoeren.

Fouten kunnen dan nog opgelost worden en de meetresultaten bieden een goede vergelijkingsreferentie voor latere metingen. Verder is het ook raadzaam om vlak voor het einde van de garantieperiode nog een meting te laten uitvoeren, zodat defecte panelen nog onder garantie vervangen kunnen worden.

Voorbeeld 5

vb5
Thermisch spoor

Wanneer men een lek thermisch wil zoeken, moet men eerst de leidingen opsporen om te verzekeren waar de leidingen juist lopen. Zo wordt de te inspecteren zone verkleind, en daarmee vermindert ook de benodigde tijd om het lek op te sporen. Hierdoor kan de installateur zich concentreren op de relevante zones. Thermische camera's zijn dus het ideale hulpmiddel voor het opsporen van warmwaterleidingen. De afbeelding demonstreert hoe de thermische camera gebruikt wordt om leidingen te detecteren door het thermische spoor duidelijk te laten oplichten.

Voorbeeld 6

vb6

De foto links werd genomen tijdens een thermisch onderzoek dat gevoerd werd in verband met een vermoedelijk waterlek in de woning. Het beeld toont een keukenvloer die opgebroken is om de leidingen van de vloerverwarming te lokaliseren en het lek op te sporen. Het duurde hier meer dan drie dagen om de vloer uit te breken en de leidingen bloot te leggen om dan te concluderen dat de methode niets opleverde.  

De kosten liepen op: meer dan drie dagen aan werkuren, plus bijkomende werkuren en materiaal voor het herstellen van de vloer, zodra het lek gevonden en gerepareerd was. De vraag is: welke andere methoden bestaan er die minder tijd innemen en geen schade veroorzaken? De thermische camera is een instrument dat gebruikt wordt op afstand. Dit zorgt ervoor dat het de ideale tool is om verstoppingen of lekken op te sporen, zonder schade te veroorzaken. In dit voorbeeld werd gevraagd om te demonstreren hoe lekken opgespoord kunnen worden met een thermische camera, daar waar conventionele methodes onsuccesvol zijn.

vb6b
Hotspot in het thermisch beeld 

Door een thermische camera te gebruiken, was het mogelijk om de leidingen van de verwarming op te sporen, ook op plaatsen waar de vloer nog niet was opgebroken. Tot grote frustratie van de betrokken installateurs detecteerde de camera snel een hotspot en even later begon deze groter te worden. Dit was een goede indicatie van een mogelijk lek. Nadat de installateur het lek had gelokaliseerd, kon hij een klein stukje van de leidingen blootleggen, en zo werd het lek gevonden. Het lek werd succesvol, snel en zonder veel schade opgespoord.

INTERREG-PROJECT 'SEE2DO'

interregDit artikel kwam tot stand dankzij het See2do!-project. See2do! is een project in het Interreg VA Vlaanderen-Nederlandprogramma. Dit project ontvangt steun uit het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling om via demonstratieprojecten en een begeleidingstraject voor burgers en bedrijven, innovatieve technieken voor energierenovatie te tonen en het gebruik ervan te stimuleren. Het principe dat gehanteerd wordt, is 'Doen door Zien'.

De partners in het project willen burgers ertoe aanzetten om werk te maken van de energierenovatie van hun woning. Dit gebeurt door het energieverlies te tonen, door innovatieve technieken in publieke gebouwen te demonstreren en tevens door burgers en bedrijven te ondersteunen.

In See2Do! werken zeventien partners uit Vlaanderen en Nederland samen. Het gaat om steden en gemeenten, provincies, intergemeentelijke samenwerkingsverbanden en kennisinstellingen. Het project startte op 1 mei 2016 en loopt tot 30 april 2019. Om energieverliezen te kunnen zien, is het gebruik van een infraroodcamera ideaal. Daarom is er een cursus ontwikkeld om partners van het project een eerste introductie te geven rond infraroodmetingen. De do’s-and-don’ts werden verklaard en cur­sisten werden klaargestoomd om metingen uit te voeren in het veld.

Voor diegenen die meer willen weten over de werking van een ir-camera, is er in het See2Do!-project een 1-dagcursus opgebouwd om geïnteresseerden de basis mee te geven over ir-metingen. Ideaal is echter dat men nadien zelf aan de slag gaat en dat men enkele weken later meedoet aan de terugkomdag om zelfgemaakte foto’s te presenteren en te interpreteren.