Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Termowizyjna diagnostyka urządzeń elektrycznych

mgr inż. Karol Kuczyński  |  elektro.info 11/2015  |  15.12.2015  |  2
Przykład fotografii termowizyjnej.
Przykład fotografii termowizyjnej.
arch. redakcji

Kamera termowizyjna jest urządzeniem służącym do bezkontaktowego zobrazowania rozkładu temperatury na obserwowanej powierzchni na podstawie pomiaru mocy promieniowania podczerwonego emitowanego przez poszczególne elementy tej powierzchni. Dzięki temu możliwe jest zobrazowanie miejsc o wyższej temperaturze, szybki przegląd dużych powierzchni oraz znalezienie ewentualnego źródła ciepła. Po skierowaniu kamery na jakiś obiekt, podzespół, część instalacji, budynek, linię technologiczną czy energetyczną linię przesyłową, na ciekłokrystalicznym wyświetlaczu ukazuje się obraz odwzorowujący promieniowanie obiektu w podczerwieni [1, 2].

Wyniki badań przy użyciu kamery termowizyjnej otrzymujemy w postaci barwnych obrazów zwanych termogramami. Każdej barwie zarejestrowanej na termogramie odpowiada na skali temperatur określona temperatura zarejestrowana przez kamerę termowizyjną. Z reguły barwami jasnymi oznacza się powierzchnie o wysokiej temperaturze, natomiast kolorami ciemniejszymi – powierzchnie o temperaturze niższej. Ponadto do analizy zarejestrowanych obrazów termalnych wykorzystuje się specjalistyczne programy komputerowe, które umożliwiają precyzyjne określenie temperatury w wyznaczonym miejscu.

Porównując termogramy wykonane w różnym czasie lub na różnych obiektach łatwo wyłowić tendencje i różnice, dzięki określeniu pola temperatury na powierzchni urządzenia [1, 2].

Emisyjność

Rzeczywiste obiekty nie tylko emitują promieniowanie, ale również je częściowo pochłaniają, odbijają i przepuszczają.

Emitowany strumień promieniowania cieplnego jest zazwyczaj różny dla poszczególnych obiektów i zależny od ich własności fizykochemicznych. Nawet gdy temperatura tych ciał jest taka sama, każdy z obiektów ma określoną, własną zdolność do emitowania promieniowania, którą to zdolność opisuje się współczynnikiem zwanym emisyjnością.

Emisyjność zależy od temperatury, składu chemicznego, stanu fizycznego powierzchni (chropowatości, warstwy tlenków, zanieczyszczeń) i wielu innych czynników, a także od kierunku obserwacji [2, 3].

Wynika z tego, że każdy obiekt mierzony ma niepowtarzalną i charakterystyczną tylko dla tego przedmiotu emisyjność. Można stąd wyciągnąć wniosek, że dla pomiaru technikami wykorzystującymi moc promieniowania emitowanymi przez obiekt (na przykład wyznaczanie temperatury obiektu w pomiarach termowizyjnych) niepewność określenia emisyjności decyduje o niepewności całego pomiaru.

Najdokładniejsze wyznaczanie emisyjności kierunkowej materiałów uzyskuje się poprzez pomiar współczynnika odbicia za pomocą spektrometrów podczerwieni, ale prostsze, uśrednione emisyjności materiałów można wykonać również kamerami termowizyjnymi lub poprzez porównanie ze stykowymi metodami pomiaru temperatury, gdzie należy tak dobrać emisyjność w kamerze, aby wskazywała tę samą temperaturę, jaką uzyskano inną metodą pomiarową [3].

Czynniki wpływające na pomiar

Kolejnym czynnikiem utrudniającym pomiary mocy promieniowania emitowanego przez obiekt jest tłumienie propagacji promieniowania podczerwonego przez atmosferę spowodowane jej rozpraszaniem i pochłanianiem.

W zakresie podczerwieni promieniowanie pochłanianie jest głównie poprzez molekuły pary wodnej, dwutlenku węgla, tlenków azotu, ozonu oraz cząsteczek z dymów przemysłowych.

Wiadomo też, że zawartość składników atmosfery ulega zmianom wraz z pogodą czy bliskością obiektów przemysłowych. Warstwę powietrza można traktować jako filtr o bardzo złożonym widmowym współczynniku przepuszczalności i do tego niekoniecznie jednakowych właściwościach przy kolejnych pomiarach.

Dla niektórych zakresów długości fal, nazwanych „oknami atmosferycznymi” przepuszczalność promieniowania jest względnie wysoka. Stąd też powstał podział kamer termowizyjnych na pracujące w zakresach 3–5 μm oraz 8–15 μm [3].

 

Również promieniowanie słoneczne odbite bądź bezpośrednio oświetlające mierzone obiekty zakłóca pomiary, szczególnie dla obiektów o małej emisyjności i dla kamer pracujących w bliższym zakresie podczerwieni.

Zobacz także: Możliwości diagnozowania urządzeń i instalacji elektrycznych przy zastosowaniu kamer termowizyjnych

 

W praktyce pomiarowej niektóre zakłócenia są na tyle małe, że można je pominąć, a odpowiednio przeszkolony operator uwzględni te czynniki, których pominąć się nie powinno. Operator zmieniając kierunek obserwacji, dobierając odpowiedni czas na wykonanie pomiarów bądź ekranując od kamery silne źródła promieniowania może uniknąć wielu zakłóceń, które są szkodliwe dla pomiarów [2, 3].

Zazwyczaj stosowane termowizyjne metody pomiarów są metodami pasywnymi, gdyż rejestrowane obrazy powstają poprzez analizę promieniowania odbitego.

Najczęściej w praktyce warsztatowej obraz termiczny wykorzystywany jest do obserwacji odstępstw od prawidłowego stanu obiektu lub porównywania kilku obrazów termicznych. Często w takich pomiarach stosowane są stosunkowo proste kamery obserwacyjne, ze specjalnie dostosowanym do potrzeb oprogramowaniem.

Większość obecnie stosowanych kamer to kamery wyposażone w matryce detektorów od 60x60 do 800x600 pikseli, które przetwarzają energię promieniowania na inną wielkość fizyczną. Wyświetlany obraz termiczny może znacznie różnić się od obserwowanego w świetle widzialnym, często więc kamerę termowizyjną wyposaża się również w prostą kamerę światła widzialnego i zapisuje rejestrowane obrazy jednocześnie. Obrazy termiczne wyświetla się najczęściej w postaci barwnej, aby łatwiej zauważyć niewielkie zmiany termiczne poszczególnych fragmentów obiektu [3]. Przeczytaj drugą stronę tego artykułu: Zastosowanie w diagnostyce. Termowizja stosowana jest przede wszystkim w diagnostyce podczas inspekcji urządzeń...

Czytaj też: Diagnostyka termowizyjna instalacji elektroenergetycznych przy zastosowaniu kamer termowizyjnych >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 11/2015

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

Poradnik inżyniera elektryka. Komplet 3 tomów »

Poradnik inżyniera elektryka Poradnik jest przeznaczony przede wszystkim dla inżynierów elektryków. Mogą z niego korzystać również inżynierowie innych specjalności oraz studenci wydziałów elektrycznych i energetycznych wyższych szkół technicznych(...) czytam dalej »


Czy istnieje niezniszczalna oprawa LED?

Jaki jest najlepszy hermetyk na rynku »

Niezniszczalne oprawy LED Ebook
Oprawy, które łączą w sobie zalety źródeł światła LED z nowoczesnymi systemami optycznymi. Źródła LED o dużej wydajności świetlnej, wytwarzają oświetlenie o bezprecedensowej (...) zobacz więcej  » Dzięki wprowadzonym rozwiązaniom konstrukcyjnym oprawa charakteryzuje się szczelnością oprawy IP66. Podstawa i klosz wykonany z poliwęglanu zapewnia oprawie wysoki stopień odporności na uderzenia IK09.
(...)
czytam dalej »

System zarządzania energią EMS CX3 »

System zarządzania energią EMS CX3 składa się z urządzeń o niezwykle kompaktowej budowie modułowej, które w łatwy sposób można zainstalować zarówno w nowopowstających instalacjach jak i już istniejących, w jednym rzędzie rozdzielnicy elektrycznej z innymi aparatami (...) czytam dalej »


Konkurs z nagrodami dla elektryków! Zobacz które miejsce zdobędziesz »

Przewody elektryczne i kable spełniające normy CPR »

Konkurs dla elektryków - liga specjalistów Kable przeowdy lapp
Jesteś specjalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Weź udział w pierszej edycji Ligi Specjalistów i poczuj emocje związane z rywalizacją w konkursie! Zaglądaj na stronę ligaspecjalistow.pl i odpowiadaj na pytania ze swojej branży.  
zobacz konkurs »
Nieposiadanie Deklaracji Własności Użytkowych na kabel lub przewód jako wyrób budowlany oznacza brak możliwości wprowadzenia go na rynek Unii Europejskiej jako wyrób budowlany, a w konsekwencji niemożliwość (...) czytam dalej »


Kable średniego i niskiego napięcia - wymagania standardów międzynarodowych»

Zobacz nowości na ELEKTROTECHNIKA 2019 »

PRzewody i kable standardy Ochrona przepięciowa systemów alarmowych
Szeroki asortyment przewodów i kabli produkowanych zgodnie z wymaganiami restrykcyjnych standardów międzynarodowych(...) czytam dalej » Targi ELEKTROTECHNIKA skierowane są do producentów i użytkowników sprzętu niskiego, średniego i wysokiego napięcia oraz systemów alarmowych i rozwiązań umożliwiających instalację przewodów elektrycznych w nowoczesnych budynkach. Równolegle odbędą się Targi ŚWIATŁO oraz Wystawa TELETECHNIKA..(...) czytam dalej »

Stacje ładowania pojazdów od Kolejowych Zakładów Łączności ?

UPS zasilacze Stacja umożliwia szybkie ładowanie prądem zmiennym o mocy do 22 kW (opcjonalnie 44 kW). Wyposażona jest w dwa gniazda osobno opomiarowane (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym ??

Projektowanie skomplikowanych etykiet w terenie przy pomocy smartfona »

Switche zarządzalne Drukowanie etykiet ze smartfona
Switche niezarządzalne są to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Dzięki zainstalowaniu na dowolnym smartfonie naszej aplikacji Etykiety ekspresowe możesz projektować nawet najbardziej skomplikowane etykiety z kodami 1D, 2D i kodami kreskowymi czy etykiety seryjne korzystając (...) czytam dalej »

Nowe rozwiązania w dziedzinie zasilania gwarantowanego »

Jaką rozdzielnicę nn wybrać do projektu?

Zasilanie gwarantowane Co sie stało z kablami
Samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne. Jednak ich żywot jest uzależniony od stacji ładowania. Stacja ładowania to urządzenie elektryczne, które(...) czytam dalej » Wszelkie błędy popełnione na etapie projektowania, wykonawstwa i eksploatacji nawarstwiają się latami, stopniowo pro­wadząc do wydłużenia czasu poświęcanego na administrację systemu, zmniejszając pewność jego działania i tym samym (...) czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
1-2/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 1-2/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania transformatorów elektromedycznych bloku operacyjnego szpitala
  • - Zasady wprowadzania do obrotu i stosowania urządzeń przeciwpożarowych
Zobacz szczegóły

Budowa linii 400 kV trwa

Jak podaje portal cire.pl, budowa linii 400 kV pomimo zimy nadal trwa. Jest to kluczowa realizacja dla ciągłości dostaw energii elektrycznej na terenie województwa mazowieckiego i aglomeracji...

Nożyczki dla elektryków

Skrzynka narzędziowa każdego elektryka powinna zawierać przyrządy do cięcia. Szczególnie polecamy uniwersalny model nożyczek firmy Knipex 95 05 10 SB.
Elastycznie i bezpiecznie

Elastycznie i bezpiecznie

Systematycznie rozbudowujące się systemy instalacji elektrycznych powodują, że szukamy nowych rozwiązań w zakresie bezpiecznego prowadzenia tras kablowych.
ZPAS ZPAS
ZPAS z siedzibą w Przygórzu to lider produkcji szaf i obudów teleinformatycznych, energetycznych i automatyki oraz kompleksowych rozwiązań...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl