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

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Zastosowanie kamer termowizyjnych do oceny wykonania instalacji elektrycznej

The using of infrared cameras to evaluate the quality of the electrical installation
Widok wyłączników nadmiarowoprądowych w podczerwieni
Widok wyłączników nadmiarowoprądowych w podczerwieni
Fot. K. Kuczyński, G. Dymny

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania w połączeniu z technikami dwuwymiarowego obrazowania. Pozwalają one poznawać świat „widziany” w tym zakresie spektralnym własnymi oczami.

W artykule:

• Przetworniki pomiarowe
• Układ optyczny
• Warunki pomiarów i oprogramowanie
• Pomiary wewnątrz budynków

Prawie do końca XX wieku wszystkie produkowane kamery termowizyjne wyposażone były w detektory wymagające chłodzenia. Pojawienie się kamery z mikrobolometrycznym detektorem niechłodzonym zmieniło tę sytuację. Detektor dokonuje konwersji energii promieniowania podczerwonego na sygnał elektryczny, który może być zmierzony, a jego wielkość przeliczona na odpowiadającą jemu temperaturę ciała czarnego.

Czytaj też: Jak zwiększyć niezawodność instalacji elektrycznej? >>

Po uwzględnieniu właściwości badanego obiektu oraz parametrów otoczenia otrzymamy rzeczywistą temperaturę tego obiektu. Najczęściej obecnie spotykanym detektorem jest detektor bolometryczny, który pod wpływem mierzonego promieniowania zmienia swoją rezystancję. Posiada dobre własności pomiarowe i brak wymogu schładzania do niskiej temperatury w czasie pracy. Ma on jednak nieco niższą czułość w porównaniu z detektorami fotonowymi [1, 2].

Przetworniki pomiarowe

Można powiedzieć, że praktycznie każde ciało jest źródłem promieniowania cieplnego. Widmo tego promieniowania jest widmem ciągłym od fal rentgenowskich aż po mikrofale. W tym zakresie znajduje się również pasmo podczerwieni (obejmujące w swym zakresie fale λ o długościach od 780 nanometrów do 1 milimetra). Warto przy tym zauważyć, że ciała o temperaturze pokojowej emitują najwięcej promieniowania o długości fali rzędu 10 μm. Oczywiście rzeczywiste obiekty nie tylko emitują to promieniowanie, ale również je częściowo pochłaniają, przepuszczają oraz odbijają [1]. Do celów pomiarowych wykorzystuje się pewną część pasma w zakresie od 2 do 14 μm z wyłączeniem przedziału 5,6 – 7,5 μm. Spowodowane jest to silnymi własnościami tłumiącymi atmosfery, a głównie obecnością dwutlenku węgla i pary wodnej. Najczęściej stosowane są dwa zakresy spektralne: 2 – 5 μm oraz 7,5 – 14 μm. Produkowane obecnie kamery termowizyjne z detektorami niechłodzonymi pracują zwykle w zakresie 7,5 – 14 μm [1].

Emitowany strumień promieniowania cieplnego jest zazwyczaj różny dla różnych obiektów i zależny od ich własności fizykochemicznych. I 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, zanieczyszczeniach) i wielu innych czynników, a także od kierunku obserwacji. Można stąd wyciągnąć wniosek, że dla pomiaru technikami wykorzystującymi moc promieniowania emitowanymi przez obiekt niepewność określenia emisyjności decyduje o niepewności całego pomiaru.

Czułość kamery termowizyjnej określa, jakie najmniejsze zmiany temperatur jest w stanie wykryć przetwornik kamery. Czułość przetwornika ma istotne znaczenie przy wykrywaniu niewielkich różnic temperatury. Detektory bolometryczne stosuje się w konstrukcji kamer działających w zakresie 7,5 – 14 μm. Wymiar pojedynczych pikseli w matrycy detektorów wynosi zazwyczaj ok. 17 μm [1].

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, wspomagane specjalnie dostosowanym do potrzeb oprogramowaniem. Warunki pomiarowe niekiedy uniemożliwiają obserwację obiektu z dogodnej odległości i pod dogodnym kątem. W badaniach urządzeń elektroenergetycznych i energetycznych spotykane są zarówno obiekty duże, takie jak kotły, elektrofiltry, kominy, transformatory, jak i obiekty małe, np. nóż odłącznika, przepust izolatora ściennego. Najlepiej, gdy kamera zapewnia odpowiednią rozdzielczość rejestrowanych obrazów, przy jednoczesnym dużym polu widzenia. Większość obecnie stosowanych kamer to kamery wyposażone w matryce detektorów o liczbie pikseli: 60×60, 80×80, 120×120, 160×120, 240×180, 320×240, 640×480, 640×512 lub 1280×1024.

Układ optyczny

Oprócz matrycy detektorów do odwzorowania promieniowa podczerwonego potrzebny jest jeszcze odpowiedni układ odwzorowujący. Konstrukcyjnie obiektywy dla kamer termowizyjnych różnią się od tych dla zakresu widzialnego przede wszystkim rodzajem materiału, z jakiego wykonane są elementy optyczne (np. krzem lub german). Materiały te są transmisyjne w zakresie podczerwieni. Podobnie jak dla zakresu widzialnego dla jeszcze lepszej transmisji promieniowania podczerwonego oraz tłumienia zbędnych zakresów promieniowania elementy optyczne obiektywu pokrywa się dodatkowymi warstwami optycznym. 

W obiektywach stosowanych w kamerach termowizyjnych wartość ogniskowej jest stała. Stąd też w wielu kamerach możliwa jest wymiana standardowego obiektywu na teleobiektyw (obiektyw o małym kącie widzenia) lub obiektyw szerokokątny. Powinno dążyć się do tego, aby analizowany obiekt maksymalnie wypełnił pole widzenia. Również dlatego jest to tak ważne, że przecież nie zawsze metodą osiągnięcia takiego efektu jest dobór odległości, z jakiej prowadzimy obserwacje. Są sytuacje, w których nie możemy odsunąć się odpowiednio daleko od badanego obiektu, czy wprost przeciwnie – podejść odpowiednio blisko w przypadku elementów sieci i instalacji znajdujących się pod napięciem [1].

Do szczególnie istotnych parametrów obiektywu należy zaliczyć: pole widzenia (FOV – Field Of View), odległość ogniskową oraz rozdzielczość geometryczną (IFOV – Instantaneous Field Of View). Pole widzenia obiektywu należy rozumieć, jako ostrosłup, którego wierzchołek znajduje się w ogniskowej. FOV to kąt pomiędzy przeciwnymi ścianami tego ostrosłupa. Z uwagi na proporcje wymiarów matrycy detektorów zazwyczaj pole widzenia w kierunku pionowym (VFOV) jest inne niż pole widzenia w kierunku poziomym (HFOV). Ogniskowa to odległość pomiędzy matrycą a dobrze odwzorowaną płaszczyzną obrazu. Im dłuższa jest ogniskowa, tym większe jest powiększenie, a im krótsza – tym większe jest pole widzenia.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[termowizja, kamery termowizyjne, instalacje elektryczne, przetworniki pomiarowe, sygnał elektryczny, promieniowanie cieplne, obraz termiczny,]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 5/2019

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Jakie wybrać kable, przewody i osprzęt kablowy!

kable i przewody - przewodnik

Rozporządzenia CPR, dotyczące kabli i przewodów elektrycznych w zakresie reakcji na ogień. Została przedstawiona klasyfikacja materiałów budowlanych w zakresie reakcji na ogień oraz... czytam więcej »

 


Kamery termowizyjne nawet 40% taniej!

Promocja na kamery termowizyjne FLIR

Tylko do 9 grudnia możesz kupić kamery termowizyjne do prac elektrycznych i energetycznych w dużo niższych cenach... sprawdź za ile »

 


System zasilania gwarantowanego - jaki wybrać?

Rodzaje zasilania

Współczesne urządzenia elektryczne i elektroniczne spełniają ogrom funkcji, których oczekują ich użytkownicy. Są znakomitą pomocą w życiu i pracy, jednak wymagają zadbania o jeden aspekt – niezawodną, łatwo... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... 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 »
11/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 11/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Instalacje elektryczne na terenie imprez plenerowych – błędy oraz wymagania
  • - Ochrona przed pożarem z wykorzystaniem wyłączników różnicowoprądowych
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

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