Page 21 - EI_05_2019_demo

termowizja
termowizja

zastosowanie kamer

termowizyjnych do oceny

wykonania instalacji elektrycznej

mgr inż. Karol Kuczyński, mgr inż. Grzegorz Dymny

rzez ostatnie stulecie zbudowano przetworniki pomiarowe
Pwiele urządzeń pomiarowych
w zakresie podczerwieni, ale najwięk- Można powiedzieć, że praktycz-
sze możliwości i popularność zyska- nie każde ciało jest źródłem promie- Fot. K. Kuczyński, G. Dymny
ły rozwiązania w połączeniu z tech- niowania cieplnego. Widmo tego pro-
nikami dwuwymiarowego obrazowa- mieniowania jest widmem ciągłym
nia. Pozwalają one poznawać świat od fal rentgenowskich aż po mikro-
„widziany” w tym zakresie spektral- fale. W tym zakresie znajduje się rów-
nym własnymi oczami. Prawie do nież pasmo podczerwieni (obejmują-
końca XX wieku wszystkie produko- ce w swym zakresie fale λ o długoś-
wane kamery termowizyjne wyposa- ciach od 780 nanometrów do 1 mili-
żone były w detektory wymagające metra). Warto przy tym zauważyć, że Fot. 1. Widok wyłączników nadmiarowoprądowych w podczerwieni
chłodzenia. Pojawienie się kamery ciała o temperaturze pokojowej emi-
z mikrobolometrycznym detektorem tują najwięcej promieniowania o dłu- innych czynników, a także od kierun- daniach urządzeń elektroenergetycz-
niechłodzonym zmieniło tę sytuację. gości fali rzędu 10 μm. Oczywiście ku obserwacji. Można stąd wyciąg- nych i energetycznych spotykane są
Detektor dokonuje konwersji energii rzeczywiste obiekty nie tylko emitu- nąć wniosek, że dla pomiaru tech- zarówno obiekty duże, takie jak kot-
promieniowania podczerwonego na ją to promieniowanie, ale również je nikami wykorzystującymi moc pro- ły, elektrofiltry, kominy, transforma-
sygnał elektryczny, który może być częściowo pochłaniają, przepuszcza- mieniowania emitowanymi przez tory, jak i obiekty małe, np. nóż od-
zmierzony, a jego wielkość przeliczo- ją oraz odbijają [1]. obiekt niepewność określenia emi- łącznika, przepust izolatora ścienne-
na na odpowiadającą jemu tempera- Do celów pomiarowych wykorzy- syjności decyduje o niepewności ca- go. Najlepiej gdy kamera zapewnia od-
turę ciała czarnego. stuje się pewną część pasma w zakre- łego pomiaru. powiednią rozdzielczość rejestrowa-
Po uwzględnieniu właściwości sie od 2 do 14 μm z wyłączeniem prze- Czułość kamery termowizyjnej nych obrazów, przy jednoczesnym du-
badanego obiektu oraz parametrów działu 5,6 – 7,5 μm. Spowodowane jest określa, jakie najmniejsze zmiany żym polu widzenia. Większość obec-
otoczenia, otrzymamy rzeczywistą to silnymi własnościami tłumiącymi temperatur jest w stanie wykryć prze- nie stosowanych kamer to kame-
temperaturę tego obiektu. Najczęś- atmosfery, a głównie obecnością dwu- twornik kamery. Czułość przetworni- ry wyposażone w matryce detekto-
ciej obecnie spotykanym detektorem tlenku węgla i pary wodnej. Najczęś- ka ma istotne znaczenie przy wykry- rów o liczbie pikseli: 60×60, 80×80,
jest detektor bolometryczny, który ciej stosowane są dwa zakresy spek- waniu niewielkich różnic temperatu- 120×120, 160×120, 240×180, 320×240,
pod wpływem mierzonego promie- tralne: 2 – 5 μm oraz 7,5 – 14 μm. Produ- ry. Detektory bolometryczne stosuje 640×480, 640×512 lub 1280×1024.
niowania zmienia swoją rezystan- kowane obecnie kamery termowizyj- się w konstrukcji kamer działających
cję. Posiada dobre własności pomia- ne z detektorami niechłodzonymi pra- w zakresie 7,5 – 14 μm. Wymiar poje- układ optyczny
rowe i brak wymogu schładzania do cują zwykle w zakresie 7,5 – 14 μm [1]. dynczych pikseli w matrycy detekto-
niskiej temperatury w czasie pracy. Emitowany strumień promienio- rów wynosi zazwyczaj ok. 17 μm [1]. Oprócz matrycy detektorów do od-
Ma on jednak nieco niższą czułość wania cieplnego jest zazwyczaj róż- Najczęściej w praktyce warsztato- wzorowania promieniowa podczer-
w porównaniu z detektorami foto- ny dla różnych obiektów i zależ- wej obraz termiczny wykorzystywa- wonego potrzebny jest jeszcze odpo-
nowymi [1, 2]. ny od ich własności fizykochemicz- ny jest do obserwacji odstępstw od wiedni układ odwzorowujący. Kon-
nych. I nawet gdy temperatura tych prawidłowego stanu obiektu lub po- strukcyjnie obiektywy dla kamer ter-
streszczenie ciał jest taka sama, każdy z obiek- równywania kilku obrazów termicz- mowizyjnych różnią się od tych dla
tów ma określoną, własną zdolność nych. Często w takich pomiarach sto- zakresu widzialnego przede wszyst-
W artykule omówiono warunki wykony‑
wania pomiarów za pomocą kamery ter‑ do emitowania promieniowania, któ- sowane są stosunkowo proste kame- kim rodzajem materiału z jakiego
mowizyjnej. Zwrócona została uwaga rą to zdolność opisuje się współczyn- ry obserwacyjne, wspomagane spe- wykonane są elementy optyczne
na stosowane przetworniki pomiarowe
i dobór układów optycznych w zależno‑ nikiem zwanym emisyjnością. Emi- cjalnie dostosowanym do potrzeb (np. krzem lub german). Materiały te
ści od odległości od badanego obiektu. syjność zależy od temperatury, skła- oprogramowaniem. Warunki pomia- są transmisyjne w zakresie podczer-
Na przykładach pokazane zostały wybra‑
ne wady (defekty) instalacji elektrycznej, du chemicznego, stanu fizycznego po- rowe niekiedy uniemożliwiają ob- wieni. Podobnie jak dla zakresu wi-
które mogą być wykryte przy zastosowa‑ wierzchni (chropowatości, warstwy serwację obiektu z dogodnej odle- dzialnego dla jeszcze lepszej transmi-
niu kamery termowizyjnej.
tlenków, zanieczyszczeniach) i wielu głości i pod dogodnym kątem. W ba- sji promieniowania podczerwonego

www.elektro.info.pl nr 5/2019
52