|
FLIR termografija
Kaj je
termografija
Termografija je, kratko povedano, tehnika prikaza in merjenja porazdelitve
temperature na merjencu. To lahko opravimo z uporabo različnih pripomočkov
in naprav. Najcenejše, a najbolj mukotrpno in pomanjkljivo, je počasno
merjenje temperature v izbranih točkah s cenenim kontaktnim ali nekontaktnim
točkovnim termometrom ter grafični prikaz rezultatov.
V
termografiji danes praktično uporabljajo termokamere povsod, kjer se med
nekim procesom generira ali prenaša toplota, saj se s tem spreminja tudi
temperatura in njena porazdelitev. Termokamere, imenovane tudi toplotne ali
infrardeče kamere, z merjenca prihajajoče infrardeče sevanje spremenijo v
vidno sliko. To sevanje ima približno dvajsetkrat daljšo valovno dolžino kot
vidna svetloba, zato ga z očesom ne vidimo, pač pa ga zaznavamo kot toploto.
Spekter žarkov
Vir: FLIR SYSTEMS
Jakost
IR-sevanja je sorazmerna s četrto potenco absolutne temperature. Termokamera
tako, preko merjenja sevanja, nekontaktno meri temperaturo sevalca. To je
osnova za široko uporabnost termokamer kot učinkovitega mernega, testnega in
diagnostičnega orodja na praktično vseh področjih človekovega delovanja.
Kako
deluje termokamera?
Termokamera je po zgradbi in funkciji zelo podobna običajni video kameri.
Razlikuje se le v lastnostih optike in IR-detektorja. Optika ima tudi pri
termokamerah nalogo, da ustvari čim boljšo sliko. Konstruirana in izdelana
je po enakih načelih kot optika za vidno svetlobo, od nje se razlikuje po
nekaterih posebnih zahtevah, ki ''grenijo življenje'' izdelovalcem.
Materiali, iz katerih se izdeluje, so nekaj posebnega, tako po lastnostih
kot po ceni. Njihova najpomembnejša lastnost je, da čimbolje prepuščajo
IR-sevanje. Med njimi je najbolj znan in uporaben germanij. Uporablja se
praktično v vseh napravah, ki sprejemajo IR-sevanje v pasu od 8 do 14
mikrometrov. V spektru od 3 do 5 mikrometrov se najbolj uporablja silicij,
pogosto tudi safir, vendar za manjše optične elemente.
Detektor
je srce termokamere, saj IR-sevanje, ki ga nanj usmerja optika, pretvarja v
električne signale. Njemu je podrejena celotna zasnova naprave, z njim je
določena kakovost slike, občutljivost in ne nazadnje cena. Detektor je
namreč tudi najdražji element termokamere.
Elektronika obdeluje električne signale detektorja z algoritmi, ki so dobro
znani in preskušeni v televizijski in računalniški tehniki. Toplotna slika
se prikaže na zaslonu, ki je pri sodobnih termokamerah najpogosteje tipa
LCD. V termokamerah je običajno vgrajen tudi program za kvantitativno
analizo toplotne slike (termograma), tako da lahko takoj odčitamo
temperaturo v poljubni točki na površini merjenca.
Področja uporabe termokamer
Termokamere so prvi začeli uporabljati vojaki. Razlog je preprost:
termokamera ''vidi'' zelo dobro tudi v pogojih za človeško oko zmanjšane
vidljivosti, kot so noč, dim, prah in ne pregosta megla. Današnje armade,
predvsem bogatih zahodnih držav, so dobro opremljene z mnogimi tipi
termokamer.
Iz istih
razlogov jih vse bolj uporabljajo tudi policisti.
V
civilno sfero so se termokamere počasi začele uvajati po letu 1965, ko je
švedska AGA, danes FLIR Systems AB, razvila prvo industrijsko termokamero.
Dandanes praktično ni področja človekovega delovanja, kjer termokamere ne bi
bilo mogoče s pridom uporabiti.
Nekateri
primeri uporabe:
·
Merjenje toplotnih izgub stavb, iskanje toplotnih mostov in
vlažnih mest, ugotavljanje kakovosti izolacijskih materialov itd.
·
Proizvodnja in distribucija električne energije; pregledi in
nadzorovanje generatorjev, napetostnih regulatorjev, relejev,
transformatorjev, stikališč, toplotnih izmenjevalcev, hladilnih stolpov,
visoko in nizkonapetostnih linij, kablov itd.
·
Proizvodnja in končna kontrola kakovosti vseh vrst gospodinjskih
aparatov (hladilniki, štedilniki, televizorji itd.).
·
Proizvodnja v železernah, v plavžih, vroče valjanje itd.
·
Proizvodnja gumarskih izdelkov, cementa, stekla itd.
·
Vzdrževanje energetske opreme.
·
Nadzorovanje ležajev (pregrevanje, razširjanje toplote, mazanje
itd.).
·
Neporušno testiranje raznih mehanizmov in izdelkov kot so osi,
ulitki, odkovki, zvari.
·
Pregledovanje tiskanih vezij.
·
Merjenje in analiza mehanskih napetosti, ki so posledica
dinamičnih obremenitev (vibracije)
·
Pregledovanje in nadzorovanje terena v pogojih zmanjšane
vidljivosti (noč, prah, dim, meglice).
·
Odkrivanje začetnih požarov v rudnikih
·
Zgodnje odkrivanje motenj in bolezni vegetacije
·
Odkrivanje in merjenje stopnje določenega tipa onesnaženja
okolice
·
Daljinsko merjenje temperature
·
Odkrivanje plitvo zakopanih in zazidanih objektov ter napeljav
·
Iskanje preživelih v elementarnih nesrečah in v dimu gorečih
stavb
V
zadnjih petnajstih letih sta se pomen termografije in uporaba termokamer
zelo povečala. Najpogosteje jih uporabljajo v Ameriki in v Evropski
skupnosti.
S
termokamero hitro, enostavno in zanesljivo najdemo šibka mesta v sistemu za
prenos energije. Američani so izkustveno ugotovili, da v prenosnem sistemu
345 kV s termokamero najdejo šibka mesta, ki predstavljajo veliko
potencialno nevarnost, v nekaj tednih, medtem ko bi jih z drugimi metodami
lahko iskali leta.
Vroče
točke, ki se jih s termokamero hitro in enostavno ter nekontaktno locira in
izmeri temperaturo, so praviloma posledica slabega delovanja ali že
poškodovanega materiala. Temperaturna razlika 5 stopinj v trifaznem sistemu
že lahko pomeni resnejšo napako, medtem ko v tiskanem vezju mikrokomponenta,
ki ima le za 1 stopinjo višjo temperaturo od ostalih, že spada med
nezanesljive.
S
kontaktnim merjenjem v tem primeru razmere tako zmotimo, da je rezultat
meritve popolnoma napačen.
V
naftnih rafinerijah je uporaba termokamere že mnogokrat preprečila
katastrofalne požare.
Termokamera v plavžu prihrani do 10 odstotkov koksa, kar pomeni, da se ob
današnjih cenovnih razmerjih investicija v njo izplača že v 3 mesecih.
Lociranje napake v talnem ogrevanju, počene cevi na primer, je s termokamero
opravljeno v nekaj minutah in na nekaj centimetrov natančno. Termokamera
pomaga tudi pri iskanju izgubljenih napeljav ali predmetov (tudi mikrofonov)
prekritih z ometom.
NT
|
