Termografija kolovanje Sadraj Uvod Teorijske osnove termografije Termografska

  • Slides: 39
Download presentation
Termografija – školovanje

Termografija – školovanje

Sadržaj • Uvod • Teorijske osnove termografije • Termografska kamera • Aplikacije Termografija -

Sadržaj • Uvod • Teorijske osnove termografije • Termografska kamera • Aplikacije Termografija - školovanje

Teorijske osnove Postoje tri vrste prenosa toplote: - provođenje, prenošenje i zračenje toplote Provođenje

Teorijske osnove Postoje tri vrste prenosa toplote: - provođenje, prenošenje i zračenje toplote Provođenje Prenošenje Zračenje Ts SURFACE Temperature of heated surface * Čvrsti mater. * * Tečnosti & gasovi * Termografija - školovanje * Površine *

Teorijske osnove Šta merimo? IC zračenje je deo elektromagnetnog spektra poput X zraka, UV

Teorijske osnove Šta merimo? IC zračenje je deo elektromagnetnog spektra poput X zraka, UV zraka, radio talasa, itd. Elektromagnetno zračenje je definisano talasnom dužinom odnosno frekvencijom. svojom Talasna dužina IC zračenja se meri u mikronima ( m). Termografija - školovanje

Teorijske osnove Vidljiva svetlost Gamma X-ray UV Mikro talasi Radio talasi IR (Infracrveno)) SHF

Teorijske osnove Vidljiva svetlost Gamma X-ray UV Mikro talasi Radio talasi IR (Infracrveno)) SHF 0, 1 Å 1Å 10 Å UHF VHF 0, 01 µm 0, 1 µm 100 µm 1 mm 100 mm 1 m SW MW 10 m 100 m 1 km Toplotno zračenje 0, 4 0, 7 1 µm 2 µm Termografija - školovanje 5 µm 10 µm 13 µm

Teorijske osnove • IC zračenje je deo EM spektra i ponaša se kao i

Teorijske osnove • IC zračenje je deo EM spektra i ponaša se kao i vidljivo svetlo • Kreće se brzinom svetlosti i može se reflektovati, prelamati, apsorbovati i emitovati • IR zračenje je nevidljivo, lako ga, međutim, osetimo na koži • Termovizijske kamere prepoznaju IR zračenje, koje emituje površina, i tim putem temperaturu površine • Intenzitet emitovane energije je zavisan od temperature i emisivnosti površine Poznavanje teorijskih osnova je neophodno za pravilnu interpretaciju snimljenih termograma ! Termografija - školovanje

Teorijske osnove IC energija pri prolasku kroz atmosferu od izvora do posmatrača Kratki talasi

Teorijske osnove IC energija pri prolasku kroz atmosferu od izvora do posmatrača Kratki talasi Dugi talasi Termografija - školovanje

Teorijske osnove • Većina industrijskih termovizijskih kamera deluje u opsegu talasnih dužina između 7.

Teorijske osnove • Većina industrijskih termovizijskih kamera deluje u opsegu talasnih dužina između 7. 5 i 14 µm, jer: • je apsorpcija emitovane energije u ozračju manja (pri razdaljinama reda oko 10 m) • je u tom području intenzitet zračenja pri nižim temperaturama najveći • je uticaj sunca na merenje minimalan Propustnost atmosfere Termografija - školovanje

Teorijske osnove Odakle se emituje IC energija? Sva tela emituju IC zračenje u zavisnosti

Teorijske osnove Odakle se emituje IC energija? Sva tela emituju IC zračenje u zavisnosti od svoje temperature Samo na apsolutnoj nuli (-273, 15°C) termalna radijacija je 0, pa je i emitovano IC zračenje 0 Što je veća temperatura tela veća je emitovana energija u IC delu spektra Čak i IC zračenje koje emituje kocka leda može se videti termokamerom Termografija - školovanje

Teorijske osnove Šta je IC termografija? • Termografija je tehnika koja omogućava vizuelizaciju IC

Teorijske osnove Šta je IC termografija? • Termografija je tehnika koja omogućava vizuelizaciju IC zračenja koje je nevidljivo ljudskom oku. • Slika koju daje termokamera se naziva termogram. • Termogram vam omogućava, kroz hromatsku skalu “lažnih” boja, da vidite distribuciju toplote na “sceni” ispred. Termografija - školovanje

Teorijske osnove Kvalitativna termografija Možemo da vidimo raspored toplote na slici bez interesovanja za

Teorijske osnove Kvalitativna termografija Možemo da vidimo raspored toplote na slici bez interesovanja za temperaturu Termografija - školovanje

Teorijske osnove Kvantitativna termografija Možemo videti temperaturnu skalu i vrednosti u svakoj tački Uslov

Teorijske osnove Kvantitativna termografija Možemo videti temperaturnu skalu i vrednosti u svakoj tački Uslov - pravilno podešena emisivnost Spt 1 0, 9°C Termografija - školovanje

Teorijske osnove Šta “vidi” IC termokamera? Termokamere “vide” termalnu energiju koju objekat emituje Termokamere

Teorijske osnove Šta “vidi” IC termokamera? Termokamere “vide” termalnu energiju koju objekat emituje Termokamere “ne vide” temperaturu. Mogu da je proračunaju ako su pravilno podešene Termografija - školovanje

Teorijske osnove Emitovana energija T ε Energija koju zrači objekat: E = f (T,

Teorijske osnove Emitovana energija T ε Energija koju zrači objekat: E = f (T, ε) Termografija - školovanje

Teorijske osnove Emitovana energija kao funkcija temperature Stefan-Boltzmann-ov zakon Termografija - školovanje

Teorijske osnove Emitovana energija kao funkcija temperature Stefan-Boltzmann-ov zakon Termografija - školovanje

Teorijske osnove • Štefanov zakon emitovanja: -Q… emitovani toplotni tok -σ… Štefan-Boltzman-ova konstanta -ε…

Teorijske osnove • Štefanov zakon emitovanja: -Q… emitovani toplotni tok -σ… Štefan-Boltzman-ova konstanta -ε… emisivnost -T… apsolutna temperatura • Emitovani toplotni tok, kako ga meri kamera: - Qmer … emitovani toplotni tok, kako ga meri kamera - QP … emitovani toplotni tok merene površine - QO … emitovani toplotni tok okoline, koji se odbije od mete Termografija - školovanje

Teorijske osnove • Iz zakona o održanju energije sledi: -α… apsorbtivnost -τ… transmisivnost -ρ…

Teorijske osnove • Iz zakona o održanju energije sledi: -α… apsorbtivnost -τ… transmisivnost -ρ… reflektivnost • Kirchoffov zakon kaže da je dobar apsorber i dobar emiter • Za neprozirna tela (τ = 0) sledi: sledi Visoka emisivnost → niska reflektivnost Termografija - školovanje

Teorijske osnove Emisivnost (ε) -Emisivnost tela je njegova sposobnost da zrači termalnu energiju u

Teorijske osnove Emisivnost (ε) -Emisivnost tela je njegova sposobnost da zrači termalnu energiju u zavisnosti od njegove realne temperature -Pokazatelj efikasnosti našeg izvora -Emisivnost idealnog crnog tela (koje naravno ne postoji) je 1, sva ostala tela (imenujemo ih siva tela) imaju manju emisivnost - Emisivnost je zavisna od vrste i izrade materijala, ugla merenja, temperature i talasne dužine - Izbor odnosno određivanje prave emisivnosti površine koju merimo: - podaci o emisivnosti materijala u literaturi (tabele) - pomoću kontaktnog termometra (ΔT bar 10 K>TOK) - pomoću temperaturno otpornih nalepnica znane emisivnosti 0. 95 - izradom rupe u merenom telu (ukoliko je to moguće) l=7 xd (ε=0. 98) Termografija - školovanje

Teorijske osnove Različite emisivnosti na površini iste temperature Metalna čaša sa vrelom vodom Visoka

Teorijske osnove Različite emisivnosti na površini iste temperature Metalna čaša sa vrelom vodom Visoka emisivnost na obojenom delu Niska emisivnost na čistom delu Razlika u temperaturi između dva dela čini se očiglednom. U stvarnosti jedina razlika je u emisivnosti.

Teorijske osnove • Tabela emisivnosti (ε) različitih materijala Aluminum, polished Brick 0. 05 Platinum

Teorijske osnove • Tabela emisivnosti (ε) različitih materijala Aluminum, polished Brick 0. 05 Platinum 0. 08 0. 85 Rubber 0. 95 Bronze, polished 0. 10 Snow 0. 80 Bronze, porous 0. 55 0. 28 Copper, oxidized 0. 65 Steel, galvanized Steel, rolled Copper, oxidized to black 0. 88 Steel, rough 0. 96 Skin 0. 98 Tin 0. 05 Nickel 0. 05 Tungsten 0. 05 Paint 0. 94 Water 0. 98 Paint, silver finish 0. 31 Zinc, sheet 0. 20 0. 24 Termografija - školovanje

Teorijske osnove Specifična toplota - Pokazuje brzinu promene temperature pri zagrevanju odnosno hlađenju materijala

Teorijske osnove Specifična toplota - Pokazuje brzinu promene temperature pri zagrevanju odnosno hlađenju materijala - Voda ima visoku specifičnu toplotu, vazduh nisku - Kada temperaturno stanje nije stacionarno, potrebno je pri merenju to uzeti u obzir - Korisno za određivanje nivoa kao i nečistoća u tankovima (tečnostgas), za otkrivanje curenja ravnih krovova, … Termografija - školovanje

Teorijske osnove Temperatura pozadine (okoline) RTC - Tamo gde je emisivnost površine manja i

Teorijske osnove Temperatura pozadine (okoline) RTC - Tamo gde je emisivnost površine manja i stoga reflektivnost velika, potrebno je odrediti temperaturu površine koja zrači na merenu površinu i uneti je u kameru - Načini određivanja pomenute temperature RTC su: Kamera Izgužvana aluminijumska folija Merena površina - temperatura okoline - izmeriti temperature površina koje zrače na merenu površinu - pred merenu površinu postaviti naboranu kuhinjsku aluminijumsku foliju, koja deluje kao difuzni reflektor Termografija - školovanje

Teorijske osnove Parametri merenja Bitni parametri koje treba podesiti da bi tačno merili T:

Teorijske osnove Parametri merenja Bitni parametri koje treba podesiti da bi tačno merili T: • Emisivnost • Reflektovana temperatura • Atmosferska temperatura • Relativna vlažnost • Rastojanje (ne utiče mnogo do 10 metara) Termografija - školovanje

Termografska kamera • Izrada termokamera za civilne namene počela je 1965. • Poslednjih godina

Termografska kamera • Izrada termokamera za civilne namene počela je 1965. • Poslednjih godina se sve više koriste u raznim oblastima pre svega zbog pristupačnijih cena • Omogućuju prikaz toplotnih odnosa koje ljudskom oku nisu vidljive Termografija - školovanje

Termografska kamera Sastav IR IR zračenje koje merimo Optika IR kamera S 453¡C T

Termografska kamera Sastav IR IR zračenje koje merimo Optika IR kamera S 453¡C T SP 1 470¡C EMS Elektronika Objekat Ozračje IR Detector Termografija - školovanje Ekran ¯. 85

Termografska kamera IR detektor je glavni deo termovizijske kamere, pretvara IR zračenje preko optike

Termografska kamera IR detektor je glavni deo termovizijske kamere, pretvara IR zračenje preko optike u električne signale. Postoje dve grupe detektora: fotonski (vojne termokamere) i termički (civilne termokamere). Mikrobolometarski detektori ne zahtevaju hlađenje, izrađeni su obično od VOx i imaju 160 x 120, 320 x 240 odnosno u najnovijim modelima 640 x 480 detektorskih elemenata. Termografija - školovanje

Termografska kamera Optika je namenjena prenosu slike na detektor, izrađena je po istim principima

Termografska kamera Optika je namenjena prenosu slike na detektor, izrađena je po istim principima kao optika za vidljivu svetlost. Bitna razlika je u materijalu od kog je optika izrađena, jer mora propuštati IR zračenje. Najčešće je upotrebljen Germanijum (8 -14µm) odnosno Silicijum (3 -5µm). Elektronika je namenjena obradi električnih signala detektora, termička slika je pak prikazana na LCD ekranu Većina kamera poseduje programe za kvantitativnu analizu, koji omogućavaju određivanje temperature u bilo kojoj tački na termičkoj slici Termografija - školovanje

Termografska kamera Optička rezolucija Zavisi pre svega od: - detektora (broj detektorskih elemenata, materijal)

Termografska kamera Optička rezolucija Zavisi pre svega od: - detektora (broj detektorskih elemenata, materijal) - optike (vidni ugao, kvalitet) Značajna za određivanje minimalne površine koju možemo da merimo Vidno polje kamere FOV je izraženo u horizontalnim i vertikalnim stepenima i zavisno je od sočiva. Vidno polje pojedinog detektora IFOV je izraženo u mrad (veličina merene površine (mm) = IFOV x razdaljina (m)) Minimalna merena površina IFOVM je takođe izražena u mrad (IFOVM = 3 x IFOV) Minimalna merena površina je lako izražena i preko D: S (veličina merene površine = razdaljina / (D: S)) Termografija - školovanje

Termografska kamera Minimalna merena površina Površina koju merimo Termografija - školovanje

Termografska kamera Minimalna merena površina Površina koju merimo Termografija - školovanje

Vidno polje Termografska kamera 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Vidno polje Termografska kamera 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Razdaljina do površine Termografija - školovanje

Termografska kamera • Objašnjenje pojedinih osobina i podešavanja termovizijske kamere - komplet, kamera (priključci,

Termografska kamera • Objašnjenje pojedinih osobina i podešavanja termovizijske kamere - komplet, kamera (priključci, podešavanja, sočiva), snimanje i pojedina podešenja kamere • Objašnjenje priložene programske opreme - prenos memorisanih termičkih slika na računar, obrada slika, izrada izveštaja Termografija - školovanje

Termografska kamera • IR Fusion – nadgradnja sa digitalnim fotoaparatom IR SLIKA VIDLJIVA SLIKA

Termografska kamera • IR Fusion – nadgradnja sa digitalnim fotoaparatom IR SLIKA VIDLJIVA SLIKA IR SLIKA / VIDLJIVA SLIKA (α BLENDING) SLIKA U SLICI IR ALARMI Termografija - školovanje

Aplikacije Termografija omogućava otkrivanje nepravilnosti u ranoj fazi i samim tim sprečavanje kvara, što

Aplikacije Termografija omogućava otkrivanje nepravilnosti u ranoj fazi i samim tim sprečavanje kvara, što znači: - povećanje bezbednosti - poboljšanje pouzdanosti sistema - smanjenje broja nepredviđenih ispada - smanjenje troškova popravke (planiranje popravki) - smanjenje troškova održavanja (manji lager rez. delova) - produženje životnog veka - povećanje proizvodnje i poboljšanje kontrole kvaliteta Kod termografije na području održavanja je vrlo bitna istorija snimaka. Termografija - školovanje

Aplikacije • Proizvodnja i distribucija električne energije (pregledi generatora, transformatora, prekidača, toplotnih izmenjivača, naponskih

Aplikacije • Proizvodnja i distribucija električne energije (pregledi generatora, transformatora, prekidača, toplotnih izmenjivača, naponskih regulatora, releja, kablova, …) • Nadzor mehaničkih delova (pregrevanje ležajeva, spojki, pumpi, . . ) • Merenje u građevinstvu (merenje toplotnih gubitaka objekata, otkrivanje toplotnih mostova, otkrivanje vlage, …) • Otkrivanje grešaka odnosno kontrola u proizvodnji • Pregledi štampanih veza • Otkrivanje potencijalnih mesta požara • Upotreba u medicini Termografija - školovanje

Aplikacije – električni sistemi • Termografija na elektro području - opterećenje bar 40 %

Aplikacije – električni sistemi • Termografija na elektro području - opterećenje bar 40 % (što više to bolje) - slabi spojevi odnosno preopterećenje, nesimetričnost - upoređivanje jednako opterećenih faza (relativne temperature) - izrada termograma istih mernih mesta pri jednakim uslovima - ispoštovati uticaj vetra (<15 m/s), sunca, vlage i temperature okoline na merena mesta - nisko emisivne i hlađene površine izgledaju hladnije - uvek se meri temperatura površine (zaštita kontakta, …) - temperatura okoline (zimski i letnji pregledi) - apsolutne temperature (visoka emisivnost (rupe, boja, …)) Termografija - školovanje

Aplikacije – mehanički sistemi • Termografija na mašinskom području - potrebno poznavanje rada merenog

Aplikacije – mehanički sistemi • Termografija na mašinskom području - potrebno poznavanje rada merenog sistema - različita stanja pri uključenju, radu i isključenju - veći broj snimaka i poređenja sa odgovarajućim sistemima - izrada termograma istih mernih mesta pri jednakim uslovima - najčešće aplikacije kontrola ležajeva, zupčanika (povećano trenje) elektromotora (ležajevi, preopterećenost) kvačila (nepravilna osnost) kaiševi, remeni, lanci (povećano trenje) ozid visokotemperaturnih peći (erozija) izolacija, protok u cevima Termografija - školovanje

Aplikacije – mehanički sistemi nivoi u rezervoarima (različit toplotni kapacitet) rad kondenz lonaca (hladno

Aplikacije – mehanički sistemi nivoi u rezervoarima (različit toplotni kapacitet) rad kondenz lonaca (hladno kond. -toplo para) nejednaka raspodela temperature na materijalu prenosnici toplote (ulazna/izlazna temperatura) pumpe, kompresori Termografija - školovanje

Aplikacije – građevinarstvo • Termografija na području građevinarstva - energetski pregledi zgrada - temperatura

Aplikacije – građevinarstvo • Termografija na području građevinarstva - energetski pregledi zgrada - temperatura na spoljnom omotaču ΔT>10 K, prostori na istoj temperaturi otkrivanje loše izolacije, toplotnih mostova, vlage, nedihtovanja (blowerdoor) uticaj sunca, različita orijentacija, uticaj vetra - otkrivanje vlage na ravnim krovovima (sunčan dan, merenje po zalasku) - utvrđivanje prisutnosti vlage (spolja-T je viša, unutra-T je niža) - nisko emisivne i hlađene površine izgledaju hladnije - utvrđivanje curenja toplovoda (suvo vreme, po noći) Termografija - školovanje

Aplikacije – građevinarstvo Termografija - školovanje

Aplikacije – građevinarstvo Termografija - školovanje