Nowoczesne kamery termowizyjne znacznie różnią się od urządzeń, których używano jeszcze kilka lat temu. Np. wiele kamer wyposaża się w GPS, dzięki czemu obraz można przypisać do określonego położenia w terenie.
Termowizja, bardzo często nazywana także termografią, stanowi proces obrazowania w paśmie średniej podczerwieni. Tym sposobem zyskuje się możliwość rejestrowania promieniowania cieplnego, które jest emitowane przez ciało fizyczne w zakresie temperatur spotykanych w warunkach codziennych bez dodatkowego oświetlenia. Można więc powiedzieć, że termowizja jest rodzajem aparatu fotograficznego, pracującego w podczerwieni. Każde ciało, które osiąga temperaturę wyższą od temperatury zera bezwzględnego, emituje fale nazywane promieniowaniem podczerwonym lub cieplnym. Intensywność promieniowania jest wprost proporcjonalna do czwartej potęgi temperatury badanego obiektu. Stąd też dokonując pomiaru promieniowania cieplnego określonego obiektu mierzymy jego temperaturę. Przyjmuje się jednak, że model ten nie jest idealny, a badane obiekty odbiegają od niego. Kluczowe miejsce zajmuje zatem uwzględniany w pomiarach współczynnik emisyjności, dobierany dla konkretnego materiału. Stanowi on miarę danego ciała do emisji promieniowania cieplnego. W efekcie badania termowizyjnego powstaje termogram, który stanowi przedstawienie promieniowania z jednoczesnym uwzględnieniem rozkładu temperatur badanej powierzchni.
Kamery termowizyjne stanowią najbardziej powszechny przyrząd do badania widma promieniowania podczerwonego. Jedną z ważniejszych zalet tego narzędzia jest prowadzenie badań nieniszczących. Zyskuje się bowiem niemal natychmiastowy dostęp do wyników pomiarów. Istotne pozostaje prowadzenie badania bez konieczności wyłączania z ruchu instalacji, urządzenia czy też maszyny. Pomiar przeprowadza się szybko z możliwością dojścia do miejsc o ograniczonej przestrzeni. W razie potrzeby wyniki badania można zweryfikować z innymi metodami pomiarowymi. Termogramy mogą być poddawane dalszej obróbce.
Przy diagnostyce przydadzą się możliwości analityczne. Przede wszystkim chodzi o wyznaczanie trendów w oparciu o uzyskane dane. Szczegółowej analizie można poddać temperaturę obiektu, a co za tym idzie, zaplanować działania zapobiegawcze i korygujące.
Termowizja znajduje zastosowanie przede wszystkim w diagnostyce silników elektrycznych. Chodzi głównie o badanie stanu technicznego węzłów łożyskowych i korpusów silników. Podczas prac diagnostycznych analizuje się stan połączeń prętów z pierścieniem zwierającym oraz zwarcia w pakiecie żelaza czynnego. Termogramy są używane do wykrywania nieprawidłowej pracy wirników.
Kamery termowizyjne są stosowane w energetyce zawodowej. W szczególności poddaje się kontroli linie energetyczne wysokiego napięcia, generatory i transformatory. Termowizja jest uwzględniana przy wykrywaniu błędów wykonania instalacji elektrycznej. Zastosowanie obejmuje również diagnostykę rozdzielni elektrycznych. Chodzi przede wszystkim o analizę stanu złącz i zacisków.
Podczas prac diagnostycznych z użyciem termografii ważna jest znajomość rozkładu temperatury w odniesieniu do pozostałych elementów konstrukcji urządzenia, czy też jego sprawnych podzespołów. Podczas pomiarów, w pierwszej kolejności, jest przeprowadzane badanie mające charakter bardziej ogólny, po którym odbywa się szczegółowa analiza.
Diagnostyka rozdzielnic prądowych
Termowizja dużą popularnością cieszy się podczas prac montażowych i diagnostycznych rozdzielnic prądowych. Są bowiem wykrywane niewłaściwe połączenia elektryczne. Na uwagę zasługują możliwości w zakresie detekcji asymetrii zasilania i przeciążeń w poszczególnych elementach instalacji. Analizie poddaje się szyny zbiorcze, odłączniki, wyłączniki mocy oraz przekładniki i transformatory. Badane podzespoły nie powinny wykazywać podwyższonej temperatury względem łączonych elementów.
Kamery termowizyjne są ważnym elementem prac związanych z odbiorami powykonawczymi rozdzielnic. Stąd też wykrywa się niewłaściwie obrobione końcówki przewodów i wadliwe podłączenia do zacisków.
Podczas pracy z urządzeniami elektrycznymi z pewnością przyda się okienko obrazu zarejestrowanego w podczerwieni, który jest otoczony obrazem w paśmie światła widzialnego. Można więc łatwo zidentyfikować badane miejsca, zachowując otaczające ramki, stanowiące punkt odniesienia.
Diagnostyka maszyn elektrycznych
Należy zwrócić uwagę na możliwości w zakresie oceny stanu korpusu silnika elektrycznego, który jak wiadomo jest cennym źródłem informacji o maszynie. Wykrywa się więc wysoką temperaturę oraz przegrzanie stojana napędu. Elektrycy bardzo często w podczerwieni oglądają wirniki i szczotki.
Istotną rolę odgrywa użycie termowizji w diagnostyce układów przenoszących napęd. Chodzi więc o sprzęgła, tuleje, przeguby, łańcuchy, a także pasy i koła pasowe. Podczas pracy elementy tego typu wytwarzają ciepło. Powstaje ono w wyniku tarcia spowodowanego przesuwaniem się pasa po kole. Temperatura rozkłada się równomiernie gdy podczas pracy powietrze chłodzi pas. W przypadku zakłóceń w pracy napędu na termogramie będą widoczne miejsca o podwyższonej temperaturze. Dzięki termowizji mogą być wykryte nieprawidłowo smarowane i ustawione łożyska.
Podczas prac można tak zaprogramować kamerę, aby było możliwe wyświetlanie wyłącznie wyższych, niższych lub optymalnych temperatur. Wartości optymalne mogą być zdefiniowane w określonym przedziale. W niektórych zastosowaniach przydatne okażą się kamery lekkie o niewielkich rozmiarach i niskim poborze energii elektrycznej.
Niejednokrotnie w kamerach przewiduje się funkcję „obraz w obrazie”, czyli nakładanie obrazu w podczerwieni na obiekt sfotografowany w świetle widzialnym. Można skorzystać z funkcji z przybliżenia cyfrowego. Przydatne rozwiązanie stanowi odtwarzanie komentarzy głosowych, które są nagrywane w terenie. Do obrazu w raporcie dodaje się współrzędne GPS oraz link do Google Maps.
(...)
Damian Żabicki
dziennikarz, analityk specjalizujący się w tematyce
technicznej i przemysłowej.
Kontakt: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
