Termografia wykorzystująca promieniowanie podczerwone znajduje szerokie zastosowanie w diagnostyce i inżynierii procesowej. Zastosowanie tej metody do wykrywania nieszczelności instalacji, usterek elektrycznych i zawilgocenia materiałów budowlanych umożliwia stwierdzenie nieprawidłowości na długo przed momentem, kiedy usterki niekorzystnie wpłyną na proces technologiczny. Można dzięki temu uniknąć kosztownych napraw.
Analiza termograficzna wykorzystuje dokładne i powtarzalne wyniki pomiarów temperatury. Wyniki analizy umożliwiają podejmowanie decyzji związanych z wyborem optymalnego momentu przeprowadzenia napraw oraz wyłączenia urządzeń z procesu technologicznego w celu uniknięcia awarii. Aby otrzymać wiarygodne dane termograficzne, wymagane są dwa elementy: odpowiednio dobrany system termowizyjny i prawidłowo przeszkolony operator, najlepiej przez wyspecjalizowany ośrodek szkolenia.
Wybór kamery dla konkretnych zastosowań
Z chwilą podjęcia decyzji o zastosowaniu techniki termograficznej bardzo istotny staje się dobór parametrów kamery termowizyjnej, odpowiadających konkretnym wymaganiom użytkownika i wszystkim przewidywanym zastosowaniom systemu. Dzięki odpowiedniemu doborowi kamery jej koszt może się zwrócić już przy pierwszym wykryciu usterki, która mogłaby spowodować poważną awarię. Nieprawidłowy dobór parametrów kamery to najczęściej niepotrzebnie poniesione koszty i nieefektywna praca układu.
Dla dokonania odpowiedniego doboru parametrów należy sporządzić listę wszystkich planowanych zastosowań oraz dokładnie poznać parametry techniczne kamery i ich wpływ na pracę układu w konkretnych zastosowaniach.
Wymagania dotyczące dokładności pomiarów
Pierwszym krokiem wyboru systemu termowizyjnego powinno być sporządzenie listy elementów procesu technologicznego, przy których będzie ona stosowana. Należy ustalić priorytety każdego z tych elementów, obszar dostępu do każdego z nich, warunki otoczenia, kontrast termiczny każdego procesu oraz jego otoczenia i częstotliwość diagnozowania każdego procesu.
Należy wziąć pod uwagę dodatkowe urządzenia oraz procesy, które mogą zostać wprowadzone w przyszłości oraz określić, dla których procesów będą stosowane inne metody diagnostyczne, takie jak analiza stanu oleju, metody ultradźwiękowe, analiza drganiowa czy badanie obwodów silników elektrycznych.
Zakładając, że operator systemu termowizyjnego posiada odpowiednie umiejętności, dokładność pomiarów temperatury określona jest przez parametry kamery termowizyjnej, w szczególności przez jej elementy optyczne, czujnik w postaci ekranu optycznego, na którym powstaje obraz przedmiotu, oraz przez układy elektroniczne. Dokładność pomiaru zależy również od własności termicznych mierzonego obiektu.
Zakres zastosowań i dokładność kamery termowizyjnej zależy głównie od takich parametrów, jak:
Czułość – jest to zdolność do pomiaru temperatury mierzonego przedmiotu. Bardziej czuła kamera pozwala na pomiary w mniej idealnych warunkach.
Rozdzielczość – jest to zdolność kamery do ogniskowania obrazu przedmiotu na odpowiedniej liczbie plamek świetlnych ekranu optycznego, na której powstaje obraz przedmiotu. Rozdzielczość określa zdolność kamery do odróżnienia mierzonego przedmiotu od otoczenia i wpływa na dokładność pomiaru temperatury przedmiotu.
Parametry układów elektronicznych przetwarzania sygnałów – zdolność układów elektronicznych do pomiaru i przetwarzania sygnałów wytwarzanych przez czujnik ekranu optycznego (rys. 1). Im większa częstotliwość przetwarzania sygnałów, tym lepiej. Przykładowo, stosując kamerę o częstotliwości skanowania wynoszącej 60 Hz można otrzymać dużo ostrzejszy i w związku z tym czytelniejszy obraz niż w przypadku kamery z częstotliwością skanowania 20 Hz. Szczególnie istotne w przypadku mierzenia niewielkich rozmiarów lub przy pomiarze poruszających się przedmiotów.
Autor: Leonard A. Phillips i Gary L. Orlove, Centrum Szkoleń Termografii
