MENTANANTA PREDICTIVA A ECHIPAMENTELOR ELECTRONICE SI A INSTALATIILOR ELECTRICE CU SISTEME MODERNE DE TERMOVIZIUNE

MENTANANTA PREDICTIVA A ECHIPAMENTELOR ELECTRONICE SI A INSTALATIILOR ELECTRICE CU SISTEME MODERNE DE TERMOVIZIUNE

De cand radiatia in infrarosu a fost descoperita de William Herschel in anul 1800, este evident ca ceea ce vedem cu ochiul liber nu ne poate da nici o informatie clara referitoare la radiatia de caldura emisa de corpuri, deoarece energia termica este emisa in spectrul infrarosu imperceptibil pentru ochiul uman. O data cu aparitia si dezvoltarea sistemelor electrice si electronice s-a pus din ce in ce mai mult problema unor inspectii predictive care sa previna anumite disfunctionalitati si sa identifice cauzele defectiunilor. Avand in vedere ca temperatura joaca un rol important in functionarea acestor sisteme, am ajuns in era actuala ca utilizarea tehnicii termografiei in infrarosu sa devina utila si in multe cazuri absolut necesara. Ca principiu, sitemele de termoviziune utilizeaza contrastul termic pe care il prezinta obiectele supuse observarii (tinte) in raport cu mediul in care se afla (fundal), cand au o temperatura sau emisivitate ce difera de cea a mediului in cauza. Atmosfera poseda practic trei ferestre permeabile radiatiei in infrarosu, in domeniile spectrale 0.75÷2 μm; 3÷5μm; 8÷14μm. Primul domeniu este permeabil prin atmosfera, dar foarte putine obiecte emit in aceste lungimi de unda, ele trebuind sa fie, practic, incandescente. Fereastra de 3÷5μm (care constituie, de altfel, si zona cu cea mai buna transmisie atmosferica dintre cele trei mentionate) este potrivita mai ales pentru detectarea si observarea obiectelor fierbinti (ex: motoare termice, tevi de esapament), iar aceea de 8÷14μm pentru obiectele cu temperaturi aflate in jurul valorii de 200°C (ex: cladiri, vegetatie, fiinte umane sau animale). Obiectele in miscare sau oamenii ofera un contrast termic mult mai bun in domeniul spectral 8÷14μm, decat cel de 3÷5μm. Echipamentele de termoviziune capteaza radiatiile termice emise de obiectele supuse observarii si de mediul pe care acestea sunt profilate, afisand pe un ecran imaginea lor, convertita in vizibil. Ce este mai important, pe langa imaginea captata, sistemele moderne de termoviziune ofera o analiza detaliata a hartii de temperaturi si cuantificarea energiei termice, furnizand astfel o informatie clara asupra problemelor aparute in urma supraincalzirilor si cat de grave sunt. Sistemele de termoviziune utilizate actual au ajuns la niste performante greu de imaginat chiar si in urma cu 10 ani. Acesta este rezultatul cercetarii asidue legate de sistemul optic, senzorul in infrarosu si sistemul de racire (pentru a se asigura o temperatura de referinta cat mai scazuta). Sistemele actuale de termoviziune in infrarosu, numite generic camere de termoviziune au formele si dimensiunile apropiate de camerele video uzuale si ca facilitate complementara chiar pot capta si reda si imagini in spectrul vizibil. Avantajele testarii cu sisteme moderne de termoviziune sunt urmatoarele:

      permit masuratoarea de la distanta, fara contact

      testarea este nedistructiva pentru obiectele vizate si poate fi repetata de cate ori este necesar

      asigura mentenanta predictiva a echipamentelor, defectele fiind depistate in faza incipienta, inainte de a produce pierderi cu costuri mari

      inspectia se realizeaza rapid, fara a scoate instalatia din functiune

Domeniile unde termoviziunea are un rol din ce in ce mai important sunt tot mai multe si mai diversificate:

      Energetica (testare instalatii, tablouri de distributie, celule de joasa, medie si inalta tensiune, sisteme de bare colectoare, turbine, generatoare, transformatoare, bobine de compensare, cabluri, izolatori, contactoare etc.):

      Termoenergetica (detectare pierderi de agent termic, blocaje, izolatii deficitare si depuneri de reziduuri la conducte si rezervoare, verificarea etanseitatii vanelor):

      Electronica (depistarea zonelor de supraincalzire a circuitelor, testarea componentelor si a contactelor):

      Electromecanica (depistarea supraincalzirii bobinajelor cauzate de suprasarcina sau izolatie defectuoasa, blocaje sau functionare greoaie la elementele subansamblelor rotative gen lagare, rulmenti, axe, transmisii, cauzate de lubrifiere slaba, dezechilibrarea sistemelor in miscare etc.)

     

      Constructii (identificare surse de umezeala, detectare pierderi de caldura, izolatii slabe, testarea instalatiilor incalzire, de ventilatie si de aer conditionat, identificarea punctelor slabe ale structurilor, audituri energetice etc.):

      Alte domenii: militar, medicina, cercetare, biotehnologie

Practic termoviziunea se aplica oriunde temperatura ofera o informatie utila asupra functionalitatii, pe baza careia se poate realiza mentenanta predictiva.

Ca si instrumente performante va propunem camerele de termoviziune de la GUIDE INFRARED (MobIR M3, MobIR M4 si IR 928+) care intrunesc caracteristicile unor sisteme moderne de termoviziune (cu detector tip microbolometru):

      Rezolutie optica 160 x 120 sau 320 x 240 pixeli fizici, fara integrare soft (rezolutia optica a unei imagini este data de numarul de pixeli ce o formeaza; cu cat numarul de pixeli este mai mare, cu atat se va obtine o imagine mai clara, din care putem extrage mai multa informatie; numarul de pixeli este dat de numarul de senzori ce consituie un cip FPA (Focal Plan Array); Unii producatori afiseaza rezolutii de tip 160 x 120 cu filtru de interpolare. Aceasta rezolutie este in realitate una mult mai slaba (masurarea se face pe rezolutia reala a detectorului), cresterea la 160 x 120 realizandu-se prin interpolare digitala cu metode software sau hardware. Imaginea reala este departe de cea obtinuta cu ajutorul unui senzor cu rezolutia fizica de 160 x 120 pixeli. In mod normal, rezolutia de 160 x 120 pixeli fizici acopera o mare parte a aplicatiilor de termoviziune, dar sub aceasta rezolutie imaginea si informatiile obtinute au caracter empiric, precizia de masurare scazand vizibil cu fiecare pixel (imaginea capata aspect de mozaic, deorece se realizeaza un "zoom" digital, nu unul real obtinut cu o lentila optica). In aplicatii speciale (mentenanta cladiri, supraveghere, monitorizare continua, medicina, inspectii la distanta, cercetare, biotehnologie) este necesara o rezolutie de 320 x 240 pixeli fizici (camera IR 928+).

      Rata de scanare a imaginii in timp real 50 Hz; reprezinta frecventa cu care sunt afisate imaginile; este un parametru foarte important la masurarea obiectelor in miscare (sau daca operatorul este in miscare); de asemenea, rata de scanare are influenta asupra sensibilitatii termice (diferenta de temperatura minim detectabila intre doua puncte); cu cat rata de scanare este mai mare, cu atat sensibilitatea termica este mai buna si masuratorile sunt mai precise

      Sensibilitate termica foarte buna (0.12°C la 30°C / 50Hz la M3si M4, respectiv 0.08°C la 30°C / 50Hz la IR 928+), aceasta practic este diferenta de temperatura minima detectabila intre doua puncte din imagine captata

      Aditional la spotul fix (central) camerele GUIDE INFRARED dispun si de spot deplasabil direct pe ecranul camerei (ofera posibilitatea de analiza sumara direct in teren, fara a conecta camera la calculator). Camera IR 928+ dispune de 4 spoturi deplasabile, fiind posibil de definit 4 arii de interes

      Posibilitate de a face analiza termica statistica direct pe camera permitand afisare minim / maxim / medie / izoterm / profil linie / auto-alarma

      8 palete de culori, caracteristica importanta pentru distingere cu acuratete a detaliilor termice si pentru definirea profilelor termice (modelele din ceeasi clasa ofera doar 3 palete de culori

      Ecran LCD TFT color de inalta rezolutie (afisare in spectru infrarosu si in spectru vizibil color cu rezolutie de 640 x 480 - pentru a vedea si in clar obiectul vizat) Memorarea se face simultan, in infrarosu si in vizibil. La modelul IR 928+ ecranul este extins la 4" si este detasabil, oferind o mobilitate sporita

      Memorie interna de pana la 600 de imagini la modelul MobIR M4 (modelele din ceeasi clasa au memorie interna pentru doar 100 de imagini)

      Posibilitate de adnotari vocale atasate pentru fiecare imagine captata, in care operatorul poate specifica data, ora, locul si obiectul vizat, precum si alte informatii utile (180 sec. / fisier)

      Designul camerelor M3 si M4 este foarte ergonomic, fiind de forma unui telefon mobil cu clapeta de protectie (sunt dotate si cu toc de piele pentru transport la centura), usor de manevrat si de operat cu ele.

      Posibilitate dotare cu trepied pentru exactitate ridicata a captarii imaginilor sau montare pe suport mobil pentru aplicatiile cu monitoarizare continua

      Interfata USB si iesire video pentru afisare pe un monitor. Modelul IR 928+ ofera posibilitatea de monitorizare video live la o distanta de pana la 750 m

      Software de analiza si raportare performant, transfer si prelucrare imagini termice, cuantificarea radiatiei de caldura, vizualizarea temperaturii fiecarui pixel afisat, comparatii cu imagini captate anterior, profile termice etc.

Bibliografie: 1. Material realizat de: LEN Instrument GmbH - pentru masuratori de

dispersie a prizei depamant

Material realizat de : Imagini inregistrate cu camera de

termoviziune Mobi IR M4