Termografierea in infrarosu

1.Scopul lucrarii:

Termografia in infrarosu este o tehnica de vizualizare a distributiei temperaturilor la suprafata corpurilor si de masurare a valorilor acestor temperaturi in orice punct al imaginii.Termografia in infrarosu este o tehnica ce permite obtinerea, cu ajutorul unei aparaturi adecvate, a imaginii termice a uneiscene termice observate intr-un domeniu spectral din infrarosu.Scopul lucrarii consta in evidentierea defectelor si a starii cladirilor in scopul conceperii de masuri privind mentenanta,restaurarea si conservarea acestora,cat si aplicarea corecta si specializata a unor sisteme de management operational care sa asigure in final conservarea cat mai indelungata a cladirilor.Astfel,obiectivul specific al prezentei lucrari consta in evidentierea prin intermediul posibilitatilor practice a starii si defectelor cladirilor si in final conceperea si elaborarea unui sistem specializat de management al calitatii destinat mentenantei si sigurantei cladirilor.

2.Domeniul de aplicare:

Termografia in infrarosu permite a se vedea invizibilul caldura si repartitia ei superficiala pe suprafata corpului.Aparatele termografice moderne vad temperaturi mergand de la -40OC pana la +1500-2000OC si pot decela diferente de temperatura de numai 0,04OC.Termografia in infrarosu isi poate gasi utilizarea practica in orice domeniu in care caldura apare sau isi modifica distributia ca urmare a unui proces chimic, fizic (mecanic, electric etc.), biologic sau de alta natura. Practic, orice proces tehnic sau biologic, care implica o transformare energetica in caldura sau care consuma, genereaza caldura poate face obiectul unui studiu termografic.Prin urmare, termografia in infrarosu, ca metoda nedistructiva de examinare poate fi folosita in:- scanarea termica a cladirilor- mentenanta- productie- transport- cresterea vizibilitatii in domeniul maritim- vizualizarea scurgerilor de gaze- domeniul medical- cercetare- securitate si supraveghere- sisteme auto Night Vision. Metodele active se folosesc pentru:-detectarea defectelor in materiale stratificate,acoperite,lipite,compozite(metalice sau nemetalice)-masurarea grosimilor straturilor de acoperire sau invelisurilor -caracterizarea materialelor din punct de vedere al comportamentului termicMetodele pasive au o aplicabilitate extrem de larga :In constructii:-evidentierea traseelor pe unde se produc pierderi de caldura-verificarea izolatiilor-masurarea umiditatii sau a igrasiei-detectarea fisurilor si a crapaturilorIn energetica:-verificarea periodica a echipamentelor electrice:transformatoare,intrerupatoare,panouri electrice,etc-verificarea echipamentelor aferente centralelor electrice -verificarea masinilor electrice :motoare,generatoare,etc-verificarea echipamentelor centralelor nucleareIn industria chimica si petrochimie :-supravegherea proceselor chimice exoterme si endoterme-verificarea rezervoarelor de cracare si cuptoarelor de piroliza -verificarea conductelor pentru transportul aburuluiIn sudare:-supravegherea proceselor de sudare-verificarea preincalzirii

Alte domenii in care este utilizata termografierea in infrarosu:-in industria prelucratoare:supravegherea functionarii instalatiilor de racire,verificarea functionarii masinilor-unelte,etc-in medicina:detectarea tumorilor,diagnosticarea infectiilor,etc-in industria sticlei:verificarea cuptoarelor si parametrii de functionare-electronica:verificarea circuitelor integrate si a componentelor electronice in functiune-studii ecologice privind poluarea apelor-detectarea focarelor de incendii in paduri-recesamantul animalelor salbatice-paza frontierelor

3.Principiul fizic al metodei

Radiatia infrarosie,sau energie temica radianta invizibila,este similara cu lumina vizibila,cu undele radio si cu radiatia ultravioleta,de care difera doar prin lungimea de una.Toate sunt forme de energie electromagnetica-energie ce se propaga in linie dreapta,sub forma de unde,cu viteza luminii si interactioneaza cu viteza materiei la nivel atomic si molecular.Termografia in infrarosu este o tehnica de vizualizare a distributiei temperaturilor la suprafata corpurilor(invizibila cu ochiul liber)si de masurare a valorilor acestor temperaturi in orice punct al imaginii.Termografia face caldura vizibila si masurabila.Bazele termografiei in infrarosu:orice corp din natura aflat la o temperatura peste zero grade absolute emite energie in mod natural.Marimea energiei radiate este legata prin legi fizice de temperatura corpului.La temperaturile uzuale,mergand pana la suta de grade celsius,energia radianta este concentrata in cea mai mare parte in spectrul infrarosu.Aparatele de termografie in infrarosu masoara aceasta energie folosind traducatoare specializate(sensibile in gama lungimilor de unda 3-14 microni)si prin altgoritme de calcul adecvate,determina temperaturile corespunzatoare din imagineTermografierea in infrarosu permite masurarea temperaturii de la distanta si fara contact direct,ceea ce este indispensabil,de exemplu,in cazul echipamentelor electrice aflate sub tensiune sau in cel al piselor sau al materialelor la temperatura ridicata sau inaccesibile.Este o metoda de investigare nedistructiva,pentru ca nu intervine si nu influenteaza in niciun fel materialul,obiectul sau procesul investigat.Este o tehnica de masurare ultrasensibila,punand in evidenta variatiile de temperatura de zeci de grad,atat spatial(de la un punct la altul in imagine),cat si temporal.Alte avantaje ale utilizarii termografiei in infrarosu ce merita a fi mentionate sunt:-sistemul de termoviziune furnizeaza o imagine care permite o identificare rapida si precisa a punctelor ce reprezinta defectele potentiale.-imaginea termica este in concordanta geometrica cu obiectul studiat-informatiile termice,globale sau in detaliu,sunt obtinute in timp real-permite asocierea cu echipamente complexe de inregistrare,stocare si preluare automata a informatiilor.

Aplicatii: Identificarea punctelor calde in instalatii electrice(conexiuni ixidate,fixare deficitara,sertizare necorespunzatoare) Inspectii ale sistemelor mecanica(motoare electrice,turbine,lagare) Scanarea termica a instalatiilor de incalzire/racier,cuptoare

Calitatea imaginii oferite este una dintre cele mai importante caracteristii alea unei camere de termoviziune.O rezolutie mai mare a imaginii termice ofera utilizatorului posibilitatea de a vedea mai multe detalii,de a detecta problemele de la distante mai mari si de a lua decizii mai bune si mai rapide.Camere de termoviziune permit determinarea precisa a temperaturii in fiecare punct de masura din imaginea termica,oferind astfel utilizatorului posibilitatea de a gasi un defect inainte de a fi prea tarziu.

4.Termografierea in infrarosu

Termografia este utilizat de mult timp n industrie pentru monitorizarea regimurilor termice ale instalaiilor i proceselor tehnologice. n ultimii ani, termografia a cptat o importan deosebit n activitatea de mentenan, n special n urmtoarele domenii: controlul periodic preventiv al instalaiilor electrice, pentru identificarea punctelor calde generate de conexiuni de rezisten mare, a unor mpmntri necorespunztoare, precum i a circuitelor electrice n care apar circulaii anormale de puteri datorit dezechilibrelor sau suprasarcinilor; controlul echipamentelor mecanice i electrice, n asociere cu analiza vibraiilor; controlul izolaiei termice.

Termenul de termografie i are originea n cuvintele greceti thermos i graphae:

Termografie = thermos (cld) + graphae (scriere)

Termografia n infrarou este tehnica ce permite s se obin, cu ajutorul unui echipament sau aparat corespunztor, imaginea termic a unei scene termice observat ntr-un domeniu de infrarou. Scena termic reprezint partea de spaiu (obiect) observabil cu ajutorul aparatelor sau echipamentelor destinate termografiee n infrarou.Imaginea termic const n repartiia structurat a datelor reprezentative ale radiaiei n infrarou, ce provin de pe o scen termic.

Banda spectral utilizat n termografie este de la 2 la 15 m. Radiaia electromagnetic este o und determinat de vectorii cmp i cmp magnetic, care se propag ntr-o direcie dat i se caracterizeaz prin lungimea de und, n m i puterea vehiculat, n W. ntr-un mediu semi-transparent M, omogen i izotrop, radiaia electromagnetic se propag n linie dreapt i, din acest motiv, se folosete n mod curent noiunea de raza de lumin sau fascicul infrarou.Termografia este disciplina care studiaz msurarea de la distan a temperaturii suprafeelor corpurilor. Toate corpurile au o imagine termic, regiunile calde, respectiv cele reci ale acestora, emind radiaie n infrarou, detectat de traductoare specializate. n spectrul electromagnetic, domeniul radiaiei n infrarou este cuprins n intervalul 0.7...100m i se divide n patru subdomenii: infrarou inferior 0.7...2.4 m; infrarou mediu 2.4...5 m; infrarou superior 6...15 m; infrarou extrem 15...100 m.

De menionat c, n cazul instrumentelor de msur n infrarou, cele mai utilizate intervale de lungimi de und sunt 2-5 m i 7-12 m.

Termografia este utilizat de mult timp n industrie pentru monitorizarea regimurilor termice n instalaii i procese tehnologice. n ultimii ani, termografia a cptat o importan nsemnat n activitatea de mentenan, ndeosebi n urmtoarele domenii: Controlul periodic preventiv al instalaiilor electrice pentru identificarea punctelor calde generate de conexiuni de rezisten mare, a mpmntrilor necorespunztoare, a circuitelor electrice cu circulaii anormale de puteri (dezechilibre sau suprasarcini). Datele de exploatare arat o reducere de cel puin 10 ori a avariilor generate de contacte imperfecte. Controlul echipamentelor mecanice i electrice rotative n asociere cu analiza vibraiilor.Pot fi controlate cuplaje, rulmeni, statoare de motoare electrice, sisteme de ungere i rcire.Controlul integritii izolaiilor termice ale cuptoarelor rotative i fixe, schimbtoarelor de cldur, reelelor de transport agent termic.

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

ntre toate simurile cu care suntem dotai, sistemul vizual ne furnizeaz cea mai mare cantitate de informaii referitoare la mediul nconjurtor. Cu toate c percepia vizual este departe de a fi complet neleas, ingineria modern se preocup intens de problema realizrii unor sisteme de vedere artificial, capabile s emuleze, fie i parial, capabilitile sistemului vizual uman. Obiectivul prelucrrii numerice a imaginilor const n transformarea imaginii n scopul facilitrii interpretrii vizuale (ajustare contrast, iluminare, detectare/reprezentare contur etc) sau al reducerii cerinelor de memorie pentru reprezentare sau stocare, respectiv al debitului de date sau benzii de frecven necesare transmiterii la distan. n sensul cel mai larg, prelucrarea poate urmri msurarea unor parametri de poziie, vitez de micare sau form al unor obiecte, recunoaterea obiectelor dintr-un cadru de imagine, interpretarea scenei sau recunoaterea tipului de activiti ce sunt surprinse n secvenele nregistrate.