Charakteristika termovízných kamier

Kamery z nášho sortimentu v štýle mobilného telefónu otvorili dvere do infračerveného sveta mnohým novým používateľom. Prinášajú bohatú kolekciu unikátnych vlastností ktoré umožňujú profesionálnym používateľom pracovať maximálne efektívne a s vysokou produktivitou – čistý termovízny i reálny obraz, hlasové poznámky k nasnímaným obrazom, spracovanie obrazu priamo v kamere, pripojenie k PC cez USB, nízka spotreba, dlhá výdrž moderných batérií, atď.

Využitie termokamier

Termovízna diagnostika sa úspešne využíva ako prostriedok na identifikáciu problémových súčastí zariadení určených na výrobu, prenos a distribúciu elektrickej a tepelnej energie, v stavebníctve a v rôznych odvetviach priemyslu.

Elektrické zariadenia

Termovíznym meraním je možné identifikovať nadmerné oteplenie a opotrebovanie jednotlivých prúdových spojov a prvkov elektrických zariadení.

Stavebníctvo

Termovízia umožňuje detailne preskúmať nadmerné úniky tepla, nekvalitné prevedenie stavebných prác, poruchy vo vykurovacích sústavách.

Termografické meranie a diagnostika odhalí konkrétne nedostatky a kritické miesta na obvodovom plášti budov s únikom tepla:

  • určenie tepelných mostov (obvodový plášť, okná, dvere, strecha)
  • určenie tepelných nepravidelností spôsobených poruchami izolácie, obsahom vlhkosti a prenikaním vzduchu

Priemysel

Pomocou termografických snímok strojov, ložísk, uhlíkov na motoroch, svorkovníc a rôznych mechanicky namáhaných častí strojov je možné efektívne odhaliť stupeň opotrebenia, namáhania a predísť možným poruchám:

  • zisťovanie stavu mechanických častí pri nadmernom prehrievaní
  • technický stav komínov, pecí
  • odhalenie skratových častí a ich prehrievania
  • kontrola stavu elektrických spojov rozvodných skríň

Teplárenstvo

Termovízia umožňuje prekontrolovanie všetkých teplovodných častí:

  • teplovodné a teplovzdušné vykurovacie systémy
  • podlahové vykurovacie systémy
  • chladiace a mraziace rozvodné systémy
  • chladiace a mraziace boxy, sklady
  • klimatizačné systémy

Teória na základe ktorej pracujú naše kamery

Spektrum elektromagnetického žiarenia (Usporiadané podľa vlnovej dĺžky, od krátkeho po dlhé) Gama • Röntgenové • Ultrafialové • Viditeľné • Infračervené • Mikrovlnné • Rádiové

graf
zdroj: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9e/EM_spectrum_SK.jpg

Infračervené žiarenie je elektromagnetické žiarenie s vlnovou dĺžkou väčšou ako viditeľné svetlo a kratšou ako mikrovlnné žiarenie. Názov znamená „pod červenou“, pričom červená je farba viditeľného svetla s najdlhšou vlnovou dĺžkou. Infračervené žiarenie zaberá v spektre 3 dekády a má vlnovú dĺžku medzi 760 nm a 1 mm, resp. energiu fotónov medzi 0,0012 a 1,63 eV. Nazýva sa tiež tepelné žiarenie.

Za objaviteľa infračerveného žiarenia sa považuje sir William Herschel. V roku 1800 meral teplotu oblasti priliehajúcej k červenej oblasti spektra. Herschel dal aj pomenovanie tomuto žiareniu.

Zdrojom infračerveného žiarenia je každý predmet v našom okolí, živé organizmy a všetky vesmírne objekty. Všetky telesa s teplotu menšou než 4000 Kelvinov vysielajú maximum svojho žiarenia v infračervenej oblasti. Zemská atmosféra na veľké vzdialenosti infračervené žiarenie pohlcuje.

Hranica medzi viditeľným spektrom a IR žiarením nie je presne definovaná, nakoľko vychádza z citlivosti ľudského oka. Iné živočíchy (napr. had) však majú spektrum „viditeľného svetla“ posunuté, alebo rozšírené, prípadne sa orientujú len podľa žiarenia v tomto spektre.

Výhody termokamier

Termokamery z nášho sortimentu zlučujú funkčnosť najlepších profesionálnych termovíznych kamier spolu s ich cenovou dostupnosťou.

Termokamery poskytujú pozoruhodne kvalitný termovízny obraz a množstvo výhod svojim používateľom:

  • kompaktné prevedenie s nízkou hmotnosťou, plne integrovaná ľahká prenositeľnosť a jednoduché používanie
  • presné bezkontaktné meranie teploty
  • vysoká kapacita vnútorného záznamového média pre uloženie obrazu
  • jednoduché pripojenie k PC štýlu Pug-and-play
  • nízka spotreba, dlhá výdrž batérií
  • výkonné programové vybavenie pre ďalšie spracovanie obrazu
  • vysoká spoľahlivosť
  • široké nasadenie bez nutnosti licencie

Funkcie

Obraz
  • na LCD sa zobrazuje čiernobielo alebo vo farbe (podľa typu kamery)
  • reálny obraz možno pozastaviť a aktuálnu snímku uložiť do vnútornej pamäti
  • uložené snímky možno preniesť do PC cez USB rozhranie

Stopnutie a uloženie snímky
  • reálny obraz možno pozastaviť ("zamrznutie" obrazu)
  • stopnutú snímku možno uložiť do vnútornej pamäti termokamery
  • kapacita vnútornej pamäte závislý na type kamery, ku každej snímke je možné pripojiť max. hlasovú poznámku
  • pozastavený obraz ako aj uložené snímky možno ďalej spracovávať priamo v termokamere

Prehrávanie
  • všetky uložené snímky možno prezerať na LCD termokamery alebo na PC
  • uložené snímky a hlasové poznámky možno prehrávať súčasne v kamere i na PC
  • prezerané snímky možno pomocou termokamery ďalej spracovávať
  • uložené snímky možno preniesťdo PC cez USB rozhranie a analyzovať dodaným programovým vybavením

Meranie teploty
  • automatické vyhľadanie najteplejšieho bodu na obraze
  • indikácia teploty stredového bodu na obraze
  • meranie teploty ľubovoľného bodu na aktuálnom obraze
  • súčasné meranie 4 rôzne umiestnených bodov
  • súčasné meranie 4 oblastí, zobrazenie minimálnej, maximálnej a priemernej teploty oblasti
  • meranie ľubovolného úseku, možno vygenerovať jeho teplotný profil
  • izotermické meranie: tepelné body s teplotou v zadanom rozsahu sa zobrazia v rovnakej farbe
  • automatická kalibrácia: zabezpečuje stabilné a presné výsledky merania teplôt

Emisivita?

Mierou pre emisivitu je vyžarovanie absolútne čierneho telesa v uzavretom priestore pri konštantnej teplote. Tvar ani materiál nemajú na toto vyžarovanie žiadny vplyv – závisí len od teploty samotnej.

Malé otvory v uzatvorenom priestore majú na vyžarovanie len malý vplyv. Veľkosť otvorov by nemala presiahnuť 5% z plochy uzatvárajúcej teleso, kde žiarenie unikajúce otvorom je v rámci tisícou úrovní vyžarovania definovaných teplotou tejto plochy. Je pomerne jednoduché skonštruovať zdroj, pomocou ktorého sú všetky termometre kalibrované.

Povrch vždy vyžaruje menej ako absolútne čierne teleso pri zhodnej teplote. A práve tento pomer sa volá emisivita povrchu.

  • Emisivita = žiarenie emitované povrchom / žiarenie emitované čiernym telesom

Ako nastaviť hodnotu emisivity?

Ak budeme úplne ignorovať emisivitu a odvodíme teplotu z výstupu termometra, mali by sme dostať teplotu nižšiu než je teplota skutočná a to o hodnotu závislú práve od emisivity ako aj charakteristiky samotného termometra. Táto teplota sa nazýva ako "vyžarovaná" teplota pozadia. Ak je emisivita konštantná, táto teplota rastie a klesá presne tak ako skutočná teplota, čo môže niekedy postačovať.

Častejšie však požadujeme zmerať skutočnú teplotu. Vtedy treba počítať:

  • Aktuálny hodnota = E x HODNOTA pri pohľade na čierne teleso

Na zmeranie skutočnej teploty povrchu musíme teda vydeliť zmeranú fyzikálnu hodnotu emisivitou ešte pred prevodom tejto hodnoty na teplotu.

Je teda nevyhnutné poznať hodnotu emisivity. Dostupných je množstvo údajov, nanešťastie veľa z nich je zavádzajúcich pretože uvádzajú značne rozdielne hodnoty. To preto lebo emisivita závisí od:

  • základného materiálu
  • stavu povrchu – jeho nerovností a oxidácie
  • teploty
  • uhlu pohľadu
  • vlnovej dĺžky

Pre materiály s hladkým a čistým povrchom sa emisivita pohybuje v rozsahu 0,05–0,50 a je tiež zvyčajne veľmi závislá od vlnovej dĺžky. Hodnoty emisivity pre túto termokameru sú v tabuľke ďalej. Treba mať na pamäti, že sú to čísla slúžiace ako návod a môžu značne narásť ak je povrch drsný alebo jemne zoxidovaný.

Hodnoty uvádzané pre zoxidované kovy počítajú s tým, že kov je značne zoxidovaný. Pre jemne zoxidovaný povrch použite hodnotu ležiacu medzi touto hodnotou a hodnotou pre nezoxidovaný povrch.

Typické hodnoty emisivity

Pevný materiál

Emisivita

Rôzne

Emisivita

Oxid hlinitý

0.40

Asfalt

0.90

Pálená tehla

0.93

Uhlík

>0.90

Grafit/tuha

0.85

Sadze

0.95

 

 

Cement a Betón

0.90

 

 

Látka,tkanina

0.85

 

Zliatiny,kovy

Emisivita

Emisivita pre zoxidovaný materiál

Mosadz

0,10

0,61

Hliník

0,05

0,30

Chróm

0,15

 

Kobalt

0,18

 

Zlato

0,02

 

Železo a oceľ

0,18

0,85

Olovo

0,16

0,63

Magnézium

0,12

 

Nikel

0,15

 

Platina

0,10

 

Striebro

0,03

 

Cín

0,09

 

Titán

0,30

 

Volfrám

0,13

 

Zinok

0,05

0,11