Post on 05-Jan-2016
description
Instytut Metali Nieżelaznych - GliwiceInstytut Metali Nieżelaznych - GliwicePracownia Przemysłowych Pracownia Przemysłowych
Zastosowań Termowizji Zastosowań Termowizji Doc. dr hab. inż. Zbigniew Rdzawski Doc. dr hab. inż. Zbigniew Rdzawski
tel.(032) 2380252; 2380652 tel.(032) 2380252; 2380652 e-mail: e-mail:
zbigniew.rdzawski@imn.gliwice.plzbigniew.rdzawski@imn.gliwice.pl
Przykłady Przykłady zastosowań badań zastosowań badań termowizyjnych do termowizyjnych do analizy wybranych analizy wybranych węzłów procesów węzłów procesów technologicznychtechnologicznych
System termowizyjny System termowizyjny Inframetrics 760 BInframetrics 760 B
Ze strumienia energii E padającego na powierzchnię ciała, część zostaje zaabsorbowana (EA), część ulega odbiciu (ER), część przenika przez ciało (EP)
E = EA + ER + EP
Po podzieleniu równania przez E otrzymuje się
A + R + P = 1
gdzie: A = EA/E - absorbcyjność
R = ER/E - refleksyjność (odbicie)
P = EP/B - przepuszczalność.
Większość ciał stałych i ciekłych jest nieprzepuszczalna dla promieniowania cieplnego. Dlatego praktycznie można przyjąć że :
P = 0 , stąd A + R = 1
Absorbcja promieniowania zachodzi w ciałach stałych i ciekłych w bardzo cienkiej warstwie przy powierzchni. Dlatego przyjmuje się że powierzchnia ciała absorbuje i emituje
promieniowanie. Ciało doskonale czarne ma absorbcyjność równą jedności A = 1 i R = 0.
Przykłady zastosowania promieniowania Przykłady zastosowania promieniowania podczerwonegopodczerwonego
• KosmonautykaKosmonautyka
• LotnictwoLotnictwo
• MarynarkaMarynarka
• PolicjaPolicja
• Straż pożarnaStraż pożarna
• Ochrona środowiskaOchrona środowiska
• Służby ratowniczeSłużby ratownicze
• MedycynaMedycyna
• Prace naukowo-badawczePrace naukowo-badawcze
• Zastosowania przemysłoweZastosowania przemysłowe
• inneinne
Przykłady zastosowań Przykłady zastosowań promieniowania podczerwonego promieniowania podczerwonego
w przemyślew przemyśle
• Systemy rozdziału energiiSystemy rozdziału energii
• Linie przesyłowe, transformatory, podstacjeLinie przesyłowe, transformatory, podstacje
• Systemy mechaniczne, silniki, łożyska, sprzęgła, przekładnieSystemy mechaniczne, silniki, łożyska, sprzęgła, przekładnie
• Systemy ciepłownicze, magistrale, zawory, grzejnikiSystemy ciepłownicze, magistrale, zawory, grzejniki
• Diagnostyka budowli, „ucieczki” ciepła przez ściany, dachyDiagnostyka budowli, „ucieczki” ciepła przez ściany, dachy
• Analiza procesów technologicznychAnaliza procesów technologicznych
• Wyprawy ogniotrwałe Wyprawy ogniotrwałe
• itp..itp..
ZASTOSOWANIE BADAŃ TERMOWIZYJNYCH
W ANALIZIE PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
krystalizator
płaskownik
Widok pieca odlewniczego, krystalizatora oraz fragmentu odlewanego płaskownika
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
OSProf. 1
90,6
90,6
82,7
82,7
Spot 1 46,7
Spot 2 51,8
Spot 3 72,4
Spot 4 71,6
>118,0°C
<18,3°C
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
45,0
50,0
55,0
60,0
65,0
70,0
75,0
80,0
85,0
90,0
95,0
100,0
105,0
110,0
115,0
Rozkład temperatury na
powierzchni czołowej
krystalizatora(linia 2)
OSProf. 1
255,3
255,3
194,2
194,2
OSProf. 2
255,3
255,3
206,7
206,7
>255,3°C
<111,5°C
120,0
130,0
140,0
150,0
160,0
170,0
180,0
190,0
200,0
210,0
220,0
230,0
240,0
250,0
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
Rozkład temperatury na
powierzchni płaskownika ze stopu CDA792
(linia 2)
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
profil 1
117,9 117,9
82,2 82,2
profil 5
97,0
97,0
49,1
49,1
>126,1°C
<26,3°C
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
110,0
120,0
Rozkład temperatury na
powierzchni czołowej
krystalizatora(linia3)
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
OSProf. 1
200,6
200,6
151,0
151,0
OSProf. 2
200,6200,6
154,8154,8
>200,6°C
<101,0°C
105,0
110,0
115,0
120,0
125,0
130,0
135,0
140,0
145,0
150,0
155,0
160,0
165,0
170,0
175,0
180,0
185,0
190,0
195,0
200,0
Rozkład temperatury na
powierzchni płaskownika M70
(linia 3)
OSProf. 1
87,887,8
74,174,1
>106,4°C
<4,7°C
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
Rozkład temperatury
na powierzchni płaskownika
Ag800, pomiar w odległości około 20 cm od wyjścia z krystalizatora.
Linia do topienia i odlewania
w sposób ciągły – RAUTOMEAD
OSProf. 1
1 220,5
1 220,5
182,5
182,5Spot 1 1 236,1
Spot 2 1 138,6
>1 401°C
<74,4°C
100,0
200,0
300,0
400,0
500,0
600,0
700,0
800,0
900,0
1 000
1 100
1 200
1 300
1 400
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
Rozkład temperatury wzdłuż osi
wałka rozrządu po nagrzaniu
indukcyjnym na chwilę przed
hartowaniem.
Rozkład temperatury na krzywkach wałka rozrządu przed hartowaniem
300
500
700
900
1100
1300
1 12 23 34 45 56 67 78 89 100 111 122 133 144 155 166 177 188 199 210 221 232 243 254 265 276
punkty na osi wałka
tem
pe
ratu
ra w
[°C
]
1 sekunda po nagrzaniu 2 sekundy po nagrzaniu 5 sekund po nagrzaniu 7 sekund po nagrzaniu
9 sekund po nagrzaniu 10 sekund po nagrzaniu 11 sekund po nagrzaniu
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
Mufla ochronna
Bateria pieców kołpakowych do wyżarzania taśm w atmosferze ochronnej
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
Spot 1 43,8
Spot 2 31,0
Spot 3 47,9
Spot 4 40,0
>47,9°C
<28,0°C
28,0
29,0
30,0
31,0
32,0
33,0
34,0
35,0
36,0
37,0
38,0
39,0
40,0
41,0
42,0
43,0
44,0
45,0
46,0
47,0
Rozkład temperatury na
powierzchni obudowy pieca kołpakowego
EBNER, przeznaczonego do wyżarzania taśm
w zwojach w atmosferze
ochronnej.
OSProf. 1
413,3
413,3
337,7
337,7
OSProf. 2
412,4
412,4
341,3
341,3
>440,3°C
<-59,2°C
-40,0
-20,0
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
160,0
180,0
200,0
220,0
240,0
260,0
280,0
300,0
320,0
340,0
360,0
380,0
400,0
420,0
440,0
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
Rozkład temperatury na
powierzchni mufli ochronnej pieca
kołpakowego EBNER,
przeznaczonego do wyżarzania taśm
w zwojach w atmosferze
ochronnej
OSProf. 1
413,3
413,3
379,2
379,2
>426,6°C
<227,1°C
240,0
260,0
280,0
300,0
320,0
340,0
360,0
380,0
400,0
420,0
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
Rozkład temperatury na
powierzchni mufli
ochronnej
OSProf. 1
925,7 925,7
870,9 870,9
>942,6°C
<843,0°C
850,0
860,0
870,0
880,0
890,0
900,0
910,0
920,0
930,0
940,0
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
Rozkład temperatury
wzdłuż osi wlewka Cu po nagrzaniu
w nagrzewnicy indukcyjnej
Rozkład temperatury wzdłuż osi wlewka w zależności od czasu oczekiwania na podajniku prasy
850
900
950
1 51 101 151 201 251 301
punkty pomiarowe wzdłuż osi wlewka
tem
pera
tura
[°C
]
czas 0 sek. czas 9 sek. czas 20 sek. czas 30 sek.
czas 40 sek. czas 50 sek. czas 60 sek.
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
Spot 1 675,7
Area1Min Mean Max 669,9677,7684,3
Area1Min Mean Max 669,9677,7684,3
OSProf. 2
681,4 681,4
668,4 668,4
>695,3°C
<600,0°C
600,0
610,0
620,0
630,0
640,0
650,0
660,0
670,0
680,0
690,0
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
Rozkład temperatury na
wlewku nr 3 (MO59Pb2.5) po
dogrzaniu
w termosie.
Rozkład temperatury na długości pręta.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89
Czas [sec]
Tem
pera
tura
[C
]
Pręt 3
Pręt 4
pręt 7
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
Rozkład temperatury (ujęcie dynamiczne) na powierzchni wyciskanych prętów z mosiądzu MO59Pb
(pomiar temperatury około 400 mm po wyjściu z matrycy)
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
OSProf. 1
687,3
687,3
573,6
573,6
Spot 1 772,6
OSProf. 2
682,4
682,4
610,5
610,5
OSProf. 3 631,8
631,8
556,2
556,2
>803,4°C
<304,9°C
350,0
400,0
450,0
500,0
550,0
600,0
650,0
700,0
750,0
800,0
Rozkład temperatury na
powierzchni drugiej części
wlewka mosiężnego w gat. M66. (Przed modernizacją pieca
grzewczego)
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
OSProf. 1
752,5 752,5704,7 704,7
OSProf. 2
749,7749,7
690,9690,9
Spot 1 736,9
>822,7°C
<-189,6°C
-100,0
0,0
100,0
200,0
300,0
400,0
500,0
600,0
700,0
800,0
Rozkład temperatury na powierzchni
wlewka mosiężnego w gat. M66,
po pierwszym przepuście.
(Po modernizacji pieca grzewczego)
PRACE NAUKOWO-BADAWCZE
BADANIA NAUKOWE
Badana próbka
Nagrzewnicaindukcyjna
chłodzona wodą
prof1
814,0 814,0
403,9 403,9
>838,8°C
<403,9°C
450,0
500,0
550,0
600,0
650,0
700,0
750,0
800,0
Spot 1 819,2
OSProf. 2
786,2 786,2
295,0 295,0
>827,5°C
<295,0°C
300,0
350,0
400,0
450,0
500,0
550,0
600,0
650,0
700,0
750,0
800,0
Prędkość skręcania - 10 obr/min
Termagram próbki ze stopu Ti-6Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe.
Kalibracja.
Obraz termowizyjny próbki po 10 sec skręcania.
BADANIA NAUKOWE
Próba plastometryczna. Stop Ti-6Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe prędkość skręcania 10 obr/min.
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
1 13 25 37 49 61 73 85 97 109 121 133 145 157 169 181 193 205 217 229 241
Względna długość próbki
Tem
p [C
]
10 sec 60 sec 110 sec 160 sec 210 sec 300 sec
Zestawienie zbiorcze rozkładów temperatury po różnych czasach skręcania
OSZCZĘDNOŚĆ ENERGII
NIEZAWODNOŚĆ PRACY
OCZĘDNOŚĆ ENERGII - NIEZAWODNOŚĆ PRACY
*>91,7°C
*<14,4°C
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
45,0
50,0
55,0
60,0
65,0
70,0
75,0
80,0
85,0
90,0
Rozkład temperatury na bocznej ścianie
pieca grzewczego
przed modernizacją
OCZĘDNOŚĆ ENERGII - NIEZAWODNOŚĆ PRACY
Spot 1 73,9
OSProf. 1
48,8
48,8
29,6
29,6
Spot 2 50,8
Spot 3 46,8
OSProf. 2
50,4
50,4
29,8
29,8
>74,0°C
<24,2°C
25,0
30,0
35,0
40,0
45,0
50,0
55,0
60,0
65,0
70,0
Rozkład temperatury na bocznej
ścianie pieca grzewczego po modernizacji
OCZĘDNOŚĆ ENERGII - NIEZAWODNOŚĆ PRACY
Spot 1 176,0
Spot 2 189,9
Spot 3 187,5
Spot 4 184,2
>215,6°C
<15,4°C
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
160,0
180,0
200,0
Rozkład temperatury na
obudowie induktora pieca
topielnego JUNKER
OSProf. 1
84,5 84,578,6 78,6
OSProf. 2
104,6 104,6
92,5 92,5
>111,1°C
<61,3°C
70,0
80,0
90,0
100,0
110,0
OCZĘDNOŚĆ ENERGII - NIEZAWODNOŚĆ PRACY
Rozkład temperatury na tylnej obudowie pieca topielnego
OCZĘDNOŚĆ ENERGII - NIEZAWODNOŚĆ PRACY
Spot 1 270,0
Spot 3 240,1
>304,3°C
<204,7°C
205,0
210,0
215,0
220,0
225,0
230,0
235,0
240,0
245,0
250,0
255,0
260,0
265,0
270,0
275,0
280,0
285,0
290,0
295,0
300,0
Rozkład temperatury na
powierzchni obudowy pieca topielnego linii
Demag-Technica
MEDYCYNA
Pacjent z zaawansowanymi
zmianami nowotworowymi na prawym ramieniu
Area1Min Mean Max 35,736,1 36,7
Area1Min Mean Max 35,736,1 36,7
>37,7°C
<35,7°C
36,0
36,5
37,0
37,5
Area1Min Mean Max 35,836,1 36,5
Area1Min Mean Max 35,836,1 36,5
>37,7°C
<35,7°C
36,0
36,5
37,0
37,5
Badania rozkładu temperatury na
powierzchni gałki ocznej
Konserwacja zabytków
Sapientia Dei, fragment - maska otrzymana
z termogramu (0 % przezroczystości) nałożonego na zdjęcie w świetle widzialnym.
Sapientia Dei, fragment - maska otrzymana z termogramu (50 %
przezroczystości) nałożonego na zdjęcie w świetle widzialnym.
Św. Jan Ewangelista, Św. Jan Ewangelista, fragment - maska fragment - maska
otrzymana otrzymana z rentgenogramu (90 % z rentgenogramu (90 %
przezroczystości) przezroczystości) nałożonego na nałożonego na
termagram.termagram.
Św. Anna Samotrzeć, termagram - obraz figurki z góry Św. Anny
Budownictwo
Rozkład temperatury na ścianie szczytowej
budynku mieszkalnego częściowo ocieplonej (widoczna wyraźna różnica temperatur między obszarem z
zabudowaną izolacją cieplną a obszarem bez
izolacji)
Rozkład temperatury na ścianie bocznej budynku mieszkalnego. Widoczny brak izolacji i ucieczki
ciepła na dolnej powierzchni lewego
skrzydła
>14,6°C
<4,6°C
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
Rozkład temperatury na budynku mieszkalnym
przed ociepleniem i wymianą okien
Energetyka
Rozkład temperatury na elementach rozdzielni energii elektrycznej z
widocznymi miejscami podwyższonej
temperatury jest to przykład badania
prewencyjnego mającego na celu określenie stanu
urządzenia.
Spot 1 30,6
Spot 2 26,5
OSProf. 1
29,9
29,9
17,6
17,6
Spot 3 20,0
Spot 4 16,3
>33,3°C
<13,4°C
15,0
20,0
25,0
30,0
Rozkład temperatury na powierzchni dolnej części
komina stalowego
OSProf. 1
19,4
19,4
14,0
14,0
OSProf. 2
21,121,1
13,513,5
Spot 1 18,6
>28,7°C
<8,8°C
10,0
15,0
20,0
25,0
Rozkład temperatury na powierzchni dolnej części
komina betonowego
Kontakt
Instytut Metali NieżelaznychInstytut Metali NieżelaznychUl. Sowińskiego 5 Ul. Sowińskiego 5
44-100 Gliwice44-100 GliwicePracownia Przemysłowych Zastosowań Termowizji Pracownia Przemysłowych Zastosowań Termowizji
Doc. dr hab. Zbigniew Rdzawski Doc. dr hab. Zbigniew Rdzawski tel. (032) 238 02 52tel. (032) 238 02 52
fax: (032) 238 04 12 fax: (032) 238 04 12 e-mail: e-mail: zbigniew.rdzawski@imn.gliwice.pl
Grzegorz MuziaGrzegorz Muziatel. (032) 238 06 52tel. (032) 238 06 52
fax: (032) 238 04 12 fax: (032) 238 04 12 e-mail: e-mail: gm@imn.gliwice.pl