A hőkamerák segíthetnek a veszélyhelyzetek csökkentésében és egyes esetekben szükségtelenné teszik a forró környezetben való munkavégzést azzal, hogy lehetőséget adnak a szakemberek számára biztonságos távolságból történő berendezés- és folyamat ellenőrzésre, anélkül, hogy a vizsgált tárgyat meg kellene érinteniük. Ez különösen a villamos ipar, a folyamatszabályozás és épületvizsgálat területén való alkalmazásoknál jelent segítséget.
A villamos rendszerek vizsgálata általában feszültség alatt végzett tevékenységet jelent. Az egyik legnagyobb veszélyforrást – különösen 480 V-nál nagyobb feszültségű rendszerekben – a tokozás megnyitása jelenti. Ilyenkor létrejöhet egy fázisok közötti, vagy fázis és föld közötti ívhúzás, ami rendkívül magas hőmérsékletű kisülés (akár 20000 0C is lehet).
Infravörös kamerával végzett vizsgálatcsökkentheti az ívhúzás veszélyét és növelheti a munka hatékonyságát az alábbiak szerint:
Lehetővé teszi a berendezés vizsgálatát az ívhúzás zónáján kívül.
Szükségtelenné teszi a burkolat megbontását azáltal, hogy berendezés pontos pásztázását egy infra sugárzás számára átlátszó ablakon, vagy az ajtón, vagy a házon lévő megfigyelő nyíláson keresztül végezzük
A céltárgytól való távolság növelésével csökken a viselendő személyi védő felszerelés mennyisége és a vonatkozó szabvány követelmények száma.
Potenciálisan robbanásveszélyes környezetek
Különösen veszélyesek azok az ipari környezetek, ahol gázok, por, vagy gőz robbanásveszélyes gyúlékony keveréke van jelen. Ilyenek a petrokémiai feldolgozók, olaj fúrótornyok és finomítók, és a csővezetékek. A leginkább magától értetődő módja a robbanásveszély csökkentésének, ha nem megyünk ezek közelébe. Mivel ez nem mindig lehetséges, van arra mód, hogy a szükséges információt biztonságos távolságból, egy infravörös kamerával pásztázva szerezzük meg. A kamerának megfelelő felbontással és távolság – mért felület (spot) átmérő aránnyal kell rendelkeznie. Egyes esetekben szükség lehet 2x-es, vagy 4x-es teleobjektívre, hogy a részleteket is lássuk a biztonságos távolságból. Azon túlmenően, hogy szakembereket távol tartjuk a veszélyzónáktól a nagy távolságból történő szkenneléssel megtakarítunk sok járkálást és olyan területeket tudunk megvizsgálni, ahova a termelés leállítása nélkül nem is tudnánk elég közel kerülni.
Épületvizsgálat termográfia
Teleobjektív lencsével ellátott infravörös kamera használatával elkerülhetjük, hogy fel kelljen mászni egy raktár, vagy gyár tetőgerendái közé a falak, mennyezet, vagy légcsatorna vizsgálatához. Nagy látószögű, vagy standard lencsével nagy tetőfelületeket tudunk gyorsan megvizsgálni egyazon helyzetből, és el tudjuk kerülni, hogy túl közel kelljen mennünk a tető széléhez, vagy, hogy túl sokat mozogjunk egy meggyengült szerkezeten. Ilyen módon el tudjuk kerülni a lezuhanás veszélyt és megkönnyítjük a vizsgálatot.
Az infravörös termográfia lehetőséget ad kezdeti problémák észlelésére, mielőtt azok meghibásodáshoz vezetnének. Ipari környezetben egyes berendezések problémái észlelhetők szokatlan rezgések, vagy zajok útján, de sok más probléma nem mutat ilyen egyértelmű tüneteket. Sok villamos probléma felfedezhető hővizsgálattal, ami nélkül a berendezés tönkremenne, vagy súlyos villamos veszélyhelyzetet teremtene. Mennyezetek és falak nedvesedése nagyon nehezen ismerhető fel, mielőtt az olyan súlyossá válik, hogy a szerkezet sérülését, vagy tönkremenetelét okozza.
Mindezen esetekben egy infravörös kamera fel tudja gyorsítani a diagnózist, csökkenti – esetleg elkerülhetővé teszi – a nem kívánt leállást, és minimalizálja az épület és a benne lévő javak károsodását.
Az infravörös termográfia számos előnyt szolgáltat mivel felhasználható:
A legtöbb berendezés esetén
Adatgyűjtésre kellően biztonságos távolságból veszélyes környezetben
Nagy felületek pl. falak, mennyezetek és tetők gyors pásztázására
Adatgyűjtésre a termelés zavarása nélkül
Speciális helyeken fellépő rendellenességek gyors azonosítására
Problémák érzékelésére a hiba bekövetkezése előtt
Ezek az előnyök számos különleges hasznot hajtanak hibakereséskor és megelőző, vagy előrejelző karbantartás végzésekor. Ezek:
Megnövelt biztonság. A műszaki személyzet gyakrabban tud berendezést vizsgálni közvetlen érintkezés, vagy az üzem zavarása nélkül. Ugyancsak lehetőségük nyílik légcsatornák, vagy mennyezet vizsgálatára létra, vagy emelőszerkezet használata nélkül.
Javított megbízhatóság. A pontosabb információk birtokában könnyebb a karbantartó csoportok számára a probléma kijavítása azt megelőzően, hogy azok nagymértékű veszteséget okoznának, ezzel a terven kívüli leállások jelentősen csökkenthetők.
A javítások megbízhatóságának növelése. Az elvégzett alkatrész-, vagy szerkezet javítást követő gyors infra kamerás ellenőrzéssel a szakember igazolni tudja, hogy a javítás sikeres volt, vagy beazonosíthat kiegészítő javítást szükségessé tevő kisebb jelzéseket.
Új berendezések sikeres üzembe helyezése. Egy új motorvezérlő központ, villamos szolgáltatás, tetőszerkezet, gőzvezeték, klímarendszer, vagy épület hőszigetelés megvalósításakor az infravörös termográfia dokumentálni tudja az átadáskor fennálló állapotot. Ez képez alapot a kivitelezés műszaki tartalmának igazolására, vagy összehasonlításra használható későbbi állapotvizsgálatnál. A hőkép ki tudja mutatni az esetleges kivitelezési hibákat, amik így rögtön korrigálhatók, vagy monitorozhatók a hiba későbbi kijavításáig.
Jobb termelékenység és termékminőség. A termográfiát megelőző, vagy előjelző karbantartásra használva minimalizálható a berendezések működési rendellenessége, vagy hibája, így optimális termelési hatékonyság és biztonság tartható fenn.
Berendezés öregedés monitorozás. A hőkép készítővel monitorozhatjuk a berendezések állapotát és meghatározott tűrésekhez viszonyított üzemi jellemzőit. Ez segítheti esetleges rendellenes működés, vagy meghibásodás előrejelzését, lehetővé téve az elöregedett alkatrészek javítását, vagy cseréjét, mielőtt azok teljesen tönkremennek, és potenciális leállást okoznak.
A hőkamera kezelőszerveinek használatát viszonylag könnyű elsajátítani. Alapképzéssel és gyakorlatokkal könnyen megtanulhatjuk, hogy mi az egyes gombok szerepe, hogy kell a menüben navigálni, hogyan fókuszáljunk, és hogy készítsünk felvételeket. Ami nehezebb, hogy hogyan készítsünk olyan képet, ami a probléma pontos diagnosztizálásához a nekünk szükséges információt szolgáltatja, és hogyan értelmezzük helyesen a készített képet.
Az ehhez hasonló képek nehezen készíthetők el és értelmezhetők megfelelő oktatás nélkül. A kép Fluke Ti 400-al készült.
A termográfusnak szükséges oktatás terjedelme az alkalmazástól és a szervezeti követelményektől függ. Például az első vonalban alapszűrést végző technikusnak kevesebb képzésre van szüksége, mint a képek értelmezésével is foglalkozó munkatársának.
A képzéssel hozzájuthatunk azokhoz az elméleti és gyakorlati eszközökhöz, amelyekkel a legtöbbet tudjuk kihozni kameránkból. Elméleti ismeretek megszerzésével és a termográfia tudományának elsajátításával egyaránt képesek leszünk megérteni e technika lehetőségeit és korlátait. Gyakorlati szempontokat is megtanulhatunk, beleértve a különböző vizsgálatok elvégzésének legcélszerűbb módját és a vizsgálatok biztonságos végrehajtását.
Tapasztalt oktató által nyújtott képzéssel, ami kiterjed a nemzeti szabványosítási ismeretekre is, biztosak lehetünk a legjobb eredmények elérésében, minimális hibázás mellett.
Az alábbi táblázat körvonalazza a termográfiai képzettség három szintjét.
A termográfus oktatási és képzettségi szintjei
szint: Ez a szint ideális azoknak, akiknek még új a termográfia. Elvégzése képessé tesz kiváló minőségű adatgyűjtésre és adat minősítésre a rögzített megy/nem megy vizsgálati kritériumok alapján.
szint: Azoknak szól, akik már gyakorlatot szereztek a termográfiában és a hibakeresésben. A 2, szint – együtt a már megszerzett tapasztalattal – a berendezés beállítására, kalibrálására, az adatok értékelésére, jelentések készítésére és 1. szint képesítésű munkatársak felügyeletére tesz alkalmassá.
szint: A legfejlettebb termográfusi szint. A következőkre képesít: vizsgálati eljárások és súlyossági kritériumok kifejlesztése, a vonatkozó jelzésrendszer interpretálása, termográfiai programok irányítása, beleértve a képzést, vizsgálatot és annak felügyeletét, valamint egy program beruházási költségének és megtérülésének kiszámítását.
Bár a termográfusi minősítés beruházást igényel, ez tipikusan magas hozamot biztosító beruházás. A képzett termográfusok magasabb minőségi szintű, technikailag következetesebb vizsgálatokat produkálnak. Képzetlen termográfusok gyakrabban követnek el költséges és veszélyes hibákat, mint például a felfedett hibák kritikus jellegének túl-, vagy alábecslése, vagy a hibák feletti elsiklás.
Az Egyesült Államokban a termográfiai képesítést a munkáltató bocsátja ki összhangban az American Society for Nondistructive Testing (Amerikai Roncsolás mentes vizsgálati Társaság) által kibocsátott szabványokkal. Más országokban, amelyek megfelelnek az ISO előírásainak, a minősítést központi minősítő testületek végzik. A minősítés minden esetben a megfelelő oktatás, gyakorlat képzés és az ezekből letett vizsgák alapján történik.
A Fluke cég is végez termográfia képzést és ajánl is megfelelő képzési szervezeteket. Képzésünk ről információk ebben a témában a www.globalfocus.hu oldalon érhető el!
A legtöbb berendezés meghibásodás – legyen az villamos, mechanikus, folyamat, vagy elektronikus – jelentős hőmérsékletemelkedéssel jár jóval a meghibásodás jelentkezése előtt. Az infravörös termográfia érzékelni tudja a hőmintázatot az infravörös hullámhossz spectrumban, mely szabad szemmel nem látható. Ez a hőmintázat segít az elöregedett alkatrész azonosításában, mielőtt az tönkremegy.
Az infravörös technika a testek által kibocsátott infravörös energia észlelése, átalakítása látható hőmérsékletté és az eredmény kijelzése infravörös képként. Szó szerint az infravörös vörösön túli képet jelent.
Egy infravörös kamerával hőképek készíthetők a berendezéssel való közvetlen érintkezés nélkül. Ez azt jelent, hogy hőeloszlás információhoz juthatunk a működő berendezésről biztonságos távolságból és jobb eséllyel láthatunk hőmérséklet anomáliákat normális üzemi körülmények között.. A legnépszerűbb infravörös kamerák (amik hőkép készítőként is ismertek) radiometrikus hőképeket készítenek látható hőmérsékletmérést tartalmaznak minden képen lévő pixelen. Ezzel a képességgel beazonosítható bármely anomália, hogy aztán leásva kiszámíthassuk a kérdéses pontok tényleges hőmérsékletét.
Az infravörös termográfiát érintés nélküli természete ideális eszközzé teszi olyan alkalmazások széles körében, ahol az alkotórészek forognak, nagyon forróak, veszélyes az érintésük, nehezen elérhetők, nem leállíthatók, vagy szennyeződnének, vagy sérülnének az érintkezés következtében. Az infravörös kamerák nagy segítséget jelentenek épület héjazatok energia-, vagy nedvesedés problémáinak felderítésében is
A korai hőkép készítők nagyméretűek, nagyon drágák, nehezen használhatóak voltak, lassan gyűjtötték az adatokat és gyenge felbontással rendelkeztek. Mára a gyártás olyan szintre fejlődött, amely kompakt, ergonomikus, kamerákat eredményezett, melyek könnyen és gyorsan használhatók, sokkal megfizethetőbbek, és nagy felbontású képeket nyújtanak. Megfelelő kamerával és lencsével befoghatunk 25 mikrontól több, mint száz méterig terjedő méretű tárgyakat. A mai kamerák sebessége és kényelmi szolgáltatásai lehetővé teszik a vizsgálatok gyorsabb elvégzését olyan helyeken is, amelyek másként elkerülnék a figyelmünket.
A hőtérkép készítés (termográfia) korábban költséges és nehézkes eljárás volt, melyet csak nagy ipari létesítmények és katonai szervezetek alkalmaztak.
Manapság ezek az eszközök egyre inkább megfizethetők, egyszerűbb a használatuk és széles körben elterjedtek.
Maga a technológia nagyon hatásos. Mivel az eszköz, a hőkamera működése alatt elkészíti egy adott eszköz hőképét az ügyfél rögtön tapasztalja a műszer előnyeit. Már egy egyszeri létesítmény bejárás során általában található egy várhatóan meghibásodó alkatrész. Ez nagyon hatásos bemutatóként szolgál, mely könnyen vezethet üzletkötéshez.
A karbantartó vállalkozó előnye a sokféle berendezéssel, készülékkel és ezek esetleges hibáival szerzett széleskörű tapasztalat. Más hibafeltárási módszerekhez hasonlóan a hőkamera használatakor is a megszerzett gyakorlatból kell meríteni a leolvasott értékek elemzéséhez.
Ha a karbantartó már rendszeres üzemfenntartási és hibakeresési szerződéssel rendelkezik, van értelme a hőkamera használatra kiterjeszteni a tevékenységét. A bejárási útvonal és a kritikus készülékek már ismertek, csak hozzá kell adni a hőkamerás vizsgálatokat. Így egy új eszköz áll rendelkezésére ,amikor hibajelentés érkezik. Villanyszerelőként megfelelő képzettséggel rendelkezik feszültség alatti munkavégzéshez, ezért a kamera használatához ilyen környezetben nem szükséges a megbízó segítsége.
Tipikus alkalmazások
Villamos karbantartók jellemzően megelőző karbantartáshoz és hibakereséshez használják a hőkamerát, időnként a létesítés során is.
Megelőző karbantartáshoz a karbantartó hőtérképeket készít a kulcsfontosságú egységekről (kapcsolótáblák, hajtások, motorok, stb.) legalább évente egyszer és minden látogatáskor az új képet összehasonlítja a korábbiakkal. Ha megjelenik egy forró pont ,ami korábban nem volt ott ,akkor az problémát jelez, amit ki kell vizsgálni, mielőtt bekövetkezik a hiba. A kamerával szállított szoftver segítségével fedésbe tudjuk hozni időnként a képeket és így következetes összehasonlításokat tudunk tenni.
Az ügyfél számára a következők is érvként szolgálhatnak:
A legtöbb berendezés meghibásodásával jelentős túlmelegedés párosul jóval azelőtt, hogy a végzetes hiba bekövetkezne.
A hőtérképet üzem közben kell elkészíteni, ezért emiatt nincs kényszerű leállás.
A hőtérképet biztonságos távolságból lehet elkészíteni ezért a biztonsági kockázat minimális. Kivétel a feszültség alatt álló részek érintés elleni védelme, ahol meg kell tenni az összes védelmi intézkedést.
A hőkamerával elérhetők másként nem mérhető alkatrészek pl. mennyezetre szerelt részek.
A hőkamerával szinte minden területen felderíthetők a közelgő hibák: villamos, mechanikus, üzemviteli, elektronikai stb.
Mivel a vizsgálat gyors nagy területek ellenőrizhetők egy-egy alkalommal, beleértve olyan problémákat ami fölött egyébként elsiklanánk.
Hibakereséskor a rendellenesen működő egységről készített hőtérképpel a hibaforrás legtöbbször megállapítható. Villamos berendezésben a forró pont jelzi, hogy melyik fázist , vagy csatlakozót kell ellenőrizni, motoroknál leszűkíthető a hiba a csapágyakra stb. A hiba elhárítása után készített újabb hőtérképpel ellenőrizhető , hogy az alkatrész túlmelegedése megszűnt, illetve nem melegszik-e most egy másik alkatrész.
A fő alkalmazási területeket összefoglalva:
Háromfázisú elosztó rendszerben: elosztó táblák, biztosítók, huzalozás és csatlakozások, alállomások stb.
A mai kezdő szintű kamerák kompakt kivitelűek, használatuk egyszerű és minimális betanítást igényelnek.
A Fluke hőkamerák rendelkeznek az u.n. IR-Fusion ® technológiával mely kombinálja a látható képet az infra képpel a jobb azonosíthatóság, elemzés és képkezelés érdekében. A legtöbb esetben a kép készítéshez elég egyszerűen meghúzni a ravaszt. Ha kész vagyunk a képekkel csatlakoztassuk a hőkamerát vagy a kártyaolvasót a számítógéphez , töltsük le a képeket az együtt szállított szoftverbe elemezzük őket közelebbről és készítsünk jegyzőkönyvet a tapasztaltakról. A kettős képek pontosan fedik egymást, kiemelve a részleteket jócskán megkönnyítve azon pontok megtalálását, ahol további vizsgálatra van szükség.
A következő néhány szakaszban a hőtérkép készítéssel kapcsolatos néhány egyéb szempontról lesz szó.
Emissziós tényező
Felületi hőmérséklet mérésekor a kamera gyakorlatilag a céltárgy által kibocsátott infravörös energiát méri. Az emissziós tényező azt mutatja meg, hogy ez az energia kibocsátás milyen mértékű. A szerves anyagok és festett , vagy oxidált felületek jellemző emissziós tényezője 0,95.Ugyanakkor egyes anyagok mint pl. beton ,vagy csillogó fémfelületek gyengébb kibocsátók és a kibocsátott energia nem tükrözi a felület pontos hőmérsékletét. Ezekben az esetekben a kamerán be kell állítani a megfelelő emissziós tényezőt. Számos anyag emissziós tényezője megtalálható táblázatokban. Ezek ismeretében be tudjuk állítani az emissziós tényezőt. A mérések során kiegészítő mérésekkel (pl. kontakt hőmérővel) mi is megállapíthatunk emissziós tényezőket. Így pl. a biztosító fémsapkájának emissziós tényezője 0,6, tehát 0,95 helyett ezt az értéket kell a kamerán beállítani.
Szint és átfogás
Ha a befogott mező széles hőmérséklet tartományt fog át a szint (level) és az átfogás (gain,span) kézi állításával fókuszálhatunk a minket érdeklő hőmérsékletekre.
A legtöbben automatikus módban használják a kamerát. Ilyenkor a kamera az alapján amit lát automatikusan kijelöli a tartományt. Ha pl. 80-1200C-ot érzékel ,akkor az átfogást 75-1250C-ra választja.
Akkor azonban, ha az előtérben nagyon hideget, a háttérben nagyon meleget érzékel a kamera olyan nagy átfogást választ, hogy a felbontás rossz minőségű lesz. Ilyenkor kézi üzemmódban beállíthatjuk az átfogást és a szintet(ahol az átfogás elhelyezkedik) aszerint, hogy a hideg , vagy a meleg tárgyat akarjuk mérni.
A kamera kiválasztása
Természetesen sok kamera közül lehet választani. Íme néhány tényező , amit a tevékenységhez legjobban illő kamera kiválasztásánál figyelembe kell venni. Összehasonlító táblázatok a Global Focus honlapon a Termék összehasonlítás címszó alatt találhatók.
Radiometrikus kép
Egy digitális kijelzőn több ezer színpontból áll össze a kép. Ehhez hasonlóan a radiometrikus hőkamerákon is a hőképet több ezer pont hőmérséklet adata alkotja. A nem radiometrikus hőkamera csak néhány középpont hőmérséklet értékét szolgáltatja. Ennek jelentősége úgy érzékelhető ha a radiometrikus képet
PC-n a szoftverrel zoom-oltatjuk és így bármely részt részletesebben megtekinthető. Az eredmények jobb elemzését a változtatható emissziós tényező is segíti. Mindez azt eredményezi, hogy a felvétel készítésénél nem szükséges a helyszínen tökéletes képre törekedni, ami jelentős időmegtakarítást eredményez.
Hőmérséklet tartomány
Hacsak nem nagyon összetett apró termékek vagy nagy hőérzékenységű alkalmazásról van szó, általában nem a piacon található csúcsmodellek közül kell választanunk. A legtöbb karbantartó jól boldogul a
-10…+350 0 C hőmérséklet tartománnyal.
Pixel felbontás
A nagy felbontású kép szebb és meggyőzőbb. A pixel szám növelése azonban pénzbe kerül.
Ha a kamerával elsősorban villamos ,vagy mechanikus berendezések forró pontjait keressük, nem kell a legnagyobb felbontású kamerát választani. A felbontás legyen elég két azonos berendezés hőképének , vagy egy újabb és egy régebbi hőkép összehasonlításához, mivel ezeket várjuk el egy kezdő szintű hőkamerától.
Egyéb alapjellemzők
A vásárolt kamerának a következő minimum jellemzőkkel kell rendelkeznie.
Állítható emissziós tényező
Szint és átfogás választás
Pontosság +/-2% vagy +/- 2 0 C
Ismételhetőség +/-1% vagy +/- 1 0 C
Tölthető akkumulátor csomag (min 3 h működési idő)
1 éves jótállás
Sok kamerán van beállítható riasztás és korábbi kép lehívása helyszíni összehasonlítás céljából.
BetanításA legtöbb kezdő szintű hőkamera tartozéka a használati útmutató és esetleg egy interaktív oktató program Ezen a szinten ez elegendő is a kamera használatához.
A középtől a csúcs szintig terjedő kamerák bonyolultabbak ezért ezekhez biztosítani kell egy legalább kétnapos tanfolyamot. Ezen túlmenően részt lehet venni tanfolyamokon melyek elvégzésével képesítést szerezhetünk. I szint az alapfokú, II és III szint után már képesített hőtérkép készítőnek nevezhetjük magunkat.
Szoftver Minden kamerához szükséges szoftver. Ezzel kapcsolatban felmerülő kérdések: A szoftver benne van az árban? A jövőbeni frissítések is ingyenesek? Több személy által történő használata engedélyköteles?Könnyen készíthetők vele jó megjelenésű jegyzőkönyvek? E kérdések azért fontosak ,mert a jó szoftver fontos része a tartós üzleti kapcsolatnak.
