Zaacuteklady praacutece s IČT kamerou

Ing Jan Sova Centrum termografie

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Program školeniacute

Fyzikaacutelniacute principy termografie

Principy a funkce IČT kamery

Nejistoty termografickeacuteho měřeniacute

ČSN EN 13187 a ČSN EN 18434-1

Software pro termografii

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Fyzikaacutelniacute principy termografie

Vnitřniacute energie teplota teplo a přenos tepla

Elektromagnetickeacute spektrum tepelneacute zaacuteřeniacute

Historie poznaacuteniacute infračerveneacuteho zaacuteřeniacute

Černeacute těleso a zdroje referenčniacuteho zaacuteřeniacute

Emisivita činiteleacute ovlivňujiacuteciacute emisivitu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vnitřniacute energie

Vnitřniacute energie tělesa je energie všech čaacutestic z nichž se

těleso sklaacutedaacute

Jde předevšiacutem o kinetickou energii a potenciaacutelniacute energii

atomaacuterniacutech a subatomaacuterniacutech čaacutestic

Vnitřniacute energie ovlivňuje vlastnost a stav laacutetky Napřiacuteklad

kinetickaacute energie čaacutestic se na tělese projevuje jako

teplota

Potenciaacutelniacute energie se pohybuje jako pevnost tělesa

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vnitřniacute energie

dislokačniacute pohyb

oscilace molekul

a dalšiacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota

Statistickyacute pojem

Vhodnyacute k popisu stavu systeacutemu s velkyacutem počtem

hmotnyacutech čaacutestic

Souvisiacute s vnitřniacute kinetickou energiiacute neuspořaacutedaneacuteho

pohybu čaacutestic

Rozdiacutel či rovnost teplot určuje ze ktereacuteho tělesa na ktereacute

bude probiacutehat přenos tepla či nastane termodynamickaacute

rovnovaacuteha

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplo

Teplo je čaacutest vnitřniacute energie kterou těleso (přesněji

systeacutem) vyměniacute s jinyacutem tělesem aniž by při tom nutně

dochaacutezelo ke konaacuteniacute praacutece

Podle kinetickeacute teorie se při tepelneacute vyacuteměně předaacutevaacute

kinetickaacute energie neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic z nichž

se sklaacutedaacute systeacutem kteryacute teplo předaacutevaacute i systeacutem kteryacute

teplo přejiacutemaacute Ve skutečnosti je potřeba počiacutetat i

s dalšiacutemi silami ktereacute mezi čaacutesticemi působiacute ale pro

zaacutekladniacute představu o tom co teplo je uacutevaha o předaacutevaacuteniacute

kinetickeacute energie dostačuje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota x teplo

Teplota tělesa popisuje jeho stav a souvisiacute s kinetickou

energiiacute čaacutestic z nichž je těleso složeno Podle kinetickeacute

teorie je teplota uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekuly

jednoatomoveacuteho (ideaacutelniacuteho) plynu Teplota je pojem

statistickyacute kteryacute je vhodnyacute k popisu chovaacuteniacute systeacutemů

s velkyacutem počtem čaacutestic

Teplo popisuje děj při němž si různaacute tělesa předaacutevajiacute

svou vnitřniacute energii

Pozor Teplo neniacute to sameacute jako vnitřniacute energie tělesa

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - interpretace

Kinetickaacute teorie laacutetek

bull absolutniacute teplota je uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekul jednoatomoveacuteho

ideaacutelniacuteho plynu

Termodynamickaacute definice teploty

bull poměr dvou termodynamickyacutech teplot je rovnyacute poměru tepla

odevzdaneacuteho chladiči a tepla přijateacuteho od ohřiacutevače při vratneacutem

Carnotově cyklu pracujiacuteciacutem mezi těmito dvěma teplotami

Statistickaacute fyzika

bull teplota zde je funkciacute rozlišitelnyacutech mikrostavů počet mikrostavů je

u běžnyacutech systeacutemů prudce rostouciacute funkciacute energie systeacutemu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - měřeniacute

Dotykoveacute měřeniacute teploty

bull uvede do vzaacutejemneacuteho styku těleso jehož teplotu chceme měřit a

srovnaacutevaciacute těleso Po vytvořeniacute tepelneacute rovnovaacutehy je teplota

tělesa rovna teplotě srovnaacutevaciacuteho tělesa ktereacute se obvykle

nazyacutevaacute teploměrem

Bezdotykoveacute měřeniacute teploty

bull měřiacuteme elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute ktereacute je dle Planckova

vyzařovaciacuteho zaacutekona

bull do hry vstupujiacute zcela jineacute zdroje nejistot než v přiacutepadě dotykoveacuteho

měřeniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Program školeniacute

Fyzikaacutelniacute principy termografie

Principy a funkce IČT kamery

Nejistoty termografickeacuteho měřeniacute

ČSN EN 13187 a ČSN EN 18434-1

Software pro termografii

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Fyzikaacutelniacute principy termografie

Vnitřniacute energie teplota teplo a přenos tepla

Elektromagnetickeacute spektrum tepelneacute zaacuteřeniacute

Historie poznaacuteniacute infračerveneacuteho zaacuteřeniacute

Černeacute těleso a zdroje referenčniacuteho zaacuteřeniacute

Emisivita činiteleacute ovlivňujiacuteciacute emisivitu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vnitřniacute energie

Vnitřniacute energie tělesa je energie všech čaacutestic z nichž se

těleso sklaacutedaacute

Jde předevšiacutem o kinetickou energii a potenciaacutelniacute energii

atomaacuterniacutech a subatomaacuterniacutech čaacutestic

Vnitřniacute energie ovlivňuje vlastnost a stav laacutetky Napřiacuteklad

kinetickaacute energie čaacutestic se na tělese projevuje jako

teplota

Potenciaacutelniacute energie se pohybuje jako pevnost tělesa

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vnitřniacute energie

dislokačniacute pohyb

oscilace molekul

a dalšiacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota

Statistickyacute pojem

Vhodnyacute k popisu stavu systeacutemu s velkyacutem počtem

hmotnyacutech čaacutestic

Souvisiacute s vnitřniacute kinetickou energiiacute neuspořaacutedaneacuteho

pohybu čaacutestic

Rozdiacutel či rovnost teplot určuje ze ktereacuteho tělesa na ktereacute

bude probiacutehat přenos tepla či nastane termodynamickaacute

rovnovaacuteha

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplo

Teplo je čaacutest vnitřniacute energie kterou těleso (přesněji

systeacutem) vyměniacute s jinyacutem tělesem aniž by při tom nutně

dochaacutezelo ke konaacuteniacute praacutece

Podle kinetickeacute teorie se při tepelneacute vyacuteměně předaacutevaacute

kinetickaacute energie neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic z nichž

se sklaacutedaacute systeacutem kteryacute teplo předaacutevaacute i systeacutem kteryacute

teplo přejiacutemaacute Ve skutečnosti je potřeba počiacutetat i

s dalšiacutemi silami ktereacute mezi čaacutesticemi působiacute ale pro

zaacutekladniacute představu o tom co teplo je uacutevaha o předaacutevaacuteniacute

kinetickeacute energie dostačuje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota x teplo

Teplota tělesa popisuje jeho stav a souvisiacute s kinetickou

energiiacute čaacutestic z nichž je těleso složeno Podle kinetickeacute

teorie je teplota uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekuly

jednoatomoveacuteho (ideaacutelniacuteho) plynu Teplota je pojem

statistickyacute kteryacute je vhodnyacute k popisu chovaacuteniacute systeacutemů

s velkyacutem počtem čaacutestic

Teplo popisuje děj při němž si různaacute tělesa předaacutevajiacute

svou vnitřniacute energii

Pozor Teplo neniacute to sameacute jako vnitřniacute energie tělesa

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - interpretace

Kinetickaacute teorie laacutetek

bull absolutniacute teplota je uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekul jednoatomoveacuteho

ideaacutelniacuteho plynu

Termodynamickaacute definice teploty

bull poměr dvou termodynamickyacutech teplot je rovnyacute poměru tepla

odevzdaneacuteho chladiči a tepla přijateacuteho od ohřiacutevače při vratneacutem

Carnotově cyklu pracujiacuteciacutem mezi těmito dvěma teplotami

Statistickaacute fyzika

bull teplota zde je funkciacute rozlišitelnyacutech mikrostavů počet mikrostavů je

u běžnyacutech systeacutemů prudce rostouciacute funkciacute energie systeacutemu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - měřeniacute

Dotykoveacute měřeniacute teploty

bull uvede do vzaacutejemneacuteho styku těleso jehož teplotu chceme měřit a

srovnaacutevaciacute těleso Po vytvořeniacute tepelneacute rovnovaacutehy je teplota

tělesa rovna teplotě srovnaacutevaciacuteho tělesa ktereacute se obvykle

nazyacutevaacute teploměrem

Bezdotykoveacute měřeniacute teploty

bull měřiacuteme elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute ktereacute je dle Planckova

vyzařovaciacuteho zaacutekona

bull do hry vstupujiacute zcela jineacute zdroje nejistot než v přiacutepadě dotykoveacuteho

měřeniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Fyzikaacutelniacute principy termografie

Vnitřniacute energie teplota teplo a přenos tepla

Elektromagnetickeacute spektrum tepelneacute zaacuteřeniacute

Historie poznaacuteniacute infračerveneacuteho zaacuteřeniacute

Černeacute těleso a zdroje referenčniacuteho zaacuteřeniacute

Emisivita činiteleacute ovlivňujiacuteciacute emisivitu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vnitřniacute energie

Vnitřniacute energie tělesa je energie všech čaacutestic z nichž se

těleso sklaacutedaacute

Jde předevšiacutem o kinetickou energii a potenciaacutelniacute energii

atomaacuterniacutech a subatomaacuterniacutech čaacutestic

Vnitřniacute energie ovlivňuje vlastnost a stav laacutetky Napřiacuteklad

kinetickaacute energie čaacutestic se na tělese projevuje jako

teplota

Potenciaacutelniacute energie se pohybuje jako pevnost tělesa

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vnitřniacute energie

dislokačniacute pohyb

oscilace molekul

a dalšiacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota

Statistickyacute pojem

Vhodnyacute k popisu stavu systeacutemu s velkyacutem počtem

hmotnyacutech čaacutestic

Souvisiacute s vnitřniacute kinetickou energiiacute neuspořaacutedaneacuteho

pohybu čaacutestic

Rozdiacutel či rovnost teplot určuje ze ktereacuteho tělesa na ktereacute

bude probiacutehat přenos tepla či nastane termodynamickaacute

rovnovaacuteha

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplo

Teplo je čaacutest vnitřniacute energie kterou těleso (přesněji

systeacutem) vyměniacute s jinyacutem tělesem aniž by při tom nutně

dochaacutezelo ke konaacuteniacute praacutece

Podle kinetickeacute teorie se při tepelneacute vyacuteměně předaacutevaacute

kinetickaacute energie neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic z nichž

se sklaacutedaacute systeacutem kteryacute teplo předaacutevaacute i systeacutem kteryacute

teplo přejiacutemaacute Ve skutečnosti je potřeba počiacutetat i

s dalšiacutemi silami ktereacute mezi čaacutesticemi působiacute ale pro

zaacutekladniacute představu o tom co teplo je uacutevaha o předaacutevaacuteniacute

kinetickeacute energie dostačuje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota x teplo

Teplota tělesa popisuje jeho stav a souvisiacute s kinetickou

energiiacute čaacutestic z nichž je těleso složeno Podle kinetickeacute

teorie je teplota uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekuly

jednoatomoveacuteho (ideaacutelniacuteho) plynu Teplota je pojem

statistickyacute kteryacute je vhodnyacute k popisu chovaacuteniacute systeacutemů

s velkyacutem počtem čaacutestic

Teplo popisuje děj při němž si různaacute tělesa předaacutevajiacute

svou vnitřniacute energii

Pozor Teplo neniacute to sameacute jako vnitřniacute energie tělesa

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - interpretace

Kinetickaacute teorie laacutetek

bull absolutniacute teplota je uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekul jednoatomoveacuteho

ideaacutelniacuteho plynu

Termodynamickaacute definice teploty

bull poměr dvou termodynamickyacutech teplot je rovnyacute poměru tepla

odevzdaneacuteho chladiči a tepla přijateacuteho od ohřiacutevače při vratneacutem

Carnotově cyklu pracujiacuteciacutem mezi těmito dvěma teplotami

Statistickaacute fyzika

bull teplota zde je funkciacute rozlišitelnyacutech mikrostavů počet mikrostavů je

u běžnyacutech systeacutemů prudce rostouciacute funkciacute energie systeacutemu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - měřeniacute

Dotykoveacute měřeniacute teploty

bull uvede do vzaacutejemneacuteho styku těleso jehož teplotu chceme měřit a

srovnaacutevaciacute těleso Po vytvořeniacute tepelneacute rovnovaacutehy je teplota

tělesa rovna teplotě srovnaacutevaciacuteho tělesa ktereacute se obvykle

nazyacutevaacute teploměrem

Bezdotykoveacute měřeniacute teploty

bull měřiacuteme elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute ktereacute je dle Planckova

vyzařovaciacuteho zaacutekona

bull do hry vstupujiacute zcela jineacute zdroje nejistot než v přiacutepadě dotykoveacuteho

měřeniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vnitřniacute energie

Vnitřniacute energie tělesa je energie všech čaacutestic z nichž se

těleso sklaacutedaacute

Jde předevšiacutem o kinetickou energii a potenciaacutelniacute energii

atomaacuterniacutech a subatomaacuterniacutech čaacutestic

Vnitřniacute energie ovlivňuje vlastnost a stav laacutetky Napřiacuteklad

kinetickaacute energie čaacutestic se na tělese projevuje jako

teplota

Potenciaacutelniacute energie se pohybuje jako pevnost tělesa

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vnitřniacute energie

dislokačniacute pohyb

oscilace molekul

a dalšiacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota

Statistickyacute pojem

Vhodnyacute k popisu stavu systeacutemu s velkyacutem počtem

hmotnyacutech čaacutestic

Souvisiacute s vnitřniacute kinetickou energiiacute neuspořaacutedaneacuteho

pohybu čaacutestic

Rozdiacutel či rovnost teplot určuje ze ktereacuteho tělesa na ktereacute

bude probiacutehat přenos tepla či nastane termodynamickaacute

rovnovaacuteha

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplo

Teplo je čaacutest vnitřniacute energie kterou těleso (přesněji

systeacutem) vyměniacute s jinyacutem tělesem aniž by při tom nutně

dochaacutezelo ke konaacuteniacute praacutece

Podle kinetickeacute teorie se při tepelneacute vyacuteměně předaacutevaacute

kinetickaacute energie neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic z nichž

se sklaacutedaacute systeacutem kteryacute teplo předaacutevaacute i systeacutem kteryacute

teplo přejiacutemaacute Ve skutečnosti je potřeba počiacutetat i

s dalšiacutemi silami ktereacute mezi čaacutesticemi působiacute ale pro

zaacutekladniacute představu o tom co teplo je uacutevaha o předaacutevaacuteniacute

kinetickeacute energie dostačuje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota x teplo

Teplota tělesa popisuje jeho stav a souvisiacute s kinetickou

energiiacute čaacutestic z nichž je těleso složeno Podle kinetickeacute

teorie je teplota uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekuly

jednoatomoveacuteho (ideaacutelniacuteho) plynu Teplota je pojem

statistickyacute kteryacute je vhodnyacute k popisu chovaacuteniacute systeacutemů

s velkyacutem počtem čaacutestic

Teplo popisuje děj při němž si různaacute tělesa předaacutevajiacute

svou vnitřniacute energii

Pozor Teplo neniacute to sameacute jako vnitřniacute energie tělesa

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - interpretace

Kinetickaacute teorie laacutetek

bull absolutniacute teplota je uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekul jednoatomoveacuteho

ideaacutelniacuteho plynu

Termodynamickaacute definice teploty

bull poměr dvou termodynamickyacutech teplot je rovnyacute poměru tepla

odevzdaneacuteho chladiči a tepla přijateacuteho od ohřiacutevače při vratneacutem

Carnotově cyklu pracujiacuteciacutem mezi těmito dvěma teplotami

Statistickaacute fyzika

bull teplota zde je funkciacute rozlišitelnyacutech mikrostavů počet mikrostavů je

u běžnyacutech systeacutemů prudce rostouciacute funkciacute energie systeacutemu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - měřeniacute

Dotykoveacute měřeniacute teploty

bull uvede do vzaacutejemneacuteho styku těleso jehož teplotu chceme měřit a

srovnaacutevaciacute těleso Po vytvořeniacute tepelneacute rovnovaacutehy je teplota

tělesa rovna teplotě srovnaacutevaciacuteho tělesa ktereacute se obvykle

nazyacutevaacute teploměrem

Bezdotykoveacute měřeniacute teploty

bull měřiacuteme elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute ktereacute je dle Planckova

vyzařovaciacuteho zaacutekona

bull do hry vstupujiacute zcela jineacute zdroje nejistot než v přiacutepadě dotykoveacuteho

měřeniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vnitřniacute energie

dislokačniacute pohyb

oscilace molekul

a dalšiacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota

Statistickyacute pojem

Vhodnyacute k popisu stavu systeacutemu s velkyacutem počtem

hmotnyacutech čaacutestic

Souvisiacute s vnitřniacute kinetickou energiiacute neuspořaacutedaneacuteho

pohybu čaacutestic

Rozdiacutel či rovnost teplot určuje ze ktereacuteho tělesa na ktereacute

bude probiacutehat přenos tepla či nastane termodynamickaacute

rovnovaacuteha

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplo

Teplo je čaacutest vnitřniacute energie kterou těleso (přesněji

systeacutem) vyměniacute s jinyacutem tělesem aniž by při tom nutně

dochaacutezelo ke konaacuteniacute praacutece

Podle kinetickeacute teorie se při tepelneacute vyacuteměně předaacutevaacute

kinetickaacute energie neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic z nichž

se sklaacutedaacute systeacutem kteryacute teplo předaacutevaacute i systeacutem kteryacute

teplo přejiacutemaacute Ve skutečnosti je potřeba počiacutetat i

s dalšiacutemi silami ktereacute mezi čaacutesticemi působiacute ale pro

zaacutekladniacute představu o tom co teplo je uacutevaha o předaacutevaacuteniacute

kinetickeacute energie dostačuje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota x teplo

Teplota tělesa popisuje jeho stav a souvisiacute s kinetickou

energiiacute čaacutestic z nichž je těleso složeno Podle kinetickeacute

teorie je teplota uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekuly

jednoatomoveacuteho (ideaacutelniacuteho) plynu Teplota je pojem

statistickyacute kteryacute je vhodnyacute k popisu chovaacuteniacute systeacutemů

s velkyacutem počtem čaacutestic

Teplo popisuje děj při němž si různaacute tělesa předaacutevajiacute

svou vnitřniacute energii

Pozor Teplo neniacute to sameacute jako vnitřniacute energie tělesa

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - interpretace

Kinetickaacute teorie laacutetek

bull absolutniacute teplota je uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekul jednoatomoveacuteho

ideaacutelniacuteho plynu

Termodynamickaacute definice teploty

bull poměr dvou termodynamickyacutech teplot je rovnyacute poměru tepla

odevzdaneacuteho chladiči a tepla přijateacuteho od ohřiacutevače při vratneacutem

Carnotově cyklu pracujiacuteciacutem mezi těmito dvěma teplotami

Statistickaacute fyzika

bull teplota zde je funkciacute rozlišitelnyacutech mikrostavů počet mikrostavů je

u běžnyacutech systeacutemů prudce rostouciacute funkciacute energie systeacutemu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - měřeniacute

Dotykoveacute měřeniacute teploty

bull uvede do vzaacutejemneacuteho styku těleso jehož teplotu chceme měřit a

srovnaacutevaciacute těleso Po vytvořeniacute tepelneacute rovnovaacutehy je teplota

tělesa rovna teplotě srovnaacutevaciacuteho tělesa ktereacute se obvykle

nazyacutevaacute teploměrem

Bezdotykoveacute měřeniacute teploty

bull měřiacuteme elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute ktereacute je dle Planckova

vyzařovaciacuteho zaacutekona

bull do hry vstupujiacute zcela jineacute zdroje nejistot než v přiacutepadě dotykoveacuteho

měřeniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota

Statistickyacute pojem

Vhodnyacute k popisu stavu systeacutemu s velkyacutem počtem

hmotnyacutech čaacutestic

Souvisiacute s vnitřniacute kinetickou energiiacute neuspořaacutedaneacuteho

pohybu čaacutestic

Rozdiacutel či rovnost teplot určuje ze ktereacuteho tělesa na ktereacute

bude probiacutehat přenos tepla či nastane termodynamickaacute

rovnovaacuteha

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplo

Teplo je čaacutest vnitřniacute energie kterou těleso (přesněji

systeacutem) vyměniacute s jinyacutem tělesem aniž by při tom nutně

dochaacutezelo ke konaacuteniacute praacutece

Podle kinetickeacute teorie se při tepelneacute vyacuteměně předaacutevaacute

kinetickaacute energie neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic z nichž

se sklaacutedaacute systeacutem kteryacute teplo předaacutevaacute i systeacutem kteryacute

teplo přejiacutemaacute Ve skutečnosti je potřeba počiacutetat i

s dalšiacutemi silami ktereacute mezi čaacutesticemi působiacute ale pro

zaacutekladniacute představu o tom co teplo je uacutevaha o předaacutevaacuteniacute

kinetickeacute energie dostačuje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota x teplo

Teplota tělesa popisuje jeho stav a souvisiacute s kinetickou

energiiacute čaacutestic z nichž je těleso složeno Podle kinetickeacute

teorie je teplota uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekuly

jednoatomoveacuteho (ideaacutelniacuteho) plynu Teplota je pojem

statistickyacute kteryacute je vhodnyacute k popisu chovaacuteniacute systeacutemů

s velkyacutem počtem čaacutestic

Teplo popisuje děj při němž si různaacute tělesa předaacutevajiacute

svou vnitřniacute energii

Pozor Teplo neniacute to sameacute jako vnitřniacute energie tělesa

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - interpretace

Kinetickaacute teorie laacutetek

bull absolutniacute teplota je uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekul jednoatomoveacuteho

ideaacutelniacuteho plynu

Termodynamickaacute definice teploty

bull poměr dvou termodynamickyacutech teplot je rovnyacute poměru tepla

odevzdaneacuteho chladiči a tepla přijateacuteho od ohřiacutevače při vratneacutem

Carnotově cyklu pracujiacuteciacutem mezi těmito dvěma teplotami

Statistickaacute fyzika

bull teplota zde je funkciacute rozlišitelnyacutech mikrostavů počet mikrostavů je

u běžnyacutech systeacutemů prudce rostouciacute funkciacute energie systeacutemu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - měřeniacute

Dotykoveacute měřeniacute teploty

bull uvede do vzaacutejemneacuteho styku těleso jehož teplotu chceme měřit a

srovnaacutevaciacute těleso Po vytvořeniacute tepelneacute rovnovaacutehy je teplota

tělesa rovna teplotě srovnaacutevaciacuteho tělesa ktereacute se obvykle

nazyacutevaacute teploměrem

Bezdotykoveacute měřeniacute teploty

bull měřiacuteme elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute ktereacute je dle Planckova

vyzařovaciacuteho zaacutekona

bull do hry vstupujiacute zcela jineacute zdroje nejistot než v přiacutepadě dotykoveacuteho

měřeniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplo

Teplo je čaacutest vnitřniacute energie kterou těleso (přesněji

systeacutem) vyměniacute s jinyacutem tělesem aniž by při tom nutně

dochaacutezelo ke konaacuteniacute praacutece

Podle kinetickeacute teorie se při tepelneacute vyacuteměně předaacutevaacute

kinetickaacute energie neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic z nichž

se sklaacutedaacute systeacutem kteryacute teplo předaacutevaacute i systeacutem kteryacute

teplo přejiacutemaacute Ve skutečnosti je potřeba počiacutetat i

s dalšiacutemi silami ktereacute mezi čaacutesticemi působiacute ale pro

zaacutekladniacute představu o tom co teplo je uacutevaha o předaacutevaacuteniacute

kinetickeacute energie dostačuje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota x teplo

Teplota tělesa popisuje jeho stav a souvisiacute s kinetickou

energiiacute čaacutestic z nichž je těleso složeno Podle kinetickeacute

teorie je teplota uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekuly

jednoatomoveacuteho (ideaacutelniacuteho) plynu Teplota je pojem

statistickyacute kteryacute je vhodnyacute k popisu chovaacuteniacute systeacutemů

s velkyacutem počtem čaacutestic

Teplo popisuje děj při němž si různaacute tělesa předaacutevajiacute

svou vnitřniacute energii

Pozor Teplo neniacute to sameacute jako vnitřniacute energie tělesa

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - interpretace

Kinetickaacute teorie laacutetek

bull absolutniacute teplota je uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekul jednoatomoveacuteho

ideaacutelniacuteho plynu

Termodynamickaacute definice teploty

bull poměr dvou termodynamickyacutech teplot je rovnyacute poměru tepla

odevzdaneacuteho chladiči a tepla přijateacuteho od ohřiacutevače při vratneacutem

Carnotově cyklu pracujiacuteciacutem mezi těmito dvěma teplotami

Statistickaacute fyzika

bull teplota zde je funkciacute rozlišitelnyacutech mikrostavů počet mikrostavů je

u běžnyacutech systeacutemů prudce rostouciacute funkciacute energie systeacutemu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - měřeniacute

Dotykoveacute měřeniacute teploty

bull uvede do vzaacutejemneacuteho styku těleso jehož teplotu chceme měřit a

srovnaacutevaciacute těleso Po vytvořeniacute tepelneacute rovnovaacutehy je teplota

tělesa rovna teplotě srovnaacutevaciacuteho tělesa ktereacute se obvykle

nazyacutevaacute teploměrem

Bezdotykoveacute měřeniacute teploty

bull měřiacuteme elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute ktereacute je dle Planckova

vyzařovaciacuteho zaacutekona

bull do hry vstupujiacute zcela jineacute zdroje nejistot než v přiacutepadě dotykoveacuteho

měřeniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota x teplo

Teplota tělesa popisuje jeho stav a souvisiacute s kinetickou

energiiacute čaacutestic z nichž je těleso složeno Podle kinetickeacute

teorie je teplota uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekuly

jednoatomoveacuteho (ideaacutelniacuteho) plynu Teplota je pojem

statistickyacute kteryacute je vhodnyacute k popisu chovaacuteniacute systeacutemů

s velkyacutem počtem čaacutestic

Teplo popisuje děj při němž si různaacute tělesa předaacutevajiacute

svou vnitřniacute energii

Pozor Teplo neniacute to sameacute jako vnitřniacute energie tělesa

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - interpretace

Kinetickaacute teorie laacutetek

bull absolutniacute teplota je uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekul jednoatomoveacuteho

ideaacutelniacuteho plynu

Termodynamickaacute definice teploty

bull poměr dvou termodynamickyacutech teplot je rovnyacute poměru tepla

odevzdaneacuteho chladiči a tepla přijateacuteho od ohřiacutevače při vratneacutem

Carnotově cyklu pracujiacuteciacutem mezi těmito dvěma teplotami

Statistickaacute fyzika

bull teplota zde je funkciacute rozlišitelnyacutech mikrostavů počet mikrostavů je

u běžnyacutech systeacutemů prudce rostouciacute funkciacute energie systeacutemu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - měřeniacute

Dotykoveacute měřeniacute teploty

bull uvede do vzaacutejemneacuteho styku těleso jehož teplotu chceme měřit a

srovnaacutevaciacute těleso Po vytvořeniacute tepelneacute rovnovaacutehy je teplota

tělesa rovna teplotě srovnaacutevaciacuteho tělesa ktereacute se obvykle

nazyacutevaacute teploměrem

Bezdotykoveacute měřeniacute teploty

bull měřiacuteme elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute ktereacute je dle Planckova

vyzařovaciacuteho zaacutekona

bull do hry vstupujiacute zcela jineacute zdroje nejistot než v přiacutepadě dotykoveacuteho

měřeniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - interpretace

Kinetickaacute teorie laacutetek

bull absolutniacute teplota je uacuteměrnaacute středniacute kinetickeacute energii

neuspořaacutedaneacuteho posuvneacuteho pohybu molekul jednoatomoveacuteho

ideaacutelniacuteho plynu

Termodynamickaacute definice teploty

bull poměr dvou termodynamickyacutech teplot je rovnyacute poměru tepla

odevzdaneacuteho chladiči a tepla přijateacuteho od ohřiacutevače při vratneacutem

Carnotově cyklu pracujiacuteciacutem mezi těmito dvěma teplotami

Statistickaacute fyzika

bull teplota zde je funkciacute rozlišitelnyacutech mikrostavů počet mikrostavů je

u běžnyacutech systeacutemů prudce rostouciacute funkciacute energie systeacutemu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - měřeniacute

Dotykoveacute měřeniacute teploty

bull uvede do vzaacutejemneacuteho styku těleso jehož teplotu chceme měřit a

srovnaacutevaciacute těleso Po vytvořeniacute tepelneacute rovnovaacutehy je teplota

tělesa rovna teplotě srovnaacutevaciacuteho tělesa ktereacute se obvykle

nazyacutevaacute teploměrem

Bezdotykoveacute měřeniacute teploty

bull měřiacuteme elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute ktereacute je dle Planckova

vyzařovaciacuteho zaacutekona

bull do hry vstupujiacute zcela jineacute zdroje nejistot než v přiacutepadě dotykoveacuteho

měřeniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplota - měřeniacute

Dotykoveacute měřeniacute teploty

bull uvede do vzaacutejemneacuteho styku těleso jehož teplotu chceme měřit a

srovnaacutevaciacute těleso Po vytvořeniacute tepelneacute rovnovaacutehy je teplota

tělesa rovna teplotě srovnaacutevaciacuteho tělesa ktereacute se obvykle

nazyacutevaacute teploměrem

Bezdotykoveacute měřeniacute teploty

bull měřiacuteme elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute ktereacute je dle Planckova

vyzařovaciacuteho zaacutekona

bull do hry vstupujiacute zcela jineacute zdroje nejistot než v přiacutepadě dotykoveacuteho

měřeniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Srovnaacuteniacute metod

Dotykoveacute měřeniacute teploty

bull lze dosaacutehnout velmi vysokeacute přesnosti

bull meacuteně citliveacute na různeacute zdroje nejistot

bull obecně levnějšiacute

Bezdotykoveacute měřeniacute teploty

bull vysokaacute citlivost (až 10 mK)

bull velmi vysokaacute rychlost sniacutemaacuteniacute (až 1000x za sekundu)

bull měřeniacute pohybujiacuteciacutech se a vzdaacutelenyacutech objektů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplo a přenos tepla

Teplo se šiacuteřiacute od miacutesta s vyššiacute teplotou k miacutestu s nižšiacute

teplotou

Teplo je miacutera změny vnitřniacute energie systeacutemu při styku s

jinyacutem systeacutemem aniž by přitom dochaacutezelo ke konaacuteniacute

praacutece

Způsoby přenosu tepla

bull Vedeniacute

bull Prouděniacute

bull Tepelneacute zaacuteřeniacute (saacutelaacuteniacute)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Historie poznaacuteniacute IR zaacuteřeniacute

V roce 1800 William Herschel objevil bdquotemneacute zaacuteřeniacuteldquo při

rozkladu světla hranolem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Historie poznaacuteniacute IR zaacuteřeniacute

Herschelův pokus byl opakovaacuten (nezbytnost vhodneacuteho

materiaacutelu)

V roce 1830 Meloni objevil propustnost NaCl pro

infračerveneacute zaacuteřeniacute

V roce 1859 přichaacutezi Kirchoff se obecnou teoriiacute emise a

radiace (schopnost laacutetky emitovat zaacuteřeniacute je rovna

schopnosti zaacuteřeniacute pohlcovat)

Konstrukce pojmu černeacuteho tělesa jako tělesa s absolutniacute

pohltivostiacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Historie poznaacuteniacute IR zaacuteřeniacute

V roce 1884 byl formulovaacuten Stefanův-Boltzmannův zaacutekon

V roce 1893 byl empiricky odvozen Wienův posunovaciacute

zaacutekon

V roce 1899 přišel Planck s myšlenkou že emise a

absorpce zaacuteřiveacute energie se může diacutet jen po celistvyacutech

naacutesobciacutech kvanta

V roce 1900 100 let o objeveniacute infračerveneacuteho zaacuteřeniacute

formuluje Planck tzv Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

V roce 1905 přichaacuteziacute Albert Einstein se vztahem pro

fotoelektrickyacute jev

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Prvniacute detektory IR zaacuteřeniacute

Langleyův bolometr v roce 1880

bull K jeho konstrukci byly použity dva tenkeacute platinoveacute plaacutetky zapojeneacute

jako dvě větve Wheatsonova můstku Langley pokračoval ve

vyacutevoji sveacuteho detektoru a po 20 letech se mu podařilo zvyacutešit

citlivost 400x

V roce 1901 jeden z prvniacutech patentů v pyrometrii

bull Navrženyacute přiacutestroj použiacuteval optickou soustavu přičemž konstrukciacute

se jednalo v podstatě o Newtonův dalekohled s tepelnyacutem

termoelektrickyacutem detektorem a vyacutestupniacute elektrickyacute signaacutel byl

měřen přesnyacutem galvanometrem Dnes bychom tento přiacutestroj

nazvali jako uacutehrnyacute (širokopaacutesmovyacute) radiačniacute pyrometr

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Feacuteryho pyrometr

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Elektromagnetickeacute spektrum

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stefanův-Boltzmannův zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Wienův posunovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

Poměr intenzity vyzařovaacuteniacute reaacutelneacuteho tělesa k intenzitě

vyzařovaacuteniacute absolutně černeacuteho tělesa se stejnou teplotou

Vyjadřuje tak schopnost tělesa vyzařovat teplo ve formě

tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Čiacutem menšiacute emisivita tiacutem meacuteně energie těleso při daneacute

teplotě vyzaacuteřiacute

Rozlišujeme

bull Černaacute tělesa

bull Šedaacute tělesa

bull Selektivniacute zaacuteřiče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Šedeacute těleso selektivniacute zaacuteřič

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Naacutezornyacute vliv emisivity

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Teplo a přenos tepla

Teplo se šiacuteřiacute od miacutesta s vyššiacute teplotou k miacutestu s nižšiacute

teplotou

Teplo je miacutera změny vnitřniacute energie systeacutemu při styku s

jinyacutem systeacutemem aniž by přitom dochaacutezelo ke konaacuteniacute

praacutece

Způsoby přenosu tepla

bull Vedeniacute

bull Prouděniacute

bull Tepelneacute zaacuteřeniacute (saacutelaacuteniacute)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Historie poznaacuteniacute IR zaacuteřeniacute

V roce 1800 William Herschel objevil bdquotemneacute zaacuteřeniacuteldquo při

rozkladu světla hranolem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Historie poznaacuteniacute IR zaacuteřeniacute

Herschelův pokus byl opakovaacuten (nezbytnost vhodneacuteho

materiaacutelu)

V roce 1830 Meloni objevil propustnost NaCl pro

infračerveneacute zaacuteřeniacute

V roce 1859 přichaacutezi Kirchoff se obecnou teoriiacute emise a

radiace (schopnost laacutetky emitovat zaacuteřeniacute je rovna

schopnosti zaacuteřeniacute pohlcovat)

Konstrukce pojmu černeacuteho tělesa jako tělesa s absolutniacute

pohltivostiacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Historie poznaacuteniacute IR zaacuteřeniacute

V roce 1884 byl formulovaacuten Stefanův-Boltzmannův zaacutekon

V roce 1893 byl empiricky odvozen Wienův posunovaciacute

zaacutekon

V roce 1899 přišel Planck s myšlenkou že emise a

absorpce zaacuteřiveacute energie se může diacutet jen po celistvyacutech

naacutesobciacutech kvanta

V roce 1900 100 let o objeveniacute infračerveneacuteho zaacuteřeniacute

formuluje Planck tzv Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

V roce 1905 přichaacuteziacute Albert Einstein se vztahem pro

fotoelektrickyacute jev

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Prvniacute detektory IR zaacuteřeniacute

Langleyův bolometr v roce 1880

bull K jeho konstrukci byly použity dva tenkeacute platinoveacute plaacutetky zapojeneacute

jako dvě větve Wheatsonova můstku Langley pokračoval ve

vyacutevoji sveacuteho detektoru a po 20 letech se mu podařilo zvyacutešit

citlivost 400x

V roce 1901 jeden z prvniacutech patentů v pyrometrii

bull Navrženyacute přiacutestroj použiacuteval optickou soustavu přičemž konstrukciacute

se jednalo v podstatě o Newtonův dalekohled s tepelnyacutem

termoelektrickyacutem detektorem a vyacutestupniacute elektrickyacute signaacutel byl

měřen přesnyacutem galvanometrem Dnes bychom tento přiacutestroj

nazvali jako uacutehrnyacute (širokopaacutesmovyacute) radiačniacute pyrometr

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Feacuteryho pyrometr

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Elektromagnetickeacute spektrum

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stefanův-Boltzmannův zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Wienův posunovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

Poměr intenzity vyzařovaacuteniacute reaacutelneacuteho tělesa k intenzitě

vyzařovaacuteniacute absolutně černeacuteho tělesa se stejnou teplotou

Vyjadřuje tak schopnost tělesa vyzařovat teplo ve formě

tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Čiacutem menšiacute emisivita tiacutem meacuteně energie těleso při daneacute

teplotě vyzaacuteřiacute

Rozlišujeme

bull Černaacute tělesa

bull Šedaacute tělesa

bull Selektivniacute zaacuteřiče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Šedeacute těleso selektivniacute zaacuteřič

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Naacutezornyacute vliv emisivity

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Historie poznaacuteniacute IR zaacuteřeniacute

V roce 1800 William Herschel objevil bdquotemneacute zaacuteřeniacuteldquo při

rozkladu světla hranolem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Historie poznaacuteniacute IR zaacuteřeniacute

Herschelův pokus byl opakovaacuten (nezbytnost vhodneacuteho

materiaacutelu)

V roce 1830 Meloni objevil propustnost NaCl pro

infračerveneacute zaacuteřeniacute

V roce 1859 přichaacutezi Kirchoff se obecnou teoriiacute emise a

radiace (schopnost laacutetky emitovat zaacuteřeniacute je rovna

schopnosti zaacuteřeniacute pohlcovat)

Konstrukce pojmu černeacuteho tělesa jako tělesa s absolutniacute

pohltivostiacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Historie poznaacuteniacute IR zaacuteřeniacute

V roce 1884 byl formulovaacuten Stefanův-Boltzmannův zaacutekon

V roce 1893 byl empiricky odvozen Wienův posunovaciacute

zaacutekon

V roce 1899 přišel Planck s myšlenkou že emise a

absorpce zaacuteřiveacute energie se může diacutet jen po celistvyacutech

naacutesobciacutech kvanta

V roce 1900 100 let o objeveniacute infračerveneacuteho zaacuteřeniacute

formuluje Planck tzv Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

V roce 1905 přichaacuteziacute Albert Einstein se vztahem pro

fotoelektrickyacute jev

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Prvniacute detektory IR zaacuteřeniacute

Langleyův bolometr v roce 1880

bull K jeho konstrukci byly použity dva tenkeacute platinoveacute plaacutetky zapojeneacute

jako dvě větve Wheatsonova můstku Langley pokračoval ve

vyacutevoji sveacuteho detektoru a po 20 letech se mu podařilo zvyacutešit

citlivost 400x

V roce 1901 jeden z prvniacutech patentů v pyrometrii

bull Navrženyacute přiacutestroj použiacuteval optickou soustavu přičemž konstrukciacute

se jednalo v podstatě o Newtonův dalekohled s tepelnyacutem

termoelektrickyacutem detektorem a vyacutestupniacute elektrickyacute signaacutel byl

měřen přesnyacutem galvanometrem Dnes bychom tento přiacutestroj

nazvali jako uacutehrnyacute (širokopaacutesmovyacute) radiačniacute pyrometr

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Feacuteryho pyrometr

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Elektromagnetickeacute spektrum

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stefanův-Boltzmannův zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Wienův posunovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

Poměr intenzity vyzařovaacuteniacute reaacutelneacuteho tělesa k intenzitě

vyzařovaacuteniacute absolutně černeacuteho tělesa se stejnou teplotou

Vyjadřuje tak schopnost tělesa vyzařovat teplo ve formě

tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Čiacutem menšiacute emisivita tiacutem meacuteně energie těleso při daneacute

teplotě vyzaacuteřiacute

Rozlišujeme

bull Černaacute tělesa

bull Šedaacute tělesa

bull Selektivniacute zaacuteřiče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Šedeacute těleso selektivniacute zaacuteřič

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Naacutezornyacute vliv emisivity

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Historie poznaacuteniacute IR zaacuteřeniacute

Herschelův pokus byl opakovaacuten (nezbytnost vhodneacuteho

materiaacutelu)

V roce 1830 Meloni objevil propustnost NaCl pro

infračerveneacute zaacuteřeniacute

V roce 1859 přichaacutezi Kirchoff se obecnou teoriiacute emise a

radiace (schopnost laacutetky emitovat zaacuteřeniacute je rovna

schopnosti zaacuteřeniacute pohlcovat)

Konstrukce pojmu černeacuteho tělesa jako tělesa s absolutniacute

pohltivostiacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Historie poznaacuteniacute IR zaacuteřeniacute

V roce 1884 byl formulovaacuten Stefanův-Boltzmannův zaacutekon

V roce 1893 byl empiricky odvozen Wienův posunovaciacute

zaacutekon

V roce 1899 přišel Planck s myšlenkou že emise a

absorpce zaacuteřiveacute energie se může diacutet jen po celistvyacutech

naacutesobciacutech kvanta

V roce 1900 100 let o objeveniacute infračerveneacuteho zaacuteřeniacute

formuluje Planck tzv Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

V roce 1905 přichaacuteziacute Albert Einstein se vztahem pro

fotoelektrickyacute jev

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Prvniacute detektory IR zaacuteřeniacute

Langleyův bolometr v roce 1880

bull K jeho konstrukci byly použity dva tenkeacute platinoveacute plaacutetky zapojeneacute

jako dvě větve Wheatsonova můstku Langley pokračoval ve

vyacutevoji sveacuteho detektoru a po 20 letech se mu podařilo zvyacutešit

citlivost 400x

V roce 1901 jeden z prvniacutech patentů v pyrometrii

bull Navrženyacute přiacutestroj použiacuteval optickou soustavu přičemž konstrukciacute

se jednalo v podstatě o Newtonův dalekohled s tepelnyacutem

termoelektrickyacutem detektorem a vyacutestupniacute elektrickyacute signaacutel byl

měřen přesnyacutem galvanometrem Dnes bychom tento přiacutestroj

nazvali jako uacutehrnyacute (širokopaacutesmovyacute) radiačniacute pyrometr

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Feacuteryho pyrometr

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Elektromagnetickeacute spektrum

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stefanův-Boltzmannův zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Wienův posunovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

Poměr intenzity vyzařovaacuteniacute reaacutelneacuteho tělesa k intenzitě

vyzařovaacuteniacute absolutně černeacuteho tělesa se stejnou teplotou

Vyjadřuje tak schopnost tělesa vyzařovat teplo ve formě

tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Čiacutem menšiacute emisivita tiacutem meacuteně energie těleso při daneacute

teplotě vyzaacuteřiacute

Rozlišujeme

bull Černaacute tělesa

bull Šedaacute tělesa

bull Selektivniacute zaacuteřiče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Šedeacute těleso selektivniacute zaacuteřič

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Naacutezornyacute vliv emisivity

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Historie poznaacuteniacute IR zaacuteřeniacute

V roce 1884 byl formulovaacuten Stefanův-Boltzmannův zaacutekon

V roce 1893 byl empiricky odvozen Wienův posunovaciacute

zaacutekon

V roce 1899 přišel Planck s myšlenkou že emise a

absorpce zaacuteřiveacute energie se může diacutet jen po celistvyacutech

naacutesobciacutech kvanta

V roce 1900 100 let o objeveniacute infračerveneacuteho zaacuteřeniacute

formuluje Planck tzv Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

V roce 1905 přichaacuteziacute Albert Einstein se vztahem pro

fotoelektrickyacute jev

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Prvniacute detektory IR zaacuteřeniacute

Langleyův bolometr v roce 1880

bull K jeho konstrukci byly použity dva tenkeacute platinoveacute plaacutetky zapojeneacute

jako dvě větve Wheatsonova můstku Langley pokračoval ve

vyacutevoji sveacuteho detektoru a po 20 letech se mu podařilo zvyacutešit

citlivost 400x

V roce 1901 jeden z prvniacutech patentů v pyrometrii

bull Navrženyacute přiacutestroj použiacuteval optickou soustavu přičemž konstrukciacute

se jednalo v podstatě o Newtonův dalekohled s tepelnyacutem

termoelektrickyacutem detektorem a vyacutestupniacute elektrickyacute signaacutel byl

měřen přesnyacutem galvanometrem Dnes bychom tento přiacutestroj

nazvali jako uacutehrnyacute (širokopaacutesmovyacute) radiačniacute pyrometr

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Feacuteryho pyrometr

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Elektromagnetickeacute spektrum

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stefanův-Boltzmannův zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Wienův posunovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

Poměr intenzity vyzařovaacuteniacute reaacutelneacuteho tělesa k intenzitě

vyzařovaacuteniacute absolutně černeacuteho tělesa se stejnou teplotou

Vyjadřuje tak schopnost tělesa vyzařovat teplo ve formě

tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Čiacutem menšiacute emisivita tiacutem meacuteně energie těleso při daneacute

teplotě vyzaacuteřiacute

Rozlišujeme

bull Černaacute tělesa

bull Šedaacute tělesa

bull Selektivniacute zaacuteřiče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Šedeacute těleso selektivniacute zaacuteřič

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Naacutezornyacute vliv emisivity

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Prvniacute detektory IR zaacuteřeniacute

Langleyův bolometr v roce 1880

bull K jeho konstrukci byly použity dva tenkeacute platinoveacute plaacutetky zapojeneacute

jako dvě větve Wheatsonova můstku Langley pokračoval ve

vyacutevoji sveacuteho detektoru a po 20 letech se mu podařilo zvyacutešit

citlivost 400x

V roce 1901 jeden z prvniacutech patentů v pyrometrii

bull Navrženyacute přiacutestroj použiacuteval optickou soustavu přičemž konstrukciacute

se jednalo v podstatě o Newtonův dalekohled s tepelnyacutem

termoelektrickyacutem detektorem a vyacutestupniacute elektrickyacute signaacutel byl

měřen přesnyacutem galvanometrem Dnes bychom tento přiacutestroj

nazvali jako uacutehrnyacute (širokopaacutesmovyacute) radiačniacute pyrometr

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Feacuteryho pyrometr

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Elektromagnetickeacute spektrum

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stefanův-Boltzmannův zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Wienův posunovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

Poměr intenzity vyzařovaacuteniacute reaacutelneacuteho tělesa k intenzitě

vyzařovaacuteniacute absolutně černeacuteho tělesa se stejnou teplotou

Vyjadřuje tak schopnost tělesa vyzařovat teplo ve formě

tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Čiacutem menšiacute emisivita tiacutem meacuteně energie těleso při daneacute

teplotě vyzaacuteřiacute

Rozlišujeme

bull Černaacute tělesa

bull Šedaacute tělesa

bull Selektivniacute zaacuteřiče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Šedeacute těleso selektivniacute zaacuteřič

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Naacutezornyacute vliv emisivity

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Feacuteryho pyrometr

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Elektromagnetickeacute spektrum

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stefanův-Boltzmannův zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Wienův posunovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

Poměr intenzity vyzařovaacuteniacute reaacutelneacuteho tělesa k intenzitě

vyzařovaacuteniacute absolutně černeacuteho tělesa se stejnou teplotou

Vyjadřuje tak schopnost tělesa vyzařovat teplo ve formě

tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Čiacutem menšiacute emisivita tiacutem meacuteně energie těleso při daneacute

teplotě vyzaacuteřiacute

Rozlišujeme

bull Černaacute tělesa

bull Šedaacute tělesa

bull Selektivniacute zaacuteřiče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Šedeacute těleso selektivniacute zaacuteřič

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Naacutezornyacute vliv emisivity

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Elektromagnetickeacute spektrum

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stefanův-Boltzmannův zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Wienův posunovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

Poměr intenzity vyzařovaacuteniacute reaacutelneacuteho tělesa k intenzitě

vyzařovaacuteniacute absolutně černeacuteho tělesa se stejnou teplotou

Vyjadřuje tak schopnost tělesa vyzařovat teplo ve formě

tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Čiacutem menšiacute emisivita tiacutem meacuteně energie těleso při daneacute

teplotě vyzaacuteřiacute

Rozlišujeme

bull Černaacute tělesa

bull Šedaacute tělesa

bull Selektivniacute zaacuteřiče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Šedeacute těleso selektivniacute zaacuteřič

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Naacutezornyacute vliv emisivity

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stefanův-Boltzmannův zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Wienův posunovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

Poměr intenzity vyzařovaacuteniacute reaacutelneacuteho tělesa k intenzitě

vyzařovaacuteniacute absolutně černeacuteho tělesa se stejnou teplotou

Vyjadřuje tak schopnost tělesa vyzařovat teplo ve formě

tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Čiacutem menšiacute emisivita tiacutem meacuteně energie těleso při daneacute

teplotě vyzaacuteřiacute

Rozlišujeme

bull Černaacute tělesa

bull Šedaacute tělesa

bull Selektivniacute zaacuteřiče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Šedeacute těleso selektivniacute zaacuteřič

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Naacutezornyacute vliv emisivity

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Wienův posunovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

Poměr intenzity vyzařovaacuteniacute reaacutelneacuteho tělesa k intenzitě

vyzařovaacuteniacute absolutně černeacuteho tělesa se stejnou teplotou

Vyjadřuje tak schopnost tělesa vyzařovat teplo ve formě

tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Čiacutem menšiacute emisivita tiacutem meacuteně energie těleso při daneacute

teplotě vyzaacuteřiacute

Rozlišujeme

bull Černaacute tělesa

bull Šedaacute tělesa

bull Selektivniacute zaacuteřiče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Šedeacute těleso selektivniacute zaacuteřič

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Naacutezornyacute vliv emisivity

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Planckův vyzařovaciacute zaacutekon

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

Poměr intenzity vyzařovaacuteniacute reaacutelneacuteho tělesa k intenzitě

vyzařovaacuteniacute absolutně černeacuteho tělesa se stejnou teplotou

Vyjadřuje tak schopnost tělesa vyzařovat teplo ve formě

tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Čiacutem menšiacute emisivita tiacutem meacuteně energie těleso při daneacute

teplotě vyzaacuteřiacute

Rozlišujeme

bull Černaacute tělesa

bull Šedaacute tělesa

bull Selektivniacute zaacuteřiče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Šedeacute těleso selektivniacute zaacuteřič

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Naacutezornyacute vliv emisivity

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

Poměr intenzity vyzařovaacuteniacute reaacutelneacuteho tělesa k intenzitě

vyzařovaacuteniacute absolutně černeacuteho tělesa se stejnou teplotou

Vyjadřuje tak schopnost tělesa vyzařovat teplo ve formě

tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Čiacutem menšiacute emisivita tiacutem meacuteně energie těleso při daneacute

teplotě vyzaacuteřiacute

Rozlišujeme

bull Černaacute tělesa

bull Šedaacute tělesa

bull Selektivniacute zaacuteřiče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Šedeacute těleso selektivniacute zaacuteřič

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Naacutezornyacute vliv emisivity

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Šedeacute těleso selektivniacute zaacuteřič

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Naacutezornyacute vliv emisivity

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Naacutezornyacute vliv emisivity

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Technickeacute černeacute těleso

Dostatečnyacute rozsah teplot pro kalibraci v jednotlivyacutech

bodech

Malaacute nejistota stanoveniacute emisivity a teploty

Vysokaacute emisivita

Vysokaacute teplotniacute stabilita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kalibrace IČT kamery

Dle normy OIML R 141 Edition 2008 (E)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nepropustnost atmosfeacutery

Procentuaacutelniacute pohltivost atmosfeacutery pro jednotliveacute vlnoveacute deacutelky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Konstrukce IČT kamery

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Detektory tepelneacuteho zaacuteřeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zaacutekladniacute parametry IČT kamery

Teplotniacute rozsah

Rozsah vlnovyacutech deacutelek pro než je systeacutem citlivyacute

Přesnost stanoveniacute teploty

Rozlišeniacute senzoru

FOV

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Konstrukce IČT kamery

Optika

Detektor zaacuteřeniacute

Zpracovaacuteniacute obrazu

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Optika pro infračerveneacute zaacuteřeniacute

Ge optika propustnost 8 μm - 14 μm

Dřiacuteve NaCl dnes i dalšiacute materiaacutely

Pro viditelneacute světlo obecně neprůhledneacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometr

Ohřev vlivem dopadajiacuteciacuteho zaacuteřeniacute

Fotolitograficky vyraacuteběnaacute mikrostruktura

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Mikrobolometrickeacute pole

Bolometry rozloženeacute do 2D pole (až 640x480)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Infračervenaacute okna

Pro inspekci a měřeniacute uzavřenyacutech prostorů

Germaacutenium je přiacuteliš draheacute pro tuto aplikaci

Polymery CaF2 (kalcium fluorid) a dalšiacute materiaacutely

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute

Obecneacute scheacutema měřeniacute

bdquoPět parametrůldquo IČT kamery

Emisivita

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Propustnost atmosfeacutery

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Nejistoty měřeniacute obecně

Žaacutedneacute reaacutelneacute měřeniacute metoda či přiacutestroj neniacute absolutně

přesneacute Při měřeniacute se vyskytujiacute negativniacute vlivy ktereacute pak

způsobujiacute odchylku mezi skutečnou a naměřenou

hodnotou

Vyacutesledek měřeniacute je proto vždy v tolerančniacutem poli kolem

nejpravděpodobnějšiacute hodnoty

Nejistota měřeniacute je označeniacute pro vlivy ktereacute souvisiacute s

vyacutesledkem měřeniacute a charakterizujiacute rozsah hodnot ktereacute

je možneacute racionaacutelně přiřadit k měřeneacute veličině

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Pět parametrů měřeniacute

Uacutetlum atmosfeacutery

bull Atmosfeacuterickaacute teplota

bull Relativniacute atmosfeacuterickaacute vlhkost

bull Vzdaacutelenost

Zdaacutenlivaacute odraženaacute teplota

Emisivita

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Odraženaacute zdaacutenlivaacute teplota

Tepelneacute zaacuteř z okoliacute (2) dopadaacute na povrch předmětu (3)

Odtud se od odraacutežiacute do IČT kamery (1)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Nepřiacutemaacute metoda využiacutevaacute odražeče

Ten je umiacutestěn rovnoběžně s měřenou plochou

Probleacutemy s konstrukciacute odražeče

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Korekce odraženeacute teploty

Přiacutemaacute metoda ndash bdquopohledldquo přiacutemo do zdroje

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Metody stanoveniacute emisivity

Stanoveniacute emisivity tabulkou

Kontaktniacute metoda

bull bdquoaniž se hyacutebaacute IČT kamerou měniacute se nastaveniacute hodnoty emisivity v

kameře tak aby teplota vyhodnoceneacute kamerou byla stejnaacute jako

teplota změřenaacute kontaktněldquo

Metoda využiacutevajiacuteciacute materiaacutel s referenčniacute emisivitou

bull bdquopři zastaveniacute obrazu se měniacute hodnota emisivity tak dlouho až maacute

měřenaacute teplota stejnou hodnotu jakaacute byla hodnota bezkontaktně

změřeneacute teploty na upraveneacutem povrchuldquo

Metoda s použitiacutem černeacuteho tělesa

Metoda využiacutevajiacuteciacute faacutezovyacute přechod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Emisivita

V praxi byacutevaacute stanovena s nejistotou kterou však neniacute

jednoducheacute určit

Emisivita je funkciacute řady parametrů

bull typ materiaacutelu

bull teplota povrchu

bull drsnost povrchu

bull topologie povrchu

bull barva

bull uacutehel vůči normaacutele

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Termografickeacute techniky

Komparativniacute (srovnaacutevaciacute) termografie

bull nejčastěji použiacutevanaacute technika a normaacutelně se použiacutevaacute pro ziacuteskaacuteniacute

nejlepšiacutech možnyacutech dat namiacutesto ideaacutelniacuteho nebo absolutniacuteho

měřeniacute teplot

bull důležitaacute je schopnost přibližneacuteho stanoveniacute emisivit a rozdiacutely v

odlišnostech emisivit sledovaneacuteho zařiacutezeniacute

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

bull použiacutevaacute se tehdy když je nezbytneacute stanovit co nejpřesněji

skutečnou teplotu objektu

bull pro některeacute aplikace neniacute znalost absolutniacute teploty nezbytnaacute

(diagnostika strojů mediciacutena inspekce elektrickyacutech rozvodů

apod)

bull v jinyacutech aplikaciacutech je nezbytnaacute (stavebnictviacute el obvody apod)

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Typy komparativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute termografie je kvantitativniacute nebo kvalitativniacute

Kvantitativniacute technika

bull vyžaduje určeniacute hodnot teplot ktereacute jsou použity pro určeniacute

zaacutevažnosti stavu objektu tyto hodnoty jsou stanoveny porovnaacuteniacutem

teplot objektu s podobnyacutem objektem či zařiacutezeniacutem nebo se

zaacutekladniacutemi daty

bull spolehlivějšiacute u objektů s většiacute emisivitou vliv okoliacute a provozniacutech

podmiacutenek

Kvalitativniacute technika

bull aplikace kde je třeba k diagnoacuteze či monitorovaacuteniacute stavu stroje

kvantitativniacute data

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvantitativniacute termografie je přiacutepustnaacute a

efektivniacute metoda pro hodnoceniacute stavu strojů nebo jejich

komponent určeniacutem přibližnyacutech teplot

Určeniacute přesnyacutech skutečnyacutech teplot komponent pomociacute

IČT je v tereacutenu obecně velmi obtiacutežneacute (předevšiacutem probleacutem

se stanoveniacutem emisivity a odrazivost měřenyacutech povrchů)

V praxi se proto většinou použiacutevajiacute odhadnuteacute parametry

a vyacutesledkem je to že jsou ziacuteskaacutevaacuteny přibližneacute teploty

prvků a diacutelů což ale může byacutet v mnoha přiacutepadech

dostatečneacute pro stanoveniacute miacutery zaacutevažnosti odchylek od

normaacutelniacutech stavů

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Přiacutekladem přiacutestupu pomociacute kvantitativniacute srovnaacutevaciacute

termografie je uacutevaha že bdquoodchylka 5 degC od provozniacute

teploty neniacute považovaacutena za zaacutevažnou ale odchylka např

100 degC od provozniacute teploty je kritickaacuteldquo

Rozdiacutelu mezi kritickou a nekritickou odchylkou je

znatelně většiacute než chyba (nejistota) s niacutež je povrchovaacute

teplota stanovena

Zatiacutemco kvalitativniacutem měřeniacutem lze pouze zjišťovat

přiacutetomnost zaacutevady kvantitativniacute měřeniacutem je možneacute

odhadovat jejiacute zaacutevažnost

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvantitativniacute termografie

Na rozdiacutel od kvalitativniacuteho měřeniacute lze při srovnaacutevaciacutem

měřeniacute identifikovat zaacutevady projevujiacuteciacute se jinyacutemi teplotami

a to porovnaacuteniacutem teplot ziacuteskanyacutech při použitiacute shodnyacutech

hodnot emisivit pro tyto povrchy přiacutepadně podobneacute

emisivity na celeacutem povrchu jednoho stroje

Namiacutesto stanovovaacuteniacute je zde bdquorychlyacuteldquo odhad emisivity

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a pracovniacute vzdaacutelenosti

Hodnoty emisivit často vychaacuteziacute z již provedenyacutech měřeniacute

Je vhodneacute vytvořeniacute bdquopodnikoveacuteldquo tabulky emisivit

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kvalitativniacute termografie

Srovnaacutevaciacute kvalitativniacute termografie porovnaacutevaacute

termogramy nebo tepelneacute profily jednoho diacutelu se stejnyacutem

nebo podobnyacutem diacutelem za stejnyacutech čiacute pod podmiacutenek

Při srovnaacutevaacuteniacute rozdiacutelu sniacutemků nebo profilů teplot je

vyhodnocovaacutena intenzita změn mezi dvěma nebo viacutece

podobnyacutemi objekty a to bez přiřazovaacuteniacute hodnot teploty ke

sniacutemku

Tato technika se použiacutevaacute v řadě průmyslovyacutech odvětviacute

Je velmi efektivniacute pro identifikaci miacutest s vyššiacute či vysokou

teplotou miacutesta s nedovolenyacutem otepleniacutem na el

kontaktech apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Bezkontaktniacute měřeniacute teplot

Stanoveniacute spraacutevnyacutech absolutniacutech teplot na objektu

pomociacute IČT je velmi obtiacutežneacute protože na konečnyacute

vyacutesledek maacute velkyacute vliv množstviacute parametrů jak vlastniacuteho

měřiacuteciacuteho zařiacutezeniacute tak i okolniacutech činitelů

Metoda měřeniacute absolutniacutech teplot IČT se použiacutevaacute pouze

tehdy když je nutneacute znaacutet přesneacute hodnoty teplot nebo

maleacute rozdiacutely teplot ktereacute mohou byacutet kritickeacute pro danyacute

proces

Tyto podmiacutenky je lze většinou dociacutelit pouze v

laboratorniacutech podmiacutenkaacutech

Doplňkoveacute měřeniacute dotykovyacutem teploměrem

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Vyacutechoziacute měřeniacute

Z důvodu diagnostickeacuteho a prognostickeacuteho porovnaacutevaacuteniacute

se důrazně doporučuje aby u důležityacutech zařiacutezeniacute

podniku byla provedena zaacutekladniacute měřeniacute a to jak s

komparativniacutem tak i absolutniacutem měřeniacutem hodnot

Tyto hodnoty jsou naacutesledně použity při kontrole strojů a

elektrickyacutech zařiacutezeniacute při stejnyacutech či podobnyacutech zatiacuteženiacutech

a provozniacutech podmiacutenek

Tento postup monitorovaacuteniacute je vhodnyacute pro včasnou

identifikaci začiacutenajiacuteciacutech nebo rozviacutejejiacuteciacutech poruch

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Při použitiacute IČT pro diagnostiku a monitorovaacuteniacute stavu

strojů je důrazně doporučeno stanovit kriteacuteria zaacutevažnosti

Tato kriteacuteria mohou byacutet dvojiacuteho druhu

bull sestavenaacute do zaacutekladniacutech kategoriiacute kdy jsou zjišťovaacuteny uacuterovně

vyhodnocenyacutech (změřenyacutech) teplot nebo oblastiacute a porovnaacuteny s

uacuterovněmi ktereacute byly stanoveny jako kritickeacute

bull použitaacute pro specifickeacute stroje a součaacutesti neb pro jejich skupinu

Tyto uacuterovně jsou stanovovaacuteny na zaacutekladě zkušenostiacute s

vyhodnoceniacutem většiacuteho počtu ziacuteskanyacutech uacutedajů a dat

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Stanoveniacute zaacutevažnosti

Žaacutedneacute kriteacuterium zaacutevažnosti neniacute univerzaacutelně použitelneacute

na celou škaacutelu aplikaciacute Kriteacuteria mohou byacutet stanovena pro

jednotliveacute diacutely či čaacutesti stroje

Sledovaacuteniacute rychlosti zhoršovaacuteniacute stavu odhad času do

poruchy Kriteacuteriem může byacutet naacuterůst teploty ∆119879 nad

definovanou referenčniacute teplotu

Hodnoty ziacuteskaneacute při opakovanyacutech měřeniacutech kteraacute byla

provedena v určityacutech časovyacutech intervalech za stejnyacutech či

obdobnyacutech podmiacutenek lze pro jejich zpracovaacuteniacute a

statistickeacute vyhodnoceniacute použiacutet pro nastaveniacute provozniacutech

limitů včetně predikce rozvoje teplot

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium rozdiacutelu teplot

Stanoveniacute kriteacuteriiacute se maacute provaacutedět na zaacutekladě historicky

ziacuteskanyacutech nebo statisticky odvozenyacutech teplot

sestavenyacutech z měřeniacute specifickyacutech zařiacutezeniacute

provozovanyacutech za bdquoideaacutelniacutech podmiacutenekldquo

Pro stanoveniacute kriteacuteriiacute majiacute byacutet použity hodnoty teplot

stanoveneacute vyacuterobcem nebo podle podobnyacutech detailů

skupin zařiacutezeniacute apod

Takto stanovenaacute kriteacuteria nejsou univerzaacutelně platnaacute a to

ani pro podobnaacute zařiacutezeniacute

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium max dovolenyacutech teplot

Diagnostik může použiacutevat kriteacuterium maximaacutelniacutech

dovolenyacutech teplot ktereacute bylo stanoveno na zaacutekladě

ziacuteskanyacutech uacutedajů určenyacutech pro rozpoznaacutevaacuteniacute změn v

mechanickyacutech systeacutemech

Materiaacuteloveacute a konstrukčniacute kriteacuterium

bull materiaacutelovaacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost materiaacutelu a materiaacutel je saacutem o sobe předmětem

monitorovaacuteniacute

bull konstrukčniacute kriteacuteria se použiacutevajiacute tam kde je kontrola zaměřena na

neporušenost konstrukce a konstrukce je předmětem

monitorovaacuteniacute ndash kontrola je navaacutezaacutena na uvažovanyacute vyacutekon způsob

provozu spolehlivost apod

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Okolniacute vlivy

V mnoha přiacutepadech nemůže diagnostik měřit přiacutemo

povrch jednotlivyacutech součaacutestiacute

Musiacute proto při měřeniacutech v tereacutenu vziacutet v uacutevahu souvisejiacuteciacute

skutečnosti nebo chyby způsobeneacute šiacuteřeniacutem tepla

bull vedeniacute

bull prouděniacute

bull odraz zdaacutenliveacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Kriteacuterium profilu teplot

Stanoveniacute profilu je proces porovnaacuteniacute teplotniacutech rozdiacutelů a

rozloženiacute teploty po povrchu

Je třeba stanovit zaacutekladnaacute kriteacuterium bdquodobryacuteldquo a

bdquoporuchovyacuteldquo Určeniacute zaacutevažnosti je naacuteslednyacute proces

určujiacuteciacute stav zařiacutezeniacute mezi těmito dvěma stavy

Podstatneacute je předevšiacutem

bull teplotniacute gradient

bull změna profilu teploty

bull změny v čase

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Požadavky na protokol dle normy ČSN ISO 18434-1

a) jmeacuteno (každeacuteho) termodiagnostika a kvalifikaci

b) jmeacuteno a adresu zaacutekazniacuteka

c) jmeacuteno každeacuteho pracovniacuteka kteryacute doprovaacutezel termodiagnostika

d) model vyacuterobce a datum kalibrace použiteacute IČT kamery

e) seznam všech zařiacutezeniacute ktereacute měly byacutet kontrolovaacuteny spolu se

seznamem zařiacutezeniacute ktereacute z nich kontrolovaacuteny nebyly

f) podrobnosti o všech zjištěnyacutech teplotniacutech anomaacuteliiacutech

g) podrobnosti o tom při jakyacutech provozniacutech a okolniacutech

podmiacutenkaacutech bylo v době kontroly každeacute z kontrolovanyacutech

zařiacutezeniacute

h) datum a čas kontroly

i) datum kdy byla zpraacuteva vytvořena

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvalitativniacute kontrola potom je třeba ke každeacute zjištěneacute odchylce ještě uveacutest

j) přesneacute určeniacute miacutesta pro každou odchylku

k) popis každeacute odchylky

l) podrobnosti o uacutetlumu v prostřediacute

m) okolniacute podmiacutenky např teplotu vzduchu rychlost a směr větru a stav počasiacute apod

n) kopie termogramů odchylek spolu se souvisejiacuteciacutemi fotografiemi

o) podrobnosti o všech oknech filtrech a uacutetlumovyacutech prvciacutech použityacutech při IČT měřeniacute

p) hodnoceniacute odhadu nebo sděleniacute o důležitosti odchylky

q) odkaz na přehled použityacutech kriteacuteriiacute hodnoceniacute

r) jakeacutekoli ostatniacute informace nebo speciaacutelniacute podmiacutenky ktereacute mohou ovlivnit vyacutesledky opakovatelnost odchylky

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

Zpraacuteva o zkoušce (protokol)

Pokud byla provedena kvantitativniacute kontrola uvaacutediacute se

s) vzdaacutelenost od IČT kamery k miacutestu odchylky od normaacutelniacuteho

stavu

t) maximaacutelniacute předepsaneacute zatiacuteženiacute položky a změřeneacute zatiacuteženiacute v

době kontroly

u) hodnoty emisivit odraženeacute zdaacutenliveacute teploty a propustnosti

použiteacute pro vyacutepočet teplot

v) pokud je použito kriteacuterium ∆119879 teplotu povrchu položky teplotu

referenčniacuteho miacutesta a rozdiacutel jejich relativniacute teploty

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 18434-1

ČSN ISO 18434-1 - Monitorovaacuteniacute stavu a diagnostika

strojů ndash Termografie čaacutest 1 Všeobecneacute postupy

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy ISO 18434-12008

Tato technickaacute norma

bull zavaacutediacute terminologii IR termografie pro oblast diagnostiky strojů

bull popisuje typickeacute postupy a jejich uacutečely

bull popisuje miacutery zaacutevažnosti zjištěniacute odchylek od stavu očekaacutevaneacuteho

bull vymezuje metody a požadavky na provaacuteděniacute termografickeacute

diagnostiky

bull poskytuje postupy pro stanoveniacute a kompenzaci emisivity a

odraženeacute zdaacutenliveacute teploty

bull stanovuje požadavky na vyacutestupniacute protokol

Uacutevod do teorie a aplikace termografie

ČSN EN 13187

ČSN EN 13187 ndash Tepelneacute chovaacuteniacute budov ndash Kvalitativniacute

určeniacute tepelnyacutech nepravidelnostiacute v plaacuteštiacutech budov ndash

Infračervenaacute metoda

Je naacuterodniacute verziacute mezinaacuterodniacute normy EN 131871998

Norma stanovuje kvalitativniacute metodu pro určeniacute tepelnyacutech

nepravidelnostiacute v plaacuteštiacutech budov pomociacute termografickeacute

zkoušky Metoda se použiacutevaacute k určeniacute šiacuteře odchylek v

tepelnyacutech vlastnostech včetně vzduchotěsnosti

jednotlivyacutech prvků obvodoveacuteho plaacuteště