9. BEZDOTYKOVÉ MERANIE TEPLOTY

1. 9. BEZDOTYKOVÉ MERANIE TEPLOTY V rozsahu od -40°C vyššie vyžaruje každý predmet infračervené žiarenie o vlnovej dĺžke od 0,8 do 30 m. Princíp činnosti bezdotykového merania teploty – využíva sa snímanie vyžarovania tepelného žiarenia v infračervenej oblasti meraného telesa.

2. 9. Bezdotykové meranie teploty Výhody oproti dotykovým teplomerom: nevzniká chyba vplyvom nedokonalého dotyku sond s nerovným povrchom, nehrozí nebezpečenstvo deštrukcie snímača vplyvom dotyku s meraným povrchom, meraná hodnota teploty je k dispozícií okamžite, obsluha aj meracie zariadenia môžu byť vzdialené od meraného objektu aj niekoľko metrov (t.j. snímanie z bezpečnej vzdialenosti), z jedného meracieho miesta je možné získať prehľad o rozložení teplôt na veľkej ploche, možnosť merania teploty i tam, kde kontaktné metódy zlyhávajú (veľmi vysoké teploty, agresívne prostredie, rýchle sa pohybujúce predmety a pod.).

3. 9. Bezdotykové meranie teploty Bezdotykové prístroje a systémy merania teploty: Pyrometre – ručné alebo stacionárne Termovízne systémy – prenosné alebo stacionárne

4. 9. Bezdotykové meranie teploty 9.1 Pyrometre: prístroje, ktoré určujú teplotu snímaním len jedného optického bodu, veľkosť tohto bodu je závislá na optických vlastnostiach daného pyrometra nachádzajú uplatnenie hlavne v prevádzkach, kde je treba urobiť jednoduchú revíziu daného zariadenia za prevádzky (ručné pyrometre) alebo trvalé sledovanie teplôt spolu so záznamom do externého PC alebo zapisovača (stacionárne pyrometre). sú vybavené laserovým zameriavačom pre jednoduché zacielenie meraného objektu. Potom stačí len na displeji prístroja alebo monitore PC prečítať meranú hodnotu.

5. 9. Bezdotykové meranie teploty Kvantové snímače využívajú k vyhodnocovaniu infračervenej oblasti žiarenia fotoelektrického javu v polovodičoch. Senzor je tu fotodióda, fotoodpor alebo fotoelektrické články. Kvantové snímače majú rôznu citlivosť na jednotlivú vlnovú dĺžku žiarenia, majú malú časovú konštantu a vysokú citlivosť. Základ pyrometrov tvoria snímače infračerveného žiarenia: kvantové, tepelné.

6. 9. Bezdotykové meranie teploty Tepelné snímače zvyšujú svoju teplotu vplyvom dopadajúceho žiarenia bez ohľadu na jeho vlnovú dĺžku. Ako senzory sa používajú termoelektrické články zapojené obvykle do sériových batérií, termistory, pyroelektrické senzory apod. Základ pyrometrov tvoria snímače infračerveného žiarenia: kvantové, tepelné.

7. 9. Bezdotykové meranie teploty Radiačné pyrometre využívajú celého spektra. Základ tvoria tepelné snímače. Spektrálne pyrometrevyužívajú žiarenie úzkej časti spektra alebo jednej vlnovej dĺžky. Ku svojej činnosti využívajú kvantové snímače. Farbové pyrometrevyhodnocujú zmenu farby meraného telesa s teplotou. Pracujú s kvantovými snímačmi rôznych typov. Pyrometre vyhodnocujú podľa použitého druhu snímača istú časť žiarenia. Na základe toho, akú časť spektra vyhodnocujú, rozoznávame pyrometre: radiačné, spektrálne, farbové.

8. 9. Bezdotykové meranie teploty Pyrometre nachádzajú použitie všade tam, kde je potrebné merať teplotu bezdotykovo (napr. meranie teploty vodičov, vonkajšie vedenie, teploty spojov na vedení, teploty plameňa apod.). Rôzne typy pyrometrov merajú teploty v rozsahu od – 20 do 3000 C s presnosťou do 1,5 %. Ručné pyrometre

9. 9. Bezdotykové meranie teploty Stacionárne pyrometre Stacionárne bezkontaktné pyrometre nachádzajú najväčšie uplatnenie pri kontrole kvality výroby. Hlavne sa používajú pre trvalé sledovanie a následné vy-hodnotenie zmien teploty meraného objektu. Pomocou analógového výstupu (mV alebo mA) možno tieto pyrometre prakticky pripojiť na akékoľvek vyhodnocovacie zariadenie, medzi ktoré patrí aj sada voliteľných monitorov, ktoré sú ponúkané výrobcom. Tiež ich možno s použitím príslušného softvéru nastavovať a merané dáta snímať do externého počítača. To umožňuje robiť štatistický rozbor zo skôr nameraných hodnôt.

10. 9. Bezdotykové meranie teploty Jeden pyrometer nevytvára tepelný obraz, ale určí teplotu v danej oblasti. Spojením niekoľkých pyrometrov však už možno vytvoriť jednoduchý tepelný obraz v pomerne prijateľných ekonomických reláciách.

11. 9. Bezdotykové meranie teploty Prístroje tejto skupiny sú určené na bezdotykové meranie žiarivých polí objektov veľmi malých rozmerov, hlavne na určenie teplôt výrobkov mikroelektronického priemyslu. Ako príklad možno uviesť niektoré schémy integrovaných obvodov, ktorých veľkosť pozorovanej plochy dosahuje 1 mm2 a menej, pričom na týchto blokoch sú zapojené stovky diód, tranzistorov a odporov. Prístroje musia mať vysokú rozlišovaciu schopnosť - rádovo 20 až 100 m - treba použiť optiku, podobnú optike mikroskopom Mikropyrometre Je preto potrebné, aby optika mikropyrometra bola zrkadlová s konštantnou ohniskovou vzdialenosťou (ako v mikroskopoch). Pri prezeraní objektu zaostrovanie sa robí zmenou vzdialenosti medzi objektom a objektívom prístroja.

12. 9. Bezdotykové meranie teploty • pre snímanie teplotného poľa Termovízia prevádza dopadajúce infračervené žiarenie na obrazový signál. Ten sa zobrazuje na obrazovke v niekoľkých farbách, z nich každá vykresľuje zvolený teplotný rozsah. Použitie rôznych farieb tak umožňuje selektívne rozlíšenie teplotných polí. Termovízne kamery umožňujú merať v širokom teplotnom rozsahu a s pomerne veľkou rozlišovacou schopnosťou. 9.2 Termovízne systémy

13. 9. Bezdotykové meranie teploty nadnárodná spoločnosť - svetový výrobca infračervenej techniky Táto firma má v súčasnej dobe niekoľko výrobných závodov v USA a jednu vo Švédsku a v súčasnosti zamestnáva viac než tisíc špecialistov na infračervenú techniku. Hlavné (svetové) ústredie FLIR Systems Inc. je Portland, Oregon (USA), medzinárodné ústredie je v West Mailing, Kent (Veľká Británia) a pre európske operácie je poverená FLIR Systems AB (skôr AGEMA Infrared Systems AB), Danderyd (Švédsko), v Európe potom existujú ešte regionálne zastúpenia, ktoré sú v súčasnej dobe vo Veľkej Británii, Nemecku, Francúsku a Taliansku. Obchodným a servisným zastúpením FLIR Systems AB pre Českú republiku a Slovenskú republiku je TMV SS s.r.o. FLIR Praha. FLIR systems (Forward Looking InfraRed)

14. 9. Bezdotykové meranie teploty  v blízkej oblasti infračerveného spektra – NWIR (near wavelength infrared region, prípadne NIR – near infrared region), o vlnových dĺžkach 0,75 m až 3 m,  v strednej oblasti infračerveného spektra MWR (middle wavelength infrared region), o vlnových dĺžkach 3 m až 5 m,  vo vzdialenej oblasti infračerveného spektra LWIR (long wavelength infrared region), o vlnových dĺžkach 5 m až 15 m. Termovíznu techniku je možné deliť podľa toho v akej oblasti infračerveného spektra pracuje. V súčasnosti sú obyčajne ponúkané systémy, ktoré pracujú v troch pásmach:

15. 9. Bezdotykové meranie teploty Podľa detektora sa delia na: systémy s nechladenými mozaikovými mikrobolometrickými detektormi, systémy s chladenými mozaikovými detektormi (napr. QWIP - Quantum Well Infrared Photodetector). Termovízne systémy sa delia ďalej podľa počtu obrazových prvkov (pixelov):  160  120 bodov,  320 240 bodov,  640  480 bodov.

16. 9. Bezdotykové meranie teploty Reálny a tepelný obraz transformátora (spoj transformátor – priechodka – prípojnica) Aplikácie termovízie Zahrievanie hornej prítlačnej kovovej časti poistky vn

17. 9. Bezdotykové meranie teploty Zistenie nedotiahnutého spoja na vedení vvn Aplikácie termovízie Časť anténových systémov rozhlasového vysielača

18. 9. Bezdotykové meranie teploty Zistenie nedotiahnutého spoja na prípojnici vvn Aplikácie termovízie Zistenie nedotiahnutých spojov na spodkoch poistiek

19. 9. Bezdotykové meranie teploty Ukážka úniku tepla na rodinnom dome a školskej budove Aplikácie termovízie