F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

11/2/2011

Osnovi termografije

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

ta merimo?

IC zraenje je deo elektromagnetnog spektra poput Xzraka, UV zraka, radio talasa, itd.

Elektromagnetno zraenje je definisano svojomtalasnom duinom odnosno frekvencijom.

Talasna duina IC zraenja se meri u mikronima( m).

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Spektar elektromagnetnog zraenja

1 m0,4 0,7 2 m 5 m 10 m 13 m

Toplotno zraenje

Vidljiva svetlost

1 km100 m10 m1 m100 mm10 mm1 mm100 m10 m1 m0,1 m0,01 m10 1 0,1

X-rayGamma UV IR (Infracrveno)SHF SWUHF VHF MW

Radio talasiMikro talasi

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

ta je IC (IR)?

IC zraenje je deo EM spektra i ponaa se kao i vidljivo svetlo

Kree se brzinom svetlosti i moe se reflektovati, prelamati, apsorbovati i emitovati

IR zraenje je nevidljivo, lako ga, meutim, osetimo na koi

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Talasne duine

IC energija pri prolasku kroz atmosferu od izvora do posmatraa

Dugi talasiKratki talasi

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Talasne duine

Veina termografskih kamera deluje u opsegu talasnih duina izmeu 7.5 i 14 m jer:

je apsorpcija emitovane energije u ozraju manja (pri razdaljinama reda oko 10 m)

je u tom podruju intenzitet zraenja pri niim temperaturama najvei

je uticaj sunca na merenje minimalan

11/2/2011 6

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Sva tela emituju IC zraenje u zavisnosti od svojetemperature

Samo na apsolutnoj nuli (-273,15C) termalna radijacija je0, pa je i emitovano IC zraenje 0

to je vea temperatura tela vea je emitovana energija uIC delu spektra

ak i IC zraenje koje emituje kocka leda moe se videtitermokamerom

Odakle se emituje IC energija?

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

ta je IC termografija?

Termografija je tehnika koja omoguava vizuelizaciju IC zraenja koje je nevidljivo ljudskom oku.

Slika koju daje termokamera se naziva termogram.

Termogram vam omoguava, kroz hromatsku skalu lanihboja, da vidite distribuciju toplote na sceni ispred.

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Kvalitativna termografija

Moemo da vidimo raspored toplote na slici bez interesovanja zatemperaturu

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Kvantitativna termografija

Moemo videti temperaturnu skalu i vrednosti u svakoj taki

Uslov - pravilno podeena emisivnost

Spt1 0,9C

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

ta vidi IC termokamera?

Termokamere vide termalnu energiju koju objekat emituje

Termokamere ne vide temperaturu. Mogu da je proraunaju ako su pravilno podeene

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Prenos toplote

Postoje tri vrste prenosa toplote:

* vrsti mater. *

Provoenje

* Tenosti & gasovi *

Prenoenje Emitovanje

TsTemperature

of heated

surface

SURFACE

* Povrine *

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Energija koju zrai objekat:

E = f (T, )

Emitovana energija

T

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Emitovana energija kao funkcija

temperature

E = T4

Stefan-Boltzmann-ov zakon

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Emitovana energija kao funkcija

temperature

tefanov zakon emitovanja:

11/2/2011 15

4

0

TdQQ

-Q emitovani toplotni tok

- tefan-Boltzman-ova konstanta

- emisivnost

- T apsolutna temperatura

Emitovani toplotni tok, kako ga meri kamera:

OPmer QQQ 1

-Qmer emitovani toplotni tok, kako ga meri kamera

- QP emitovani toplotni tok merene povrine

- QO emitovani toplotni tok okoline, koji se odbije od mete

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Emitovana energija kao funkcija temperature

1- apsorbtivnost

- transmisivnost

- reflektivnost

Iz zakona o odranju energije sledi:

Kirchoffov zakon kae da je dobar apsorber i dobar emiter

Za neprozirna tela ( = 0) sledi:

1

)()(

sledi 1

Visoka emisivnost niska reflektivnost

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

= emisivnost

Emisivnost tela je njegova sposobnost da zraitermalnu energiju u zavisnosti od njegove realnetemperature

Pokazatelj efikasnosti naeg izvora

To je broj izmeu 0 i 1

Vrednosti moemo nai u tabelama ili odrediti praktino

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Od ega zavisi emisivnost?

Odreuju je:

Materijal (vrsta i izrada)

Povrina (obrada)

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Razliite emisivnosti

na povrini iste temperature

Visokaemisivnost na obojenom delu

Niskaemisivnost naistom delu

Razlika u temperaturi izmeu dva dela ini se oiglednom. Ustvarnosti jedina razlika je u emisivnosti.

Metalna aa sa vrelom vodom

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Razliite emisivnosti

na povrini iste temperature

11/2/2011 20

Aluminijum, polirani

0.05 Platina 0.08

Cigla 0.85 Guma 0.95

Bronza, polirana 0.10 Sneg 0.80

Bronza, porozna 0.55 elik, galvanizovan

0.28

Bakar, oksidovan 0.65 elik, valjani 0.24

Bakar, oksidovando crnog

0.88 elik, neobraen

0.96

Ljudska koa 0.98 Kalaj 0.05

Nikl 0.05 Tungsten 0.05

Boja 0.94 Voda 0.98

Boja, metalik 0.31 Cink, lim 0.20

Tabela emisivnosti () razliitih materijala

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Parametri merenja

Bitni parametri koje treba podesiti da bi tano merili temperaturu:

Emisivnost

Reflektovana temperatura

Atmosferska temperatura

Relativna vlanost

Rastojanje (ne utie mnogo do 10 metara)

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Reflektovana temperatura

Bolje kamere imaju kompenzaciju reflektovane temperature (RTC)

Tamo gde je emisivnost povrine manja i stoga reflektivnost velika, potrebno je odrediti temperaturu povrine koja zrai na merenu povrinu i uneti je u kameru

Najlaki nain je pomou alu folije kao difuznog reflektora

11/2/2011 22

Merena povrina

Izguvana aluminijumskafolija

Kamera

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Specifina toplota

Pokazuje brzinu promene temperature pri zagrevanjuodnosno hlaenju materijala

Voda ima visoku specifinu toplotu, vazduh nisku

Kada temperaturno stanje nije stacionarno, potrebno je pri merenju to uzeti u obzir

Korisno za odreivanje nivoa kao i neistoa u tankovima (tenost-gas), za otkrivanje curenja ravnih krovova,

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Izrada termokamera za civilne namene poela je 1965.

Poslednjih godina se sve vie koriste u raznim oblastima pre svega zbog sve pristupanijih cena

Ve smo rekli, omoguavaju prikaz toplotnih odnosa koje ljudskom oku nisu vidljive

Termografska kamera

11/2/2011 24

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Termografska kamera

Sklop

Objekat

Optika

Ozraje

IC detektorEkran

453C

SP1 470C

EMS .85

IC kamera

IC zraenjekoje merimoIC

Elektronika

S

T

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Termografska kamera

IC detektor je glavni deo termovizijske kamere, pretvara IC zraenje preko optike u elektrine signale.

Postoje dve grupe detektora: fotonski (vojne termokamere) i termiki (civilne termokamere).

Mikrobolometarski detektori ne zahtevaju hlaenje, izraeni su obino od VOx i imaju 160x120, 320x240 odnosno u najboljim modelima 640x480 detektorskih elemenata.

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Termografska kamera

Optika je namenjena prenosu slike na detektor, izraena je po istim principima kao optika za vidljivu svetlost.

Bitna razlika je u materijalu od kog je optika izraena jer mora proputati IC zraenje. Najee je upotrebljen Germanijum (8-14m) odnosno Silicijum (3-5m).

Elektronika je namenjena obradi elektrinih signala detektora, termika slika je pak prikazana na LCD ekranu

Veina kamera poseduje programe za kvantitativnu analizu, koji omoguavaju odreivanje temperature u bilo kojoj taki na termikoj slici

F

LIR

Syste

ms 2

009.

All R

ights

Reserv

ed.

Termografska kamera

Optika rezolucija

Zavisi pre svega od:

- detektora (broj detektorskih elemenata, materijal)

- optike (vidni ugao, kvalitet)

Znaajna za odreivanje minimalne povrine koju moemo da merimo

Vidno polje kamere FOV je izraeno u horizontalnim i vertikalnim stepenima i zavisno je od soiva.

Vidno polje pojedinog detektora IFOV je izraeno u mrad

(veliina merene povrine (mm) = IFOV x razdaljina (m))

Minimalna merena povrina IFOVM je takoe izraena u mrad

(IFOVM = 3 x IFOV)

Minimalna merena povrina je lako izraena i preko D:S

(razdaljina/veliina merne povrine = (D:S))