Jak kamery na podczerwień (IR) pomagają w monitorowaniu stanu (CM)

245

Kamera termowizyjna (obrazowanie w podczerwieni lub kamera termowizyjna) wykorzystuje promieniowanie podczerwone do wykrywania obiektów.

Obrazowanie w podczerwieni odgrywa istotną rolę w konserwacji zapobiegawczej. Kamery monitorują maszyny lub urządzenia w zakładzie, tworząc obrazy termiczne, które ujawniają gorące punkty. Te gorące punkty pomagają wykryć przyszłe awarie, przegrzanie, uszkodzenia maszyn lub urządzeń oraz obrażenia personelu. Naprawy lub konserwacja mogą być wykonywane w najbezpieczniejszym i najbardziej opłacalnym czasie.

Podstawowym warunkiem bezpiecznego działania każdej instalacji elektrycznej jest prawidłowy dobór sprzętu. Konserwacja takiego sprzętu musi być zgodna z ustalonymi parametrami w zakresie odprowadzania ciepła we wszystkich trybach pracy i części przewodzących prąd, które je łączą. Przenikanie ciepła odbywa się również w instalacjach elektrycznych z obszarów ciepłych do zimnych na trzy sposoby: poprzez przewodzenie, konwekcję i promieniowanie.

System termowizyjny / kamera na podczerwień

Każdy obiekt emituje energię podczerwoną, która jest określana jako sygnatura cieplna. Ta energia podczerwieni jest mierzona i wykrywana przez kamerę na podczerwień (IR) lub kamerę termowizyjną. Kamera przekształca te dane w podczerwieni w obraz elektroniczny reprezentujący pozorną temperaturę powierzchni mierzonego obiektu. Kamera termowizyjna posiada układ optyczny, który skupia energię podczerwieni na specjalnym układzie detektorów (matrycy czujników) składającym się z tysięcy pikseli detektorów rozmieszczonych w siatce. Sygnał elektroniczny jest generowany, gdy każdy piksel w matrycy czujnika reaguje na skupioną na nim energię podczerwieni. Jednostka przetwarzania kamery pobiera sygnał z każdego piksela i stosuje algorytm matematyczny w celu utworzenia kolorowej mapy (termografu) pozornej temperatury mierzonego obiektu. Każdej wartości temperatury przypisywany jest inny kolor i tworzona jest matryca kolorów. Matryca ta jest wysyłana do jednostki pamięci kamery, która wyświetla termografię obiektu (obraz termiczny), jak pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1: System termowizyjny (kamera na podczerwień)

Scenariusz zastosowań kamer na podczerwień CM

Wykrywając anomalie często niewidoczne gołym okiem, termografia umożliwia podjęcie działań naprawczych przed wystąpieniem kosztownych awarii systemu. Istnieją niezliczone przypadki użycia kamer termowizyjnych w obszarze konserwacji predykcyjnej; niektóre z nich to konserwacja elektryczna i mechaniczna, media i straty energii. Poniżej znajduje się kilka wyzwań, przed którymi stoi scenariusz zastosowań przemysłowych.

Inspekcje niskiego napięcia:  Inspekcje elektryczne wymagają kamer na podczerwień. Luźne połączenia elektryczne zwiększają opór prądu, co prowadzi do wzrostu temperatury. W rezultacie podzespoły mogą ulec awarii, powodując nieplanowane przestoje i obrażenia. Co więcej, wydajność sieci elektrycznej spada przed awarią; w ten sposób energia jest tracona poprzez generowanie ciepła, co prowadzi do niepotrzebnych strat, jak pokazano poniżej.

Rysunek 2(a): Słabe połączenie i uszkodzenie wewnętrzne (b) Uszkodzenie bezpiecznika wewnętrznego

Inspekcje wysokiego napięcia:  Kamery na podczerwień są rutynowo wykorzystywane do monitorowania transformatorów mocy. Temperatury żeber chłodzących i połączeń wysokiego napięcia mogą być porównywane, dzięki czemu można podjąć działania naprawcze przed wystąpieniem poważnych problemów.