2 (24), июль 2009г - VerBulak

Гостиная «Вестника автоматизации»
4
По материалам ТОО «Test instruments»
Как известно, видимый невооруженным
глазом спектр электромагнитного
излучения (с длиной волны (0,36-0,76
мкм) составляет небольшую часть всего
электромагнитного спектра, причем, наше
зрение видит отраженные от различных
поверхностей лучи, независимо от состояния
и температуры этих поверхностей. В
то же время все тела, температура которых
отлична от абсолютного нуля, независимо
от их освещения, излучают невидимое более
длинноволновое излучение (8-14 мкм),
называемое поэтому инфракрасным (ИК),
причем интенсивность этого излучения
пропорциональна температуре тела.
Именно на этом свойстве основаны
современные приборы тепловизоры, позволяющие
дистанционно, по величине
ИК-излучения судить о температуре
поверхности в различных ее точках и
строить термограммы – визуально распознаваемые
картины теплового распределения
по объекту.
Принцип работы тепловизоров
Инфракрасное излучение, генерируемое
объектами А, через фокусирующую
линзу B попадает на матрицу C,
находящуюся в фокусе линзы (рис. 1).
Матрица формирует образы объектов,
пропорционально степени их нагрева.
Обычно в современных тепловизорах
применяется микроболометрическая
матрица – пластина, состоящая из мно-
ВЕСТНИК
Àâòîìàòèçàöèè
жества микроболометров-резисторов,
сопротивление которых пропорционально
величине воздействующего на них
ИК-излучения. Чем больше количество
микроболометров в матрице, тем четче
получаемое изображение, но и, соответственно,
сложнее прибор и выше его
цена. Самые простейшие тепловизоры,
например GUIDE MOBIR M2, имеют
матрицы размерами 120х120элементов=14
400 пикселей, что, безусловно,
меньше матриц современных любительских
фотоаппаратов, однако вполне
достаточно для целей технической диагностики.
Более дорогие тепловизоры
могут иметь матрицы объемом 100 000
пикселей и больше.
Полученный образ затем передается
в блок электронной обработки
изображения D, который преобразует
температурную картину в стандартное
видеоизображение E, при этом возможна
обработка изображения в цвете, т.е.
объекты, имеющие разную температуру,
будут отображаться на дисплее различными
цветами.
Благодаря тому, что все объекты
излучают инфракрасные волны пропорционально
температуре, а также тому,
что исправность/неисправность большей
части технологического, энергетического
оборудования можно диагностировать по
степени его нагрева, современные тепловизоры
позволяют быстро, качественно,
безопасно и точно дистанционно определять
возможные проблемы и устранять
их возникновение в таких отраслях, как
энергетика и энергосбережение, строи-
Рис. 1. Рис. 2.
тельство, машиностроение, химическая
промышленность, предотвращать пожары
и аварии, способствовать сбережению
тепла и энергии.
Немного о рентабельности
Распространено мнение, что тепловизоры
имеют неоправданно высокую цену.
Отчасти это так – самый простейший
тепловизор стоит от 1 млн. тенге, а иные
модели с более высоким разрешением
и дополнительными функциями могут
иметь стоимость в 3-5, а то и в 10 раз большую.
Связано это прежде всего с тем, что
вся оптика не может быть изготовлена из
стекла (стекло не пропускает инфракрасные
лучи). Все оптические устройства
изготовлены из чистого оптического германия,
цена на который – не менее 2000
долларов США за килограмм. Кроме того,
микроболометрическая матрица достаточно
сложна, трудоемка в изготовлении
и дорога соответственно.
Однако, если рассмотреть цену тепловизоров
в аспекте исполняемых ими функций
– их применение окупается менее чем
через год (вследствие экономии рабочего
времени, энергосбережения), а то и за
один день (в случае, например, предотвращения
выхода из строя высоковольтного
трансформатора, сильноточного выключателя,
подшипника генератора, пожара
из-за замыкания проводки и т.д.).
Примеры использования
тепловизоров
1. Диагностика электрических соединений:
Некачественное соединение провода с
автоматом, видна зона нагрева (рис. 2).
№ 2 (24), июль, 2009