اما و اگرهای تصاوير ترموگرافی!

ترموگرافی از جمله تکنولوژيهائی است که بهره گيری صحيح از آن نياز به آموزش دارد. البته هرکسی ميتواند با دوربينهای امروزی با فشردن يک کليد تصوير ترموگرافی بگيرد ولی تفسير تصوير ترموگرافی بدون آشنائی با تکنولوژی مربوطه ميتواند نتايج بعضاً بسيار ناخوش آيندی را برای مفسر مربوطه به بار بياورد. مثلاً تصوير زير را که از يک لوله گرفته شده در کنار عکس معمولی لوله مشاهد ميکنيد.

همانطور که ملاحظه ميکنيد در عرض لوله حدود 40 درجه سانتيگراد اختلاف دما ديده ميشود. ترموگرافر بايد اختلاف را تفسير کند. ممکن است اين اختلاف از رسوب گذاری درون لوله باشد؟

انتخاب دوربين ترموگرافی

معمولاً برد دمای دوربين تنها فاکتوری است که در زمان خريد و در غياب تجربه کاری و آشنائی با مشخصات دوربينها مورد توجه قرار ميگيرد. ما سعی ميکنيم در اين فرصت نکات کليدی را برای متخصصين ناآشنا با اين ابزار شگفت آور منعکس کنيم تا کمکی برای انتخاب مناسب ترين دوربين برای شما باشيم. مطالب زير عمدتاً با توجه به نيازهای دوائر نگهداری و تعميرات تهيه شده است.

 1- برد دما

بديهی است دوربين ترموگرافی مثل يک ترمومتر بايد برد دمای مورد نياز ما را پوشش دهد ولی ....

-          برد دمای دوربين با قد و قواره، وزن و حتی قدرت تفکيک دوربين که به همة آنها ذيلاً مي پردازيم هم مرتبط است. پس در تعيين برد دمای مورد نيازمان بايد دقت کنيم تا حدی را که در عمل به آن نيازی نداريم اعلام نکنيم. به مثال زير دقت کنيد:
مثال- فرض کنيد در واحد صنعتی ما حداکثر دما مربوط به دمای داخلی يک کوره و در حد 1000 درجه سانتيگراد است. حداکثر دمای مورد نياز پايش ساير ماشين آلات و تجهيزات مکانيکی و الکتريکی بطور معمول به 200 درجه هم نميرسد. اينکه 200 درجه يا 1000 درجه را حد دما قرار دهيم تأثير کليدی در مشخصات دوربين و بهای آن خواهد داشت. در اين موارد بايد به نکات زير توجه کنيم:
- اولاً دوربين تنها دمای سطح خارجی اجسام را اندازه گيری ميکند و قادر به ديدن دمای داخل آنها نيست. بديهی است 1000 درجه دمای داخل کوره است. پس بايد ببينيم دمای سطح خارجی کوره چقدر است.
- دوماً آيا اصلاً اهميتی دارد که بخواهيم از کوره تصوير برداری دمائی بکنيم؟ قاعدتاً و بطور معمول اين نياز محدود به مواقعی است که کيفيت عايق بندی خارجی کوره برايمان اهميت داشته باشد.

و اما مگر اختلاف دمای ماکزيمم 1000 درجه با 200 درجه چيست که به موضوع اينقدر اهميت بدهيم؟ اختلاف بسيار زياد است. يکی از مهمترين اختلافها خريد دوربين يک کيلوئی يا خدای ناکرده دو کيلوئی بجای دوربين 250 گرمی است که ذيلاً به آن ميپردازيم.

 2- مشخصات فيزيکی دوربين: وزن، ابعاد و نوع طراحی

شايد از هر کارشناس ترموگرافی بپرسيد که مهمترين مشخصه دوربين ترموگرافی چيست بگويد تعداد پيکسل های ديتکتور آن. ولی ما به دليل تجربه و مشاهداتمان تصور ميکنيم موضوع مهمتر وزن و ابعاد دوربين است چرا که اين دو مستقيماً روی حجم استفاده از دوربين تأثير گذار اند. (اهميت تعداد پيکسل ها وابسته به نوع کاربرد است که بعداً به آن ميپردازيم.). به سه تصوير زير دقت کنيد.

ادامه دارد .....

ترموگرافی ، انقلابی در نگهداری و تعمیرات

پایش وضعیت نسل سوم روشهای نگهداری و تعمیرات است که بهبود چشمگیری در شیوه نگهداری تجهیزات پدید آورده است . گرمانگاری ( ترموگرافی ) یکی از مهمترین  فنون پایش وضعیت است . فلسفه این روش بر این اساس استوار است که همه اجسام از خود گرما میتابانند پس با ثبت طیف گرمایی بررسی روند  تغییرات آن میتوان خرابیها را در مراحل آغازین شناسایی کرد . در این روش تصویر گرمایی تجهیزات در دوره های منظم یا نامنظم ، بوسیله دوربین های ویژه ، ذخیره شده و پس از انتقال به رایانه میتوان توسط نرم افزار مربوطه با تصویر دوره های پیش مقایسه کرد. کارشناس پایش وضعیت با کنارهم قراردادن روند تغییرات تصویر گرمایی مشخصات فنی تجهیز، شرایط کاری تجهیز و...در زمان مناسب دستور توقف و بازدید تجهیز را صادر میکند . دوربین ها از امکانات گوناگونی مانند پوشش دامنه های دمایی مختلف ، نشانه رو های لیزری ، شناسایی سردترین و گرمترین نقاط ، ضبط فیلم گرمایی  و ادغام تصویرهای گرمایی و عادی برخوردارند. البته گرمانگاری کاربردهای مهم دیگری نيز مانند نشت یابی و ممیزی انرژی هم دارد که به نوبه خود بسيار  ارزشمندند.

آشنائی با ترموگرافی :

چشمان ما برای ديدن نياز به نور دارد. نور از جنس امواج الکترومغناطيسی است که منبعی بايد برای انتشار آن وجود داشته باشد تا ما بتوانيم ببينيم، مثل خورشيد يا لامپ روشنائی.

تمام موجودات عالم هستی، از جمله انسانهاا، عملکردی مشابه منابع نور دارند ولی از آنجا که نور مزبور اساساً در طول موجهائی منتشر ميشود که خارج از برد طول موج قابل رؤيت يعنی 0.4 – 0.8 ميکرون است چشمان ما قادر به ديدن نور تابشی موجودات نيست، البته مگر آنکه دمای آنها بسيار بسيار بالا باشد، مثل آهن بالای 600 درجه خصوصاً بالاتر از 1500 درجه که مثل يک منبع نور پرقدرت سفيد رنگ از خود نورافشانی ميکند.

نور فوق الذکر(که البته ديگر به آن نور نميگويند) هم از جنس امواج الکترومغناطيسی است. به عبارت ديگر همه موجودات هستی، با دمای بالاتر از صفر مطلق يا -273 درجه،از خود اين نوع انرژی را تابش ميکنند. اين انرژی به شکل امواج مشابه نور در طول موجهائی که به آن باند "مادون قرمز" يا Infrared ميگويند و با چشم قابل رؤيت نيست به اطراف جسم منتشر ميشود.

مقدار انرژی تابشی فوق تابع دما است و رابطه بين دما و مقدار انرژی تابشی توسط فيزيکدانان، خصوصاً فیزیکدان معروف " پلانک "، قبلاً استخراج شده است. يعنی اگر بتوانيم مقدار انرژی تابشی مزبور را اندازه گيری کنيم با کمک آن دمای جسم تعيين خواهد شد

 تفاوت دما سنج تماسی با دوربینهای ترموگرافی :

 1- دماسنج غير تماسی يا پايرومتر Infrared Non-contact Thermometer or Pyrometer

دماسنج غيرتماسی ابزاری است که به صورت غيرتماسی انرژی تابشی را دريافت و با توجه به مقدار آن دما يا درجه حرارت سوژه ايکه به طرف آن نشانه روی شده را اعلام ميکند. اين دماسنج ها دارای يک لنز هستند که انرژی مزبور از ميدان ديد خود را روی يک عدد سنسور متمرکز ميکند.بلوک دياگرام ساده يک ترمومتر غير تماسی را ذيلاً ميبينيد.

انرژی فوق الذکر از ميدان ديد لنز روی سنسور متمرکز ميشود. ميدان ديد تابع نوع لنز و فاصلة آن از سوژه است. دمای اندازه گيری شده دمای متوسط ميدان ديد است. به شکلهای زير دقت کنيد:

 

1- دوربين ترموگرافی Thermography Camera

اصول کار در دوربين ترموگرافی مشابه ترمومتر غيرتماسی است که در بالا به اختصار معرفی شد ولی:

در دوربين ترموگرافی بجای يک سنسور از هزاران سنسور استفاده ميشود که هر يک از سنسورها دمای بخش کوچکی از ميدان ديد لنز دوربين را اندازه گيری ميکند. اين سنسورها روی صفحه ای که به آن ديتکتور ميگويند به صورت سطری/ستونی در کنار هم چيده شده اند مثل پيکسل های مانيتورهای کامپيوتر.

برای مثال در دوربينی که در مشخصات فنی آن نوع ديتکتور 320X240 پيکسل قيد شده تعداد سنسورها 320X240=76,800 عدد است.

بدين ترتيب دوربين ترموگرافی تا اينجای کار و اساساً فقط دمای سوژه يا ميدان ديد خود را اندازه گيری ميکند منتها نه فقط دمای يک نقطه بلکه بسته به تعداد سنسورها دمای هزاران هزار نقطه و آنهم در هر کسری از ثانيه. نتيجه اندازه گيری در جدولی با تعداد خانه هائی برابر تعداد سنسور ها، مثلاً 320x240خانه، ثبت ميشود.

دوربين بعد از قرائت دما به هر دما رنگی را اختصاص ميدهد و بدين ترتيب به هريک از خانه های جدول دمای فوق رنگی اختصاص مييابد. در نهايت جدول رنگها به صفحه نمايش ارسال ميشود و آنچه ما در دوربين ميبينيم در واقع يک جدول دماست که هر يک از خانه های آن بجای دمای اندازه گيری شده توسط سنسور مربوطه رنگ اختصاص داده شده به آن را منعکس ميکند.

شکل زير اساس کار دوربين ترموگرافی را نشان ميدهد

سئوال : چرا تصويری که ما ميبينيم (بعضاً) شبيه و حتی در مواردی بسيار شبيه عکس معمولی است؟ مثلاً عکسهای زير جملگی تصاوير دمائی يا ترموگرافی هستند ولی اگر کسی ترموگرافی را نشناسد ممکن است حتی فکر کند که اينها عکس يا نقاشی هنری اند!؟

ترموگرافی و صداسنجی چیست ؟

درباره  گرمانگاری و صداسنجی :

پایش وضعیت نسل سوم روشهای نگهداری و تعمیرات است که بهبود چشمگیری در شیوه نگهداری تجهیزات پدید آورده است . گرمانگاری ( ترموگرافی ) یکی از مهمترین  فنون پایش وضعیت است . فلسفه این روش بر این اساس استوار است که همه اجسام از خود گرما میتابانند پس با ثبت طیف گرمایی بررسی روند  تغییرات آن میتوان خرابیها را در مراحل آغازین شناسایی کرد . در این روش تصویر گرمایی تجهیزات در دوره های منظم یا نامنظم ، بوسیله دوربین های ویژه ، ذخیره شده و پس از انتقال به رایانه میتوان توسط نرم افزار مربوطه با تصویر دوره های پیش مقایسه کرد. کارشناس پایش وضعیت با کنارهم قراردادن روند تغییرات تصویر گرمایی مشخصات فنی تجهیز، شرایط کاری تجهیز و...در زمان مناسب دستور توقف و بازدید تجهیز را صادر میکند . دوربین ها از امکانات گوناگونی مانند پوشش دامنه های دمایی مختلف ، نشانه رو های لیزری ، شناسایی سردترین و گرمترین نقاط ، ضبط فیلم گرمایی  و ادغام تصویرهای گرمایی و عادی برخوردارند. البته گرمانگاری کاربردهای مهم دیگری نيز مانند نشت یابی و ممیزی انرژی هم دارد که به نوبه خود بسيار  ارزشمندند. 

در صداسنجی ( اکوستیک )  روش کار چنین است که با آغاز هرگونه خرابی موجی در دامنه بسامدی فراصوتی  منتشر می شود . پس با ثبت روند تغییرات این امواج  ،  می توان خرابیهای ناگهانی را  در مراحل آغازین شناسایی کرد . در این روش موجهای فراصوتی که تجهیزات ، منتشر می کنند در دوره های مختلف ( منظم یا نامنظم ) ، بوسیله دستگاههای ویژه اندازه گیری و ذخیره می شوند.  پس از انتقال  طیف فراصوتی به رایانه میتوان درنرم افزار مربوطه آنرا با طیف دوره های پیش مقایسه کرد . مهندس پایش وضعیت ، با کنار هم قرار دادن روند تغییرات طیف فراصوتی ، مشخصات فنی تجهیز، شرایط کاری تجهیز، وضعيت آن و .. در زمان مناسب دستور توقف و بازدید تجهیز را صادر می کند . 

حل مسایل الکتریکی با استفاده از ترموگرافی

امروزه تصاویر حرارتی که تصاویر زنده ای ازحرارت ساطع شده از تجهیزات تولید می کنند ، بسیار قویتر ، کاری آسانتر و مقرون بصرفه تر از نمونه های چندسال قبل هستند . این مزایا باعث می شود تا بتوان در حل مشکلات الکتریکی  ، کاربردی تر و اقتصادی تر از آنها بهره برد . به خواندن ادامه دهید ....

 

ادامه نوشته