Transcript prezentacja PowerPoint - Instytut Metali Nieżelaznych

Przykłady
zastosowań badań
termowizyjnych do
analizy wybranych
węzłów procesów
technologicznych
Instytut Metali Nieżelaznych - Gliwice
Pracownia Przemysłowych
Zastosowań Termowizji
Doc. dr hab. inż. Zbigniew Rdzawski
tel.(032) 2380252; 2380652
e-mail:
[email protected]
System termowizyjny
Inframetrics 760 B
Ze strumienia energii E padającego na powierzchnię ciała, część zostaje zaabsorbowana
(EA), część ulega odbiciu (ER), część przenika przez ciało (EP)
E = EA + ER + EP
Po podzieleniu równania przez E otrzymuje się
A+R+ P=1
gdzie:
A = EA/E - absorbcyjność
R = ER/E - refleksyjność (odbicie)
P = EP/B - przepuszczalność.
Większość ciał stałych i ciekłych jest nieprzepuszczalna dla promieniowania cieplnego.
Dlatego praktycznie można przyjąć że :
P = 0 , stąd A + R = 1
Absorbcja promieniowania zachodzi w ciałach stałych i ciekłych w bardzo cienkiej warstwie
przy powierzchni. Dlatego przyjmuje się że powierzchnia ciała absorbuje i emituje
promieniowanie. Ciało doskonale czarne ma absorbcyjność równą jedności A = 1 i R = 0.
Przykłady zastosowania promieniowania
podczerwonego
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Kosmonautyka
Lotnictwo
Marynarka
Policja
Straż pożarna
Ochrona środowiska
Służby ratownicze
Medycyna
Prace naukowo-badawcze
Zastosowania przemysłowe
inne
Przykłady zastosowań
promieniowania podczerwonego
w przemyśle
•
•
•
•
•
•
•
•
Systemy rozdziału energii
Linie przesyłowe, transformatory, podstacje
Systemy mechaniczne, silniki, łożyska, sprzęgła, przekładnie
Systemy ciepłownicze, magistrale, zawory, grzejniki
Diagnostyka budowli, „ucieczki” ciepła przez ściany, dachy
Analiza procesów technologicznych
Wyprawy ogniotrwałe
itp..
ZASTOSOWANIE BADAŃ
TERMOWIZYJNYCH
W ANALIZIE PROCESÓW
TECHNOLOGICZNYCH
płaskownik
krystalizator
Widok pieca odlewniczego, krystalizatora oraz
fragmentu odlewanego płaskownika
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
>118,0°C
115,0
110,0
105,0
Spot 1
46,7
100,0
95,0
90,0
85,0
Spot 2
51,8
80,0
75,0
70,0
65,0
90,6
82,7
60,0
55,0
50,0
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
<18,3°C
90,6
82,7
Spot 3
72,4
Spot 4
71,6 OSProf. 1
Rozkład
temperatury na
powierzchni
czołowej
krystalizatora
(linia 2)
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
>255,3°C
250,0
240,0
230,0
220,0
210,0
255,3
255,3
255,3
206,7
194,2
194,2
OSProf. 1
255,3
206,7
200,0
190,0
180,0
170,0
160,0
150,0
140,0
130,0
120,0
<111,5°C
OSProf. 2
Rozkład
temperatury na
powierzchni
płaskownika ze
stopu CDA792
(linia 2)
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
>126,1°C
120,0
97,0
49,1
110,0
profil 5
100,0
90,0
80,0
70,0
117,9
117,9
60,0
50,0
82,2
82,2
40,0
30,0
97,0
<26,3°C
49,1
profil 1
Rozkład
temperatury na
powierzchni
czołowej
krystalizatora
(linia3)
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
>200,6°C
200,6
200,6
200,0
200,6151,0
195,0
190,0
185,0
154,8
180,0
154,8
175,0
170,0
165,0
160,0
OSProf. 2
155,0
150,0
145,0
200,6
140,0
135,0
151,0
130,0
125,0
120,0
115,0
110,0
105,0
<101,0°C
OSProf. 1
Rozkład
temperatury na
powierzchni
płaskownika M70
(linia 3)
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
>106,4°C
100,0
90,0
OSProf . 1
80,0
70,0
60,0
50,0
74,1
87,8
40,0
30,0
20,0
10,0
<4,7°C
74,1
87,8
Rozkład
temperatury
na powierzchni
płaskownika Ag800,
pomiar
w odległości około
20 cm od wyjścia
z krystalizatora.
Linia do topienia
i odlewania
w sposób ciągły –
RAUTOMEAD
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
>1 401°C
1 400
1 300
1 200
1 220,5
1 100
1 220,5
1 000
900,0
800,0
700,0
600,0
Spot 1
1 236,1
182,5
500,0
400,0
300,0
200,0
100,0
<74,4°C
Spot 2
1 138,6
182,5
OSProf. 1
Rozkład
temperatury
wzdłuż osi
wałka rozrządu
po nagrzaniu
indukcyjnym na
chwilę przed
hartowaniem.
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
Rozkład temperatury na krzywkach wałka rozrządu przed hartowaniem
1300
tem peratura w [°C]
1100
900
700
500
300
1
12 23
34
45 56
67 78
89 100 111 122 133 144 155 166 177 188 199 210 221 232 243 254 265 276
punkty na osi w ałka
1 sekunda po nagrzaniu
2 sekundy po nagrzaniu
5 sekund po nagrzaniu
9 sekund po nagrzaniu
10 sekund po nagrzaniu
11 sekund po nagrzaniu
7 sekund po nagrzaniu
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
Mufla
ochronna
Bateria pieców kołpakowych do wyżarzania taśm
w atmosferze ochronnej
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
>47,9°C
47,0
46,0
45,0
44,0
43,0
42,0
Spot 4
40,0
41,0
Spot 1
43,8
40,0
39,0
38,0
37,0
36,0
35,0
Spot 2
31,0
34,0
33,0
32,0
31,0
30,0
29,0
28,0
<28,0°C
Spot 3
47,9
Rozkład
temperatury na
powierzchni
obudowy pieca
kołpakowego
EBNER,
przeznaczonego do
wyżarzania taśm
w zwojach
w atmosferze
ochronnej.
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
>440,3°C
440,0
420,0
400,0
380,0
360,0
340,0
320,0
300,0
280,0
260,0
240,0
220,0
200,0
180,0
160,0
140,0
120,0
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
0,0
-20,0
-40,0
<-59,2°C
413,3337,7
413,3337,7
412,4
341,3
OSProf. 1
OSProf. 2
412,4
341,3
Rozkład
temperatury na
powierzchni mufli
ochronnej pieca
kołpakowego
EBNER,
przeznaczonego do
wyżarzania taśm
w zwojach
w atmosferze
ochronnej
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
>426,6°C
379,2
413,3
420,0
400,0
Rozkład
temperatury na
powierzchni
mufli
ochronnej
380,0
360,0
340,0
320,0
300,0
280,0
260,0
240,0
<227,1°C
OSProf. 1
379,2
413,3
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
>942,6°C
940,0
925,7
925,7
930,0
920,0
910,0
870,9
870,9
900,0
890,0
880,0
870,0
860,0
850,0
<843,0°C
OSProf. 1
Rozkład
temperatury
wzdłuż osi wlewka
Cu po nagrzaniu
w nagrzewnicy
indukcyjnej
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
R o zkła d te m pe ra tury w zdłuż o si w le w ka w za le żno śc i o d c za su o c ze kiw a nia
na po da jniku pra sy
temperatura [°C ]
950
900
850
1
51
101
151
201
251
punkty pomiarowe wzdłuż osi wlewka
czas 0 sek.
czas 9 sek.
czas 20 sek.
czas 40 sek.
czas 50 sek.
czas 60 sek.
czas 30 sek.
301
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
>695,3°C
690,0
680,0
670,0
681,4
681,4
668,4
668,4
660,0
650,0
640,0
630,0
620,0
610,0
600,0
<600,0°C
Spot 1
675,7
OSProf. 2
Area1
Min
Mean
669,9 677,7
Max
684,3
Rozkład
temperatury na
wlewku nr 3
(MO59Pb2.5) po
dogrzaniu
w termosie.
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
Rozkład temperatury na długości pręta.
800
Temperatura [C]
700
600
500
400
300
Pręt 3
200
Pręt 4
pręt 7
100
0
1
5
9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89
Czas [sec]
Rozkład temperatury (ujęcie dynamiczne) na powierzchni
wyciskanych prętów z mosiądzu MO59Pb
(pomiar temperatury około 400 mm po wyjściu z matrycy)
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
>803,4°C
800,0
750,0
700,0
650,0
687,3
600,0
573,6
687,3
550,0
682,4
610,5
573,6
500,0
682,4
610,5
450,0
400,0
350,0
<304,9°C
OSProf. 1
556,2
631,8
OSProf. 3
OSProf. 2
Spot 1
772,6
556,2
631,8
Rozkład
temperatury na
powierzchni drugiej
części wlewka
mosiężnego w gat.
M66. (Przed
modernizacją pieca
grzewczego)
ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH
>822,7°C
800,0
752,5
704,7
752,5
704,7
700,0
749,7
690,9
749,7
690,9
600,0
500,0
400,0
300,0
200,0
100,0
0,0
-100,0
<-189,6°C
OSProf. 2
Spot 1
736,9
OSProf. 1
Rozkład temperatury
na powierzchni
wlewka mosiężnego
w gat. M66,
po pierwszym
przepuście.
(Po modernizacji
pieca grzewczego)
PRACE
NAUKOWO-BADAWCZE
BADANIA NAUKOWE
Prędkość skręcania - 10 obr/min
>827,5°C
800,0
786,2
786,2
750,0
700,0
650,0
600,0
Spot 1
819,2
295,0
550,0
OSProf.
295,0
2
500,0
450,0
Nagrzewnica
indukcyjna
chłodzona wodą
Termagram próbki ze stopu
Ti-6Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe.
Kalibracja.
400,0
350,0
300,0
<295,0°C
>838,8°C
814,0
814,0
403,9
prof1
403,9
800,0
750,0
Badana próbka
700,0
650,0
600,0
550,0
500,0
450,0
<403,9°C
Obraz termowizyjny próbki
po 10 sec skręcania.
BADANIA NAUKOWE
Pr ó b a p la s to m e tr y c z n a . S to p T i- 6 A l- 5 M o - 5 V - 1 C r - 1 F e
p r ę d k o ś ć s k r ę c a n ia 1 0 o b r /m in .
850
800
750
Temp [C]
700
650
600
550
500
450
400
1
13
25
37
49
61
73
85
97
109 121 133 145 157 169 181 193 205 217 229 241
W z g lę d n a d łu g o ś ć p r ó b k i
10 sec
60 sec
110 sec
160 sec
210 sec
300 sec
Zestawienie zbiorcze rozkładów temperatury po różnych czasach skręcania
OSZCZĘDNOŚĆ ENERGII
NIEZAWODNOŚĆ PRACY
OCZĘDNOŚĆ ENERGII - NIEZAWODNOŚĆ PRACY
*>91,7°C
90,0
85,0
80,0
75,0
70,0
65,0
60,0
55,0
50,0
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
*<14,4°C
Rozkład
temperatury na
bocznej ścianie
pieca
grzewczego
przed
modernizacją
OCZĘDNOŚĆ ENERGII - NIEZAWODNOŚĆ PRACY
>74,0°C
70,0
65,0
OSProf.
29,82
50,4
Spot 1
73,9
29,6
48,8
60,0
55,0
50,0
45,0
Spot 2
50,8
Spot 3
46,8
40,0
35,0
30,0
25,0
<24,2°C
29,8
50,4
OSProf.
29,61
48,8
Rozkład
temperatury
na bocznej
ścianie pieca
grzewczego po
modernizacji
OCZĘDNOŚĆ ENERGII - NIEZAWODNOŚĆ PRACY
>215,6°C
200,0
180,0
Spot 4
184,2
Spot 3
187,5
Spot 2
189,9
160,0
Rozkład
temperatury na
obudowie
induktora pieca
topielnego
JUNKER
140,0
120,0
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
<15,4°C
Spot 1
176,0
OCZĘDNOŚĆ ENERGII - NIEZAWODNOŚĆ PRACY
>111,1°C
110,0
104,6
92,5
100,0
90,0
80,0
70,0
<61,3°C
104,6
84,5
78,6
84,5
78,6
OSProf. 1 OSProf. 2
92,5
Rozkład
temperatury na
tylnej obudowie
pieca topielnego
OCZĘDNOŚĆ ENERGII - NIEZAWODNOŚĆ PRACY
>304,3°C
300,0
295,0
290,0
285,0
Rozkład
temperatury na
powierzchni
obudowy pieca
topielnego linii
Demag-Technica
280,0
275,0
270,0
265,0
260,0
255,0
Spot 3
240,1
250,0
245,0
240,0
235,0
230,0
225,0
220,0
215,0
210,0
205,0
<204,7°C
Spot 1
270,0
MEDYCYNA
Pacjent
z zaawansowanymi
zmianami
nowotworowymi na
prawym ramieniu
>37,7°C
37,5
37,0
36,5
36,0
Area1
Min Mean Max
35,736,1 36,7
<35,7°C
>37,7°C
37,5
37,0
36,5
36,0
<35,7°C
Area1
Min Mean Max
35,836,1 36,5
Badania rozkładu
temperatury na
powierzchni gałki
ocznej
Konserwacja zabytków
Sapientia Dei, fragment maska otrzymana
z termogramu
(0 % przezroczystości)
nałożonego na zdjęcie
w świetle widzialnym.
Sapientia Dei, fragment
- maska otrzymana
z termogramu (50 %
przezroczystości)
nałożonego na zdjęcie
w świetle widzialnym.
Św. Jan Ewangelista,
fragment - maska
otrzymana
z rentgenogramu (90 %
przezroczystości)
nałożonego na termagram.
Św. Anna Samotrzeć, termagram obraz figurki z góry Św. Anny
Budownictwo
Rozkład temperatury na
ścianie szczytowej
budynku mieszkalnego
częściowo ocieplonej
(widoczna wyraźna
różnica temperatur
między obszarem z
zabudowaną izolacją
cieplną a obszarem bez
izolacji)
Rozkład temperatury na
ścianie bocznej budynku
mieszkalnego. Widoczny
brak izolacji i ucieczki
ciepła na dolnej
powierzchni lewego
skrzydła
>14,6°C
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
<4,6°C
Rozkład temperatury na
budynku mieszkalnym
przed ociepleniem i
wymianą okien
Energetyka
Rozkład temperatury na
elementach rozdzielni
energii elektrycznej z
widocznymi miejscami
podwyższonej
temperatury jest to
przykład badania
prewencyjnego mającego
na celu określenie stanu
urządzenia.
>28,7°C
14,0 19,4
21,1 21,1
25,0
13,5 13,5
20,0
15,0
Rozkład temperatury na
powierzchni dolnej części
komina betonowego
OSProf. 2
Spot 1
18,6
OSProf.
14,0
1 19,4
10,0
<8,8°C
>33,3°C
17,6
29,9
Spot 1
30,6
30,0
25,0
20,0
Rozkład temperatury na
powierzchni dolnej części
komina stalowego
Spot 2
26,5
Spot 3
20,0
15,0
<13,4°C
OSProf.
17,6 1
Spot 4
16,3
29,9
Kontakt
Instytut Metali Nieżelaznych
Ul. Sowińskiego 5
44-100 Gliwice
Pracownia Przemysłowych Zastosowań Termowizji
Doc. dr hab. Zbigniew Rdzawski
tel. (032) 238 02 52
fax: (032) 238 04 12
e-mail: [email protected]
Grzegorz Muzia
tel. (032) 238 06 52
fax: (032) 238 04 12
e-mail: [email protected]