Fot. 1. Termowizja jest nieodzownym narzędziem diagnostycznym rozdzielnic elektrycznych. Są wykrywane niewłaściwie obrobione przewody, a także podłączenia do zacisków. Diagnozuje się również asymetrie zasilania oraz wszelkie przeciążenia w instalacji.Diagnostyka bazująca na termografii jest nieodzownym elementem prac kontrolno- -serwisowych w elektryce. Kamery termowizyjne są określane przez przynajmniej kilka funkcji i parametrów. Przede wszystkim jest istotna rozdzielczość, czułość termiczna (NETD), zakres pomiaru temperatury oraz odświeżanie obrazu. Zwraca się również uwagę na rodzaj obiektywu i funkcję wysokiej temperatury. Przydaje się wbudowany aparat cyfrowy, zintegrowane diody LED oraz dyktafon. W niektórych modelach przewidziano funkcję dwukrotnej poprawy rozdzielczości.
Za pomocą termowizji niejednokrotnie elektrycy przeprowadzają diagnostykę korpusów silników elektrycznych. Sprawdza się wirnik, prawidłową pracę szczotek oraz połączenia prętów z pierścieniami. Jest wykrywana wysoka temperatura, w tym, przegrzanie stojana napędu. Termowizja istotną rolę odgrywa przy wykrywaniu usterek w pracy rozdzielnic elektrycznych. Przede wszystkim chodzi o kontrolę stanu złącz wysokoprądowych i zacisków. Analiza zawartości termogramu jest doceniana podczas badań generatorów, transformatorów oraz linii energetycznych wysokiego napięcia. Coraz częściej obrazu w podczerwieni używa przy diagnostyce ogniw fotowoltaicznych. Stąd też termowizja znajduje zastosowanie przy wykrywaniu źle podłączonych podzespołów fotowoltaicznych i elementów niesprawnych lub niepotrzebnie wyłączonych.
Kontroli poddaje się również transformatory. Podczas prac w tym zakresie należy wziąć pod uwagę przyrosty temperatury na powierzchni kadzi. Za pomocą kamer termowizyjnych sprawdza się także nowe transformatory. Kluczową rolę odgrywa bowiem prawidłowa praca rdzenia. Kontroli poddaje się zaciski prądowe oraz śruby odpowiedzialne za połączenie kadzi z pokrywą. Bardzo często kamery termowizyjne są używane do kontroli stanu bezpieczników. Sprawdza się zaciski przyłączeniowe, docisk styków, a także uchwyty odciągowe i zaciski mostka. Kontroli za pomocą termogramów są poddawane zaciski odgałęźne i przyłączeniowe oraz wyłączniki.
Za pomocą kamer termowizyjnych bada się poprawność działania rozdzielnic elektrycznych a przede wszystkim szyn zbiorczych, a także odłączników, wyłączników mocy, przekładników i transformatorów. Wykrywa się niewłaściwie obrobione przewody i podłączenia do zacisków. Są diagnozowane asymetrie zasilania oraz wszelkie przeciążenia w instalacji. Analizie poddaje się stan kabli i przewodów a przede wszystkim ich częściowe pęknięcia oraz upływności na powierzchniach izolacyjnych. Warto podkreślić możliwości termowizji przy diagnostyce urządzeń elektroniki. Na przykład jest możliwe wykrywanie nieprawidłowości w chłodzeniu układów elektronicznych.
Fot. 2. Przydatne rozwiązanie stanowi możliwość wyświetlania wyłącznie temperatur wyższych, niższych lub mieszczących się pomiędzy wartościami zdefiniowanymi przez użytkownika.Praca niejednego elektryka jest uniwersalna, a co za tym idzie, są również przydatne inne możliwości zastosowania kamer termowizyjnych. Termografia stanowi zatem istotne narzędzie podczas diagnostyki łożysk a w szczególności ich nieprawidłowego smarowania. Przydatne rozwiązanie stanowi skuteczna diagnostyka pracy układów przeniesienia napędu. Są to pasy i koła pasowe, koła łańcuchowe, a także tuleje, przeguby i sprzęgła. Kamery stanowią kluczowe narzędzie diagnostyczne w procesach produkcji ciepła i obróbki termicznej. Kontroli poddaje się więc kotły grzewcze i piece hutnicze. Przeprowadza się diagnostykę instalacji chłodniczych i ciepłowniczych. Chodzi przede wszystkim chodzi o detekcję wycieków oraz określanie temperatury wymienników ciepła. Istotną rolę odgrywa wykrywanie strat cieplnych poprzez tzw. mostki termiczne. Termografia jest ważna podczas analizy stanu technicznego sprężarek i zaworów rozprężnych.
Fot.3. Podczas prac diagnostycznych z użyciem kamery termowizyjnej pamiętać należy o podstawowych zasadach bezpieczeństwa.Warto zwrócić uwagę na ocenę działania instalacji odpowiedzialnych za przesył pary wodnej. Kamery termowizyjne są często używane przy określaniu temperatury obudowy skrzyni paleniskowej. Ważne jest bowiem wczesne wykrycie pęknięć osłon paleniska. W takim przypadku na obrazie widoczny będzie wzrost temperatury zewnętrznej metalowej osłony.
Badany obiekt może być oglądany w pełnym obrazie w podczerwieni. Tryb ten pozwala na zaobserwowanie maksymalnej ilości szczegółów. Przyda się również możliwość oglądania pełnego obrazu widzialnego. Można więc wykonać zdjęcie tak jak w tradycyjnym aparacie cyfrowym. Dzięki funkcji „obraz w obrazie” jest tworzone okienko obrazu zarejestrowanego w podczerwieni, który jest otoczony ramką obrazu zarejestrowanego w paśmie światła widzialnego. Otaczająca ramka stanowi punkt odniesienia podczas analizy.
Podczas trybu pracy w podczerwieni jest możliwe wyświetlanie wyłącznie temperatur wyższych, niższych lub mieszczących się pomiędzy wartościami zdefiniowanymi przez użytkownika. Pozostałe elementy są wtedy wyświetlane w paśmie światła widzialnego. Przydatne rozwiązanie stanowi automatyczne nakładanie obrazów wykonanych w podczerwieni i w paśmie światła widzialnego. Skorzystać można przy tym z różnych opcji nakładania od pełnego obrazu w podczerwieni do pełnego obrazu widzialnego. Korzyścią wynikającą ze stosowania opcji nakładania jest możliwość precyzyjnego zlokalizowania miejsca wystąpienia usterki.
Interesujące są obszerne możliwości kamer w zakresie wymiany danych. Komfort użytkowania urządzenia poprawi standard Wi-Fi. Niejednokrotnie uwzględnia się również interfejs Bluetooth. Tym sposobem jest możliwe przesyłanie danych nie tylko do komputera osobistego ale również do iPhona lub iPada. Są oferowane technologie wymiany danych pozwalające na współpracę z systemem operacyjnym firmy Apple.
Fot. 4. Kamery termowizyjne są bardzo często używane podczas rozruchów szaf sterowniczych.Nabyć można kamery, które przesyłają informacje do innych mierników, takich jak na przykład multimetry. Do obrazu termowizyjnego są więc przypisywane wyniki pomiarów wielkości elektrycznych, wilgotność powierzchniowa czy też temperatura powietrza. Komfort użytkowania, szczególnie w miejscach o ograniczonej przestrzeni, poprawią programowalne klawisze dostępu. Dzięki nim zyskuje się szybkie uruchomienie najczęściej używanych funkcji. Z myślą o trudno dostępnych miejscach nabyć można kamery ze zdalnym sterowaniem. Nie bez znaczenia pozostaje wytrzymałość mechaniczna kamery oraz dostosowanie do obsługi przez osoby prawo- i leworęczne.
Bezpośrednio na ekranie dotykowym można narysować szkic, który jest dodawany do obrazu w podczerwieni. W niektórych modelach przewidziano wbudowany GPS, pozwalający na przypisanie do obrazu położenia poprzez współrzędne geograficzne. Jakość obrazu poprawią optymalizatory. Jest więc możliwe optymalizowanie ustawień jasności i kontrastu. W przypadku złożonych obiektów warto skorzystać z funkcji wykonywania zdjęć w sekwencji i łączenia fotografii w jeden duży obraz.
Jako wyposażenie dodatkowe producenci oferują obiektywy szerokokątne. Przydać mogą się również teleobiektywy. Niejednokrotnie jest uwzględniany format plików wideo MPEG-4 w świetle widzialnym i nie radiometrycznych plików wideo w podczerwieni. Podczas diagnostyki ciągłej przyda się możliwość rejestracji procesów dynamicznych rejestrowanych w czasie rzeczywistym poprzez filmowanie w podczerwieni. Chodzi przede wszystkim o kontrolę urządzeń podczas rozruchu, rejestrowanie obciążenia czy też analizę w czasie hamowania.
Ostatnie lata to wzrost popularności termowizji, a co za tym idzie, spadek cen kamer przy jednoczesnej poprawie jakości i poszerzeniu funkcjonalności. Wybierając kamerę należy przede wszystkim określić jej przeznaczenie. Jeżeli użytkowanie obejmuje okresowe przeglądy rozdzielni i szaf elektrycznych oraz temperatury łożysk silników, pomp itp. w zupełności wystarczy model o rozdzielczości 160×120 px i maksymalnej temperaturze do 250°C. Jeżeli zakres ten jest niewystarczający warto pokusić się o kamerę o maksymalnej temperaturze, która wynosi 600°C. Tym bardziej, że modele o takich parametrach są zazwyczaj tylko o od 5 do 10% droższe w porównaniu ze standardowymi modelami. Wiele kamer cechuje się możliwością późniejszego poszerzenia funkcjonalności. Jeżeli pomiary będą wykonywane w miejscach o ograniczonej ilości przestrzeni warto zadbać o model o niewielkich rozmiarach i małej masie. A może przydadzą się klawisze szybkiego dostępu?
Fot. 5. Podstawowe zastosowanie termowizji to wykrywanie przeciążeń obwodów elektrycznych i asymetrii zasilania.Przy wyborze kamery należy zwrócić uwagę na odpowiednie oprogramowanie komputerowe. Mówiąc o oprogramowaniu trzeba sprawdzić czy można pobierać, najlepiej darmowe, aktualizacje. Nowoczesne aplikacje cechują się dużą elastycznością. Stąd też jego funkcjonalność można ściśle dostosować do wymagań użytkownika. Sam tylko wygląd raportu jest dobierany pod kątem preferencji elektryka. Raport można uzupełnić o logo firmy. Obliczenia są upraszczane poprzez zaprogramowanie własnych formuł. Przydatne rozwiązanie stanowi kreator raportów. Oprogramowanie współpracujące z kamerami ułatwia prace przy diagnostyce prowadzonej w trybie ciągłym. Są więc wyznaczane trendy na podstawie analizy informacji o temperaturze analizowanego obiektu. Odpowiednio wcześnie mogą być zatem podjęte właściwe działania zapobiegawcze. Do obrazu są dodawane współrzędne GPS. W sposób automatyczny jest także generowany link do Google Maps. Mówiąc o analizie danych warto podkreślić możliwości uzyskane dzięki funkcji: „obraz w obrazie” (PiP). Po wgraniu zdjęcia w świetle widzialnym obrazy można nie tylko nakładać na siebie ale również przesuwać, skalować oraz zmieniać ich wymiary. Przyda się również zoom cyfrowy, zmiana palety barwnej oraz odtwarzanie komentarzy głosowych, które są nagrane w terenie.
Adam Jezierski