ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι

Transcript

1 Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης Τομέας Υλικών, Διεργασιών και Μηχανολογίας Αναπλ. Καθ.:Π.Ν. Μπότσαρης Democritus University of Thrace School of Engineering Department of Production Eng. & Management Faculty of Materials, Processes and Engineering Ass. Prof.: P.N. Botsaris Κτίριο Πανεπ.Βιβλιοθήκης, Ξάνθη MeDilab.pme.duth.gr University Library Building, Xanthi 67100, Greece ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι Διδάσκων: Δρ. Παντελής Ν. Μπότσαρης Εργαστήρια: Ε. Νταντής, Δρ. Μηχανολόγος Μηχ., Υ/Δ K. Λυμπερόπουλος, MSc Μηχανολόγος Μηχ., Υ/Δ Π. Μπεκάκος, Μηχανικός. Παραγωγής & Διοίκησης, Υ/Δ ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΜΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΙΚΟΙ ΕΛΕΓΧΟΙ (NDT) Ημερομηνίες διεξαγωγής εργαστηρίων: ΜΕΤΡΟΛΟΓΙΑ - ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 (Ε-1 Υ) 1) 4/11 ΟΜΑΔΕΣ Α1, Α2 ΚΑΙ ΟΜΑΔΕΣ Β1, Β2 2) 11/11 ΟΜΑΔΕΣ Γ1, Γ2 ΚΑΙ ΟΜΑΔΕΣ Δ1, Δ2 ΜΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΙΚΟΙ ΕΛΕΓΧΟΙ - ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 1 (Ε-2 Υ) 1) 18/11 ΟΜΑΔΕΣ Α1, Α2 ΚΑΙ ΟΜΑΔΕΣ Β1, Β2 2) 25/11 ΟΜΑΔΕΣ Γ1, Γ2 ΚΑΙ ΟΜΑΔΕΣ Δ1, Δ2 ΣΥΜΒΑΤΙΚΕΣ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ- ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 3 (Ε-3 Π) 15/01 E-3 Π ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΕΣ ΓΡΑΠΤΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ 19/01 Όπου Υ=Υποχρεωτικό και Π=Προαιρετικό Ξάνθη, 2015

2 1. Εισαγωγή Η ευρεία βιομηχανική παραγωγή και χρήση προϊόντων από μεταλλικά και μη υλικά, αλλά και οι υψηλές απαιτήσεις της σύγχρονης τεχνολογίας για τη σύνθεση νέων υλικών με ιδιαίτερες φυσικές, χημικές και μηχανικές ιδιότητες, έχει ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη και εφαρμογή ποικίλων μεθόδων ανάλυσης και χαρακτηρισμού υλικών, προκειμένου να καθορισθεί και να διασφαλισθεί η ποιότητα των παραγόμενων προϊόντων. Οι μέθοδοι χαρακτηρισμού υλικών διακρίνονται σε δυο βασικές κατηγορίες: Καταστροφικές μέθοδοι (Destructive testing, DT) Είναι οι μέθοδοι στις οποίες, για το χαρακτηρισμό του υλικού, είναι αναγκαία η απόσπαση δείγματος καθορισμένων διαστάσεων. Οι μη-μηχανικές καταστροφικές μέθοδοι, συνήθως, κατηγοριοποιούνται σύμφωνα με το είδος της δέσμης που χρησιμοποιείται ως πηγή ανάλυσης, αλλά και τον τύπο αλληλεπίδρασης δέσμης-υλικού. Μη καταστροφικές μέθοδοι (Non-destructive testing, NDT) Ως μη καταστροφικές δοκιμές ελέγχου θεωρούνται αυτές που η εφαρμογή τους δεν επηρεάζει την ακεραιότητα ή τη λειτουργικότητα των προς έλεγχο αντικειμένων. Αν και τις περισσότερες φορές με τις μεθόδους ΝDΤ δεν είναι δυνατόν να μετρηθούν άμεσα οι μηχανικές ιδιότητες των υλικών (όπως συμβαίνει με DΤ), ωστόσο με αυτές μπορούν να εντοπισθούν εύκολα μακρό- και μικροσκοπικές ατέλειες του υλικού (π.χ. ρωγμές, πόροι) που ευθύνονται για την πρόωρη αστοχία του. Οι μέθοδοι μη καταστροφικών ελέγχων χρησιμοποιούνται ευρύτατα στην παραγωγική διαδικασία, γιατί βοηθούν στη διάγνωση των καίριων ελαττωμάτων του προϊόντος και οδηγούν στη βελτιστοποίηση των συνθηκών κατασκευής του. Ο πίνακας 1. συνοψίζει τις μεθόδους χαρακτηρισμού των υλικών. NDT-Στοιχεία Τεχνολογίας Παραγωγής 2/13

3 Πίνακας 1 NDT-Στοιχεία Τεχνολογίας Παραγωγής 3/13

4 1. ΔΙΕΙΣΔΥΤΙΚΑ ΥΓΡΑ-ΘΕΩΡΙΑ 1.1 Ιστορία τις Μεθόδου Η μέθοδος Διεισδυτικών Υγρών (ορθότερα ίσως Διεισδυτικών Βαφών - Dye Penetrants) έχει σαν πρόδρομό της τη μέθοδο Λαδιού και Κιμωλίας (ΟίΙ and Whiting), που εφαρμοζόταν για την εύρεση μεγάλων επιφανειακών ασυνεχειών στη βιομηχανία σιδηροδρόμων της Αμερικής ήδη από το Το Τριχοειδές Φαινόμενο Η μέθοδος των Διεισδυτικών Υγρών βασίζεται στο τριχοειδές φαινόμενο. Εάν ένας στενός σωλήνας βυθιστεί σε ένα υγρό, τότε ενδέχεται η στάθμη του υγρού στο σωλήνα να ανέβει πάνω από την επιφάνεια του υγρού (θετικό τριχοειδές) ή να κατέλθει κάτω από αυτήν (αρνητικό τριχοειδές). Παραδείγματα θετικού τριχοειδούς φαινομένου υπάρχουν πολλά. και στην καθημερινή ζωή, όπως το λάδι που διαποτίζει το φυτίλι του καντηλιού, κ.α. Η τριχοειδής δράση (capilary action,capillarity) εξαρτάται από: α. Την επιφανειακή τάση του υγρού-διεισδυτή. Θεωρούμε ότι υγρά με μικρή επιφανειακή τάση παρουσιάζουν υψηλότερη τριχοειδή δράση, αν και η πραγματικότητα είναι κάπως πολύπλοκη. β. Τη γωνία επαφής του υγρού. Όσο μικρότερη είναι η γωνία επαφής, τόσο μεγαλύτερη και η τριχοειδής δράση. Η γωνία επαφής καθορίζει την διαβρεκτική ικανότητα (wetting ability) του υγρού, δηλαδή την ικανότητά του να απλώνεται σε μία επιφάνεια. Παρόλο που γωνία επαφής μικρότερη από 90 σημαίνει θετικό τριχοειδές, οι σύγχρονοι διεισδυτές έχουν γωνία μικρότερη από 5, άρα το φαινόμενο πρακτικά σήμερα εξαρτάται από την επιφανειακή τάση του διεισδυτή. γ. Τη διάμετρο του σωλήνα. Όσο μικρότερη είναι, τόσο μεγαλύτερη η τριχοειδής δράση. δ. Το ιξώδες του διεισδυτή έχει να κάνει μόνο με την ταχύτητα διείσδυσης. Μικρό ιξώδες σημαίνει λεπτόρρευστο υγρό και μεγάλη ταχύτητα διείσδυσης. Οι σημερινοί διεισδυτές έχουν γενικά ιξώδες μικρότερο από 5 centistokes (σε θερμοκρασία 20 C). Πολύ μικρό ιξώδες όμως ενδεχόμενα σημαίνει υπερβολική έκπλυση του διεισδυτή που εισήλθε στην ασυνέχεια, στη φάση της αφαίρεσης του επιφανειακού διεισδυτή. Γενικά απαιτείται συνδυασμός πολλών ιδιοτήτων για να έχουμε έναν καλό διεισδυτή, όπως μικρή συνοχή (cohesion) μεταξύ των μορίων του, μεγάλη συνάφεια (adhesion) μεταξύ μορίων διεισδυτήδοκιμίου, υψηλό σημείο ανάφλεξης (flash point), χημική αδράνεια με το υλικό του δοκιμίου, υψηλή διαβρεκτική ικανότητα, μικρή πτητικότητα, μικρό ειδικό βάρος (για να μην κατακαθίζει στη δεξαμενή), υψηλή διαλυτότητα βαφής, μη τοξικότητα Κ.ά. NDT-Στοιχεία Τεχνολογίας Παραγωγής 4/13

5 1.3 Εξόλκηση και Εμφανιστής Το τριχοειδές φαινόμενο, προκειμένου για εφαρμογή διεισδυτικών υγρών σε επιφανειακές ασυνέχειες, είναι αντιστρέψιμο. Πολλοί διεισδυτές έχουν την τάση (ειδικά εάν γεμίσουν όλη την ασυνέχεια) να «έρπουν» προς τα έξω και να επανεμφανίζονται στην επιφάνεια. Η δράση αυτή λέγεται εξόλκηση (απορρόφηση, blotting action) και βεβαίως ενισχύεται πάντα με την εφαρμογή του εμφανιστή, δηλαδή ενός μέσου στο οποίο το τριχοειδές φαινόμενο είναι ισχυρότερο από ό,τι στην ασυνέχεια. Οι καλύτεροι εμφανιστές είναι πάντοτε (στην τελική τους μορφή) στρώματα ελαφράς και «πτητικής» (fluffy) σκόνης. Συνιστάται να γίνεται πάντοτε χρήση εμφανιστή, για το σωστό έλεγχο της εξόλκησης Ο διεισδυτής είναι μίγμα διεισδυτικού υγρού και βαφής (ορατής ή φθορίζουσας). Εισέρχεται σε μία ασυνέχεια, βάσει του τριχοειδούς φαινομένου, εφόσον αυτή είναι ανοικτή εξωτερικά και σχετικά καθαρή εσωτερικά. Μετά το χρόνο διείσδυσης λαμβάνει χώρα το τριχοειδές φαινόμενο στην αντίθετη διεύθυνση (εξόλκηση) και ο διεισδυτής, μαζί με τη βαφή, βγαίνουν στην επιφάνεια. Με κατάλληλη αντίθεση (π.χ. άσπρο υπόστρωμα και ορατή βαφή ή σκοτεινό περιβάλλον και φθορίζουσα βαφή) σχηματίζεται μια ορατή ένδειξη, που αντιπροσωπεύει την ασυνέχεια. 1.4 Τα Βήματα της Μεθόδου Στο σχήμα 1 παρουσιάζονται γραφικά τα βήματα εφαρμογής της μεθόδου για την ανίχνευση ρωγμών. 1. Προκαθαρισμός της επιφάνειας - Ξήρανση 2. Εφαρμογή διεισδυτή- Χρόνος διείσδυσης 3. Αφαίρεση του επιφανειακού διεισδυτή - Ξήρανση 4. Εφαρμογή εμφαvιστή - Ξήρανση - Εξόλκηση 5. Παρατήρηση των ενδείξεων - Καταγραφή 6. Μετα-καθαρισμός της επιφάνειας NDT-Στοιχεία Τεχνολογίας Παραγωγής 5/13

6 Σχήμα 1 2. Θερμογραφία 2.1 Εισαγωγή Γενικά, ο όρος θερμογραφία αναφέρεται στο σύνολο των τεχνικών καταγραφής της επιφανειακής θερμοκρασίας ενός αντικειμένου, ανεξάρτητα από το φυσικό φαινόμενο στο οποίο βασίζονται. Όλα τα αντικείμενα εκπέμπουν υπέρυθρη ακτινοβολία, ανάλογη της θερμοκρασίας τους. Υπάρχουν, λοιπόν, συστήματα υπέρυθρης απεικόνισης τα οποία μετατρέπουν τις υπέρυθρες εκπομπές θερμότητας σε εικόνα, στην οποία αποτυπώνονται οι σχετικές διαφορές στη θερμοκρασία του εκάστοτε αντικειμένου βάσει μιας ορισμένης χρωματικής κλίμακας (Σχήμα2). Στις περισσότερες περιπτώσεις, στις οποίες μια ανωμαλία συνοδεύεται από αντίστοιχη αύξηση ή μείωση της επιφανειακής θερμοκρασίας ή από τοπική συγκέντρωση θερμότητας, η υπέρυθρη θερμογραφία (IR Thermography) αποτελεί μια εξαιρετική μέθοδο μη καταστροφικού ελέγχου (Non Destructive Testing, NDT). NDT-Στοιχεία Τεχνολογίας Παραγωγής 6/13

7 Σχήμα 2 Υπέρυθρη απεικόνιση και χρωματική κλίμακα Σε ένα μη καταστροφικό έλεγχο ενός αντικειμένου με υπέρυθρη θερμογραφία, μπορούν να εφαρμοστούν δύο προσεγγίσεις: i) η παθητική και ii) η ενεργητική προσέγγιση. Κατά τη παθητική προσέγγιση, το εξεταζόμενο αντικείμενο θερμογραφείται ως έχει, δηλαδή στη φυσική του θέση και λειτουργία, χωρίς την επιβολή εξωτερικής πηγής θερμότητας. Με άλλα λόγια, η παθητική θερμογραφία εξετάζει υλικά και δομές, τα οποία είναι είτε κατά τη λειτουργία τους, είτε εν γένει, σε διαφορετική (συχνά υψηλότερη) θερμοκρασία από την περιβάλλουσα. Από την άλλη, στην ενεργητική προσέγγιση είναι απαραίτητο ένα εξωτερικό αίτιο (πηγή θερμότητας) για να διαπιστωθούν ή όχι ασυνέχειες στη κατανομή της θερμοκρασίας και, συνεπώς, στη δομή του υπό εξέταση αντικειμένου. 2.2 Ικανότητα εκπομπής (emissivity) Η ικανότητα εκπομπής μιας επιφάνειας συγκεκριμένου υλικού ορίζεται ως ο λόγος της θερμικής ακτινοβολίας που εκπέμπει η επιφάνεια αυτή, προς την θερμική ακτινοβολία που εκπέμπεται από ένα μέλαν σώμα στην ίδια θερμοκρασία. Η ικανότητα εκπομπής συμβολίζεται με ε και η τιμή της κυμαίνεται μεταξύ του μηδενός και της μονάδας: 0 1. Με άλλα λόγια, η ικανότητα εκπομπής αποτελεί μέτρο του κατά πόσο μια επιφάνεια προσεγγίζει τη συμπεριφορά ενός μέλανος σώματος, για το οποίο Πλεονεκτήματα μειονεκτήματα υπέρυθρης θερμογραφίας NDT-Στοιχεία Τεχνολογίας Παραγωγής 7/13

8 Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Κόστος εξοπλισμού Ταχύς ρυθμός ελέγχου Επίδραση θερμικών απωλειών (από Δεν απαιτείται καμία επαφή με το υπό μεταφορά και από ακτινοβόληση) που εξέταση αντικείμενο έλεγχος από οδηγούν σε ψευδείς αντιθέσεις απόσταση επηρεάζεται η αξιοπιστία της μέτρησης Δεν εμπλέκονται επιβλαβείς για το ανθρώπινο Δυσκολία στη πρόσκτηση ταχείας, σώμα ακτινοβολίες ασφάλεια μεθόδου σταθερής και υψηλής ενέργειας θερμικής Έγκαιρος εντοπισμός αστοχίας πρόγνωση διέγερσης πάνω σε μια μεγάλη επιφάνεια Μεγάλο εύρος εφαρμογών Δυνατότητα ανίχνευσης μόνο των Ευκολία στη μετάφραση των αποτελεσμάτων ελαττωμάτων εκείνων που επιφέρουν μια μετρήσιμη αλλαγή στις θερμικές ιδιότητες Μοναδικό εργαλείο ελέγχου σε ορισμένες εργασίες επιθεώρησης (π.χ. κεραμικά). Έλεγχος μέχρι μόνο ένα μικρό βάθος από την επιφάνεια του αντικειμένου Προβλήματα ικανότητας εκπομπής Η ικανότητα εκπομπής μιας πραγματικής επιφάνειας δεν αποτελεί σταθερά. Αντίθετα, μεταβάλλεται με τη θερμοκρασία της επιφάνειας καθώς και με το μήκος κύματος και τη διεύθυνση της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας. Συνεπώς, κατά τον έλεγχο με υπέρυθρη θερμογραφία, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η τιμή του συντελεστή ε (emissivity factor) του υπό εξέταση αντικειμένου, ώστε να μετράται η κατά το δυνατόν πραγματική του επιφανειακή θερμοκρασία. Μια λανθασμένη επιλογή συντελεστή ε κατά τη θερμογράφηση, θα επιφέρει αλλοίωση στα αποτελέσματα και η μέτρηση κρίνεται αναξιόπιστη (Σχήματα 10α, β). NDT-Στοιχεία Τεχνολογίας Παραγωγής 8/13

9 Σχήμα 3 Επίδραση στη μετρούμενη θερμοκρασία της λανθασμένης επιλογής συντελεστή ε (υπέρυθρη θερμογραφία ανθρώπινου δέρματος: 0, 98) NDT-Στοιχεία Τεχνολογίας Παραγωγής 9/13

10 2.4 Εφαρμογές Ένα βασικό πλεονέκτημα της υπέρυθρης θερμογραφίας είναι το μεγάλο εύρος εφαρμογών της. Συγκεκριμένα, είτε με τη παθητική προσέγγιση, είτε με την ενεργητική προσέγγιση, η υπέρυθρη θερμογραφία βρίσκει εφαρμογή: Στις κτιριακές εγκαταστάσεις (έλεγχος σκυροδέματος, μέτρηση υγρασίας, στάθμης υγρών σε δεξαμενές, κ.α.) Στον έλεγχο συστατικών μερών και διεργασιών (έλεγχος απόδοσης του συστήματος πέδησης σε αυτοκίνητα, έλεγχος συγκολλήσεων, χήτευση, βιομηχανίες γυαλιών, έλεγχος σε κατασκευές στην αεροναυπηγική, απώλεια θερμότητας ηλεκτρονικών υπομονάδων, κάρτες τυπωμένων κυκλωμάτων, EPROMs, κ.α.) Στην ανίχνευση και χαρακτηρισμό ατελειών (διάβρωση σε μέταλλα, ανίχνευση ρωγμών, ατέλειες σε συγκολλήσεις, αστοχίες σε πτερύγια αεριοστροβίλων, έλεγχοι καταπόνησης, κ.α.) Στη συντήρηση (ρουλεμάν, σωληνώσεις, ηλεκτρικές εγκαταστάσεις, πτερύγια αεριοστροβίλων, αεριοσυμπιεστές) Στην Ιατρική/Κτηνιατρική (θερμική αγγειογραφια, αλλεργικές αντιδράσεις, καρκίνοι του στήθους, ρευματολογία, νευρομυϊκές δυσλειτουργίες, ροή αίματος στις φλέβες και στις αρτηρίες, κ.α.) Στις μελέτη των ιδιοτήτων των υλικών (θερμοφυσικές ιδιότητες, μέτρηση της θερμικής αγωγιμότητας στο υλικό CFRP, κ.α.) Στη κοινωνία και τις δημόσιες υπηρεσίες (ανίχνευση πυρκαγιών σε δαση, εντοπισμός ανθρώπων σε περιπτώσεις πυρκαγιών ή τη νύχτα, παρακολούθηση κυκλοφοριακής κίνησης στους δρόμους, εντοπισμός στόχων στρατιωτικοί σκοποί. 2.5 Η θερμοκάμερα Impact IVN 780-P Βασικές λειτουργίες Βασικό όργανο μετρήσεων υπέρυθρης θερμογραφίας είναι η θερμοκάμερα. Στη συνέχεια, θα αναφερθούν ορισμένες βασικές λειτουργίες μιας θερμοκάμερας, και συγκεκριμένα της Impac IVN 780- P (Σχήμα 11), καθώς και ορισμένες διευκολύνσεις που προσφέρει με τις ρυθμίσεις της, ούτως ώστε να αποφεύγονται ή έστω, να ελαττώνονται σε σημαντικό βαθμό, τυχόν σφάλματα στη μέτρηση της θερμοκρασίας. Κατά συνέπεια, λοιπόν, όσον αφορά τις αρχικές ρυθμίσεις της, η κάμερα έχει, κατ αρχήν, ένα δείκτη laser για να σημειώνεται με ακρίβεια η τοποθεσία του μετρούμενου στόχου. Η ενεργοποίηση ή η απενεργοποίηση του laser γίνεται με επιλογή της εντολής [SETUP][LASER ON/OFF] από το [MENU]. Ακόμη, υπάρχει η δυνατότητα επιλογής της μονάδας μέτρησης θερμοκρασίας, σύμφωνα με την οποία θα γίνεται η επίδειξη της κλίμακας θερμοκρασίας, ανάμεσα στους βαθμούς Κελσίου ( ο C) και Fahrenheit ( ο F), με την εντολή: [SETUP][INITIAL][TEMP UNIT] από το [MENU]. NDT-Στοιχεία Τεχνολογίας Παραγωγής 10/13

11 Flip-up LC οθόνη [LEMO- CONNECTOR] (Video OUT) Θύρα USB Δείκτης- Laser Φακός Τροφοδοσία μπαταρίας Τερματικό AC adaptor [ΣΚΑΝΔΑΛΗ]- κουμπί Σχήμα 3 Η θερμοκάμερα Impac IVN 780-P Πολύ σημαντική είναι η δυνατότητα που δίνει η κάμερα για διόρθωση της μέτρησης σύμφωνα με μια πηγή μέλανος σώματος, μέσω της χρήσης μιας συνάρτησης Διόρθωσης Ανομοιομορφίας (Non Uniformity Correction NUC). Η λειτουργία NUC διορθώνει την ανομοιομορφία των χαρακτηριστικών όλων των στοιχείων του πίνακα εστιακών επιφανειών χωρίς ψύξη μέσω μιας αναφοράς πηγής μέλανος σώματος, ενώ, παράλληλα, ένα εσωτερικό ακριβές θερμόμετρο παρακολουθεί ελέγχοντας τη θερμοκρασία της αναφοράς πηγής μέλανος σώματος και βαθμονομεί τη μονάδα. Η επιλογή της Διόρθωσης Ανομοιομορφίας προσφέρει δύο επιλογές: Τη [MANUAL], όπου η Διόρθωση Ανομοιομορφίας (σταθεροποίηση ανιχνευτή) θα εκτελεστεί όταν η κάμερα μεταβεί από τη λειτουργία [FRZ], στη λειτουργία [RUN]. Την [AUTO], όπου η Διόρθωση Ανομοιομορφίας (σταθεροποίηση ανιχνευτή) θα εκτελεστεί σε προκαθορισμένες χρονικές παύσεις, ενώ η κάμερα θα είναι στη λειτουργία [RUN], η οποία αποτελεί και την προεπιλεγμένη κατάσταση λειτουργίας. Η ρύθμιση της λειτουργίας NUC γίνεται από την εντολή: [SETUP][INITIAL][NUC MODE] από το [MENU]. Εάν ο χρήστης επιλέξει τον αυτόματο τρόπο λειτουργίας ([AUTO]), τότε, στη συνέχεια, με κατάλληλη χρήση του [JOYSTICK] θα πρέπει να συμπληρωθεί το πεδίο χρονικής παύσης, της οποίας το εύρος κυμαίνεται από 1 λεπτό έως 24 ώρες. Στο τέλος κάθε ρύθμισης είναι απαραίτητη η πίεση του κουμπιού [JOYSTICK] ούτως ώστε να γίνει η αποθήκευση της ρύθμισης αυτής. Επιπλέον, υπάρχει η δυνατότητα ρύθμισης της εστίασης. Η ακριβής εστίαση είναι σημαντική ώστε να παρέχεται η βέλτιστη οπτική ανάλυση της μετρούμενης περιοχής και ο αποκλεισμός των εξωτερικών NDT-Στοιχεία Τεχνολογίας Παραγωγής 11/13

12 επιφανειών ή αντικειμένων. Ως τέτοια, μπορεί να είναι χρήσιμη η αλλαγή σε μια ασπρόμαυρη παρουσίαση, πριν από την εστίαση. Ο τρόπος λειτουργίας της κάμερας IVN 780-P επιτρέπει την προεπιλογή της εκτέλεσης ή μη της λειτουργίας της εστίασης με χρώμα ή σε άσπρο και μαύρο. Η κλίμακα εστίασης της κάμερας μπορεί να ρυθμιστεί το λιγότερο στα 28 cm. Η ρύθμιση της εστίασης τίθεται μέσω της εντολής: [SETUP][INITIAL][FOCUS S/W] από το [MENU]. Τέλος, όσον αφορά στις αρχικές της ρυθμίσεις, η κάμερα παρέχει διάφορες δυνατότητες, ανάμεσα στις οποίες είναι και η ρύθμιση της σκανδάλης να «παγώνει» την εικόνα πριν την εκτέλεση της λειτουργίας αποθήκευσης ([FREEZE MODUS]) ή να αποθηκεύει αυτόματα την εικόνα ([SAVE]). Η αποθήκευση μπορεί να γίνει, μάλιστα, με μια προκαθορισμένη μετατροπή ονομάτων: από τους 11 χαρακτήρες που συνιστούν ένα όνομα αρχείου, οι πρώτοι 4 μπορούν να προσαρμοστούν ανάλογα με τις επιθυμίες του χρήστη ([SETUP][INITIAL][FILE NAME]). Ακόμη, μπορούν να ρυθμιστούν η ημερομηνία και ο χρόνος, να γίνει προσαρμογή του επιπέδου φωτεινότητας της οθόνης υγρών κρυστάλλων κ.α. Όσον αφορά στη βασική λειτουργία της κάμερας, με τη ρύθμιση του επιπέδου της θερμοκρασίας, καθορίζεται σε ποιο επίπεδο της θερμοκρασίας παρουσιάζεται η θερμική εικόνα, μέσα στα όρια της τρέχουσας κλίμακας θερμοκρασίας. Ένα κατάλληλο επίπεδο θερμοκρασίας χαρακτηρίζεται από όλες τις θερμοκρασίες ενδιαφέροντος που καλύπτονται από τη χρωματική παλέτα. Η προσαρμογή του επιπέδου της θερμοκρασίας γίνεται με χειρισμό του [JOYSTICK] προς τα πάνω ή κάτω, όσο χρειάζεται για την επιλογή του επιθυμητού επιπέδου. Επιπλέον, με τη ρύθμιση του εύρους θερμοκρασίας, καθορίζεται το ανώτερο και το κατώτερο όριο του επιπέδου της θερμοκρασίας. Με αυτόν τον τρόπο, η επιλογή αυτή επιτρέπει την επέμβαση του χρήστη στην επίδειξη της κατανομής της θερμοκρασίας, σύμφωνα με τη χρωματική παλέτα. Το εύρος θερμοκρασίας μπορεί να ποικίλει, ανάλογα με το υπό μέτρηση πρόβλημα. Η ρύθμιση γίνεται με χειρισμό του [JOYSTICK] προς τα αριστερά ή τα δεξιά, όσο χρειάζεται. Πολύ σημαντική είναι η προσαρμογή των παραμέτρων της μέτρησης, δηλαδή της ικανότητας εκπομπής, της αντιστάθμισης του φόντου και της αντιστάθμισης του περιβάλλοντος. Παράμετρος 1: ικανότητα εκπομπής (emissivity). Διαφορετικά υλικά έχουν διαφορετικές ικανότητες εκπομπής, που κυμαίνονται από 0% έως 100% (οι ρυθμίσεις στον αναλυτή εικόνας είναι από % σε βήματα της τάξεως του 1%). τα υλικά που αντανακλούν περισσότερη ακτινοβολία έχουν μικρότερη ικανότητα εκπομπής. Στον παρακάτω Πίνακα παρατίθενται τιμές ικανότητας εκπομπής διαφόρων συνηθισμένων υλικών: Αντικείμενο Ικανότητα Εκπομπής Αντικείμενο Ικανότητα Εκπομπής Μέλαν σώμα 100 Κτίσμα τούβλου Ανθρώπινο δέρμα 98 Πορσελάνη Μαύρο παχύ βερνίκι 95 Καουτσούκ Ξύλο Κεραμικά Χαρτί Βερνίκι Άσφαλτος 85 Γύψος Γυαλί/ γυαλί χαλαζία Λαδομπογιά Ύφασμα Χάλυβας (οξειδωμένος) Γραφίτης Χάλυβας (λείος) NDT-Στοιχεία Τεχνολογίας Παραγωγής 12/13

13 Τσιμέντο 90 Αλουμίνιο (λείο) 2 15 Νερό 95 Αλουμίνιο (ανοδιωμένο) 90 Αν η ικανότητα εκπομπής του στόχου ενδιαφέροντος αποκλίνει από την ιδανική τιμή (100%), αυτό έχει αρνητική επίδραση στην ακρίβεια της μέτρησης. Για να υπάρχει η πιθανότητα ακριβούς μέτρησης των δεδομένων θερμοκρασίας, παρά των ποικίλων ικανοτήτων εκπομπής, η κάμερα παρέχει μια συνάρτηση προσαρμογής της ικανότητας εκπομπής για το δείκτη του κέρσορα. Με τη χρήση της συνάρτησης κέρσορα, είναι δυνατή η επίδειξη της τρέχουσας προκαθορισμένης τιμής ικανότητας εκπομπής στο κέντρο της οθόνης. Η ενεργοποίηση της συνάρτησης και η προσαρμογή της τιμής ικανότητας εκπομπής γίνεται με την εντολή: [IMAGE] [EMISS] από το [MENU]. Στη συνέχεια, με χειρισμό του [JOYSTICK] προς τα πάνω ή προς τα κάτω, όσο είναι απαραίτητο, επιλέγεται η επιθυμητή τιμή ικανότητας εκπομπής. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η συνάρτηση προσαρμογής της ικανότητας εκπομπής επηρεάζει μόνο τα δεδομένα θερμοκρασίας που μετρούνται από το δείκτη κέρσορα, ενώ, η έκθεση της εικόνας εξακολουθεί να βασίζεται σε ικανότητα εκπομπής του 100%. Παράμετρος 2: αντιστάθμιση του φόντου. Όσον αφορά στην αντιστάθμιση του φόντου, αυτή, μπορεί να έχει σημαντική επίδραση στη μέτρηση. Όταν η ικανότητα εκπομπής του αντικειμένου που μετράται είναι χαμηλή, τότε η αντανακλαστικότητα θα είναι υψηλότερη. Αν τα αντικείμενα που βρίσκονται στο φόντο ακτινοβολούν μεγαλύτερες ποσότητες υπέρυθρης ακτινοβολίας, που οφείλεται είτε σε μεγαλύτερη θερμοκρασία από το στόχο είτε σε υψηλότερη ικανότητα εκπομπής, η υπέρυθρη ενέργεια από το φόντο θα προστεθεί στη δεικνυόμενη θερμοκρασία προκαλώντας, έτσι, σφάλμα. Η κάμερα έχει ενσωματωμένο ένα σύνθετο αλγόριθμο για να απομακρύνει αυτού του είδους τα σφάλματα αντανακλαστικότητας ή σφάλματα φόντου. Για να ενεργοποιηθεί η αντιστάθμιση φόντου, αρχικά, πρέπει να γίνει ένας υπολογισμός της θερμοκρασίας των αντικειμένων στο φόντο που επηρεάζουν τη μέτρηση και να υπολογιστεί μια μέση θερμοκρασία, σε αυτή τη βάση. Έπειτα, με μετάβαση στην εντολή [CAL][BACKGROUND] από το [MENU], με χειρισμό του [JOYSTICK] προς τα πάνω ή κάτω, όσο χρειάζεται, γίνεται η επιλογή της επιθυμητής τιμής ικανότητας εκπομπής. Σημειώνεται ότι, όπως και στην περίπτωση των προσαρμογών της ικανότητας εκπομπής, έτσι και για τη συνάρτηση αντιστάθμισης φόντου, η τελευταία επηρεάζει μόνο τα δεδομένα θερμοκρασίας που μετρούνται από το δείκτη κέρσορα. NDT-Στοιχεία Τεχνολογίας Παραγωγής 13/13