Infracrvena termografija

Σχετικά έγγραφα
INFRACRVENA TERMOGRAFIJA

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

Primjena IC termografije u graditeljstvu i restauraciji umjetnina

numeričkih deskriptivnih mera.

IC TERMOGRAFIJA PRIMJENA KOD OČUVANJA KULTURNE BAŠTINE DIO PRVI

PT ISPITIVANJE PENETRANTIMA

konst. Električni otpor

Prijenos topline Vođenje (kondukcija) Strujanje (konvekcija) Zračenje (radijacija):

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

TERMALNOG ZRAČENJA. Plankov zakon Stefan Bolcmanov i Vinov zakon Zračenje realnih tela Razmena snage između dve površine. Ž. Barbarić, MS1-TS 1

OPTIČKA SVOJSTVA PAPIRA

Trigonometrija 2. Adicijske formule. Formule dvostrukog kuta Formule polovičnog kuta Pretvaranje sume(razlike u produkt i obrnuto

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

Što je svjetlost? Svjetlost je elektromagnetski val

Riješeni zadaci: Limes funkcije. Neprekidnost

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

PREDNAPETI BETON Primjer nadvožnjaka preko autoceste

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

Ĉetverokut - DOMAĆA ZADAĆA. Nakon odgledanih videa trebali biste biti u stanju samostalno riješiti sljedeće zadatke.

( , 2. kolokvij)

Fizika 2. Auditorne vježbe 11. Kvatna priroda svjetlosti, Planckova hipoteza, fotoefekt, Comptonov efekt. Ivica Sorić

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

UVOD U KVANTNU TEORIJU

1.4 Tangenta i normala

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

III VEŽBA: FURIJEOVI REDOVI

IZVODI ZADACI (I deo)

(P.I.) PRETPOSTAVKA INDUKCIJE - pretpostavimo da tvrdnja vrijedi za n = k.

INTELIGENTNO UPRAVLJANJE

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

TRIGONOMETRIJSKE FUNKCIJE I I.1.

6 Primjena trigonometrije u planimetriji

Priprema za državnu maturu

IZRAČUNAVANJE POKAZATELJA NAČINA RADA NAČINA RADA (ISKORIŠĆENOSTI KAPACITETA, STEPENA OTVORENOSTI RADNIH MESTA I NIVOA ORGANIZOVANOSTI)


radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

18. listopada listopada / 13

MATEMATIKA Pokažite da za konjugiranje (a + bi = a bi) vrijedi. a) z=z b) z 1 z 2 = z 1 z 2 c) z 1 ± z 2 = z 1 ± z 2 d) z z= z 2

Konstruisanje. Dobro došli na... SREDNJA MAŠINSKA ŠKOLA NOVI SAD DEPARTMAN ZA PROJEKTOVANJE I KONSTRUISANJE

VJEŽBE 3 BIPOLARNI TRANZISTORI. Slika 1. Postoje npn i pnp bipolarni tranziostori i njihovi simboli su dati na slici 2 i to npn lijevo i pnp desno.

Strukture podataka i algoritmi 1. kolokvij 16. studenog Zadatak 1

21. ŠKOLSKO/OPĆINSKO/GRADSKO NATJECANJE IZ GEOGRAFIJE GODINE 8. RAZRED TOČNI ODGOVORI

POTPUNO RIJEŠENIH ZADATAKA PRIRUČNIK ZA SAMOSTALNO UČENJE

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

PRORAČUN GLAVNOG KROVNOG NOSAČA

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

SEMINAR IZ KOLEGIJA ANALITIČKA KEMIJA I. Studij Primijenjena kemija

I.13. Koliki je napon između neke tačke A čiji je potencijal 5 V i referentne tačke u odnosu na koju se taj potencijal računa?

4 PRORAČUN DOBITAKA TOPLINE LJETO

VJEŽBA 2: MJERENJE TEMPERATURE

Snage u kolima naizmjenične struje

Pismeni ispit iz matematike GRUPA A 1. Napisati u trigonometrijskom i eksponencijalnom obliku kompleksni broj, zatim naći 4 z.

F2_K2, R: nastavni materijali s predavanja, preporučena literatura, web stranica katedre fizike;

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

Polarizacija. Procesi nastajanja polarizirane svjetlosti: a) refleksija b) raspršenje c) dvolom d) dikroizam

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

POVRŠINA TANGENCIJALNO-TETIVNOG ČETVEROKUTA

Betonske konstrukcije 1 - vežbe 3 - Veliki ekscentricitet -Dodatni primeri

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

INFRACRVENA TERMOGRAFIJA (TERMOVIZIJA) PRAVI IZBOR ZA REDOVNO ODRŽAVANJE

Numerička matematika 2. kolokvij (1. srpnja 2009.)

, Zagreb. Prvi kolokvij iz Analognih sklopova i Elektroničkih sklopova

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

OBRTNA TELA. Vladimir Marinkov OBRTNA TELA VALJAK

Pošto pretvaramo iz veće u manju mjernu jedinicu broj 2.5 množimo s 1000,

Kaskadna kompenzacija SAU

SEKUNDARNE VEZE međumolekulske veze

Matematička analiza 1 dodatni zadaci

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

41. Jednačine koje se svode na kvadratne

Opća bilanca tvari - = akumulacija u dif. vremenu u dif. volumenu promatranog sustava. masa unijeta u dif. vremenu u dif. volumen promatranog sustava

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

Fizika 2. Fizikalna optika 2009/10

FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

F2_kolokvij_K2_zadaci izbor_rješenja lipanj, 2008

PARNA POSTROJENJA ZA KOMBINIRANU PROIZVODNJU ELEKTRIČNE I TOPLINSKE ENERGIJE (ENERGANE)

Fizika 2. Optika. Geometrijska optika 2009/10

Prostorni spojeni sistemi

Grafičko prikazivanje atributivnih i geografskih nizova

PRIJENOS ENERGIJE VOĐENJE TOPLINE

Dijagonalizacija operatora

MATRICE I DETERMINANTE - formule i zadaci - (Matrice i determinante) 1 / 15

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

Program za tablično računanje Microsoft Excel

F2_ zadaća_ L 2 (-) b 2

KURS ZA ENERGETSKI AUDIT 1.2

Antene. Srednja snaga EM zračenja se dobija na osnovu intenziteta fluksa Pointingovog vektora kroz sferu. Gustina snage EM zračenja:

Unipolarni tranzistori - MOSFET

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

BETONSKE KONSTRUKCIJE 3 M 1/r dijagrami

Računarska grafika. Rasterizacija linije

Alarmni sustavi 07/08 predavanja 12. i 13. Detekcija metala, izvori napajanja u sustavima TZ

Impuls i količina gibanja

Akvizicija tereta. 5660t. Y= masa drva, X=masa cementa. Na brod će se ukrcati 1733 tona drva i 3927 tona cementa.

Transcript:

Primjena termografije Infracrvena termografija građevinarstvo preventivno održavanje ispitivanje kvalitete proizvoda traganje, spašavanje, vojne svrhe, medicinska dijagnostika,. 1 2 Primjena termografije u zgradarstvu IC termografija ima široku upotrebu u građevinarstvu za identifikaciju toplinskih gubitaka kroz vanjsku ovojnicu zgrade. Termografija je uspješno primijenjena za različite vrste zgrada i različite izvore gubitaka topline. Primjena termografije u zgradarstvu Termografija je korištena i za pronalaženje mjesta: povećane vlažnosti, delaminacije žbuke Procurivanja itd. 21,7 C SP01 18 16 3 4 14,2 C Što je to infracrvena termografija? Razlika između vidljivog i infracrvenog IC termografija je znanost prikupljanja i analize toplinskih podataka pomoću bezkontaktnih uređaja koji stvaraju toplinsku sliku. Fotografija u vidljivom dijelu spektra nastaje zbog refleksije i razlike u refleksiji od predmeta Refleksija vidljive svjetlosti Temelji se na mjerenju intenziteta infracrvenog zračenja s promatrane površine. Termogrami fotografije infracrvenog zračenja koje dolazi s objekta. 5 Zračenje iz samoga predmeta 6 1

36,6 C 10,8 C 36,6 C 10,8 C 35 30 25 15 35 30 25 15 36,6 C 10,8 C 36,6 C 10,8 C 35 30 25 15 35 30 25 15 Primjer Što mi sve možete reći o ovom automobilu? Primjer Što mi sada možete reći o istom automobilu? 7 8 Infracrvena termografija energija zračenja s površine tijela sobne temperature se nalazi ljudskom oku nevidljivom dijelu spektra elektromagnetskog zračenja (λ= 8 14 µm) IC kamera s pomoću osjetnika (detektora) PRIMAzračenje pretvara ga u električni signal Električni signal se konvertira u ljudskom oku vidljivi dio spektra (0,4 0,7 µm) Princip rada termografskog uređaja U samoj kameri integrirana je: IC optika, osjetnik IC zračenja, jedinica za pretvorbu električnog u video signal, monitor i kartica za pohranu podataka. 9 10 Rezultat termografskog mjerenja Rezultat termografskog mjerenja je termogram, On u sivim tonovima ili nekom kodu boja daje sliku raspodjele prividne temperaturne na površini promatranog objekta. Termogram TERMOGRAM zapis raspodjele infracrvenog zračenja koje dolazi s površine promatranog objekta Ironbow Gray Rainbow HC Rainbow 11 12 2

Prelasci topline VRLO BITNO!!! Razumijevanje prelazaka topline olakšava pravilno čitanje termograma. Razumijevanje toplinskih podataka sadržanih u termogramu pomaže uspostavi dosljedne dijagnoze. Prelasci topline Tri oblika prelaska u termogramu Vođenje iz tople kupke na metalni uzorak Strujanje u vrućoj kupki. Termografska kamera hvata zračenje u vidnom polju. IC termografija IC termografija ima svojstva i površinskih i volumetrijskih metoda ispitivanja bez razaranja u smislu da na površini mjeri posljedice postojanja defekata u unutrašnjosti materijala. Rezultat termografskog mjerenja raspodjela IC zračenja posredno daje informaciju o: različitim stanjima same površine ili je pak odraz strukture i unutrašnjeg stanja promatranog objekta. Otpale ploče s fasade 21,7 C SP01 18 16 Vlaga na ravnom krovu 14,2 C 15 16 Što termografiju čini tako korisnom? Nekontaktnaje -ispitivanje na daljinu Korisnik nije u opasnosti Ne ometa ili uopće ne utječe na metu/predmet Što termografiju čini tako korisnom? Termografija djeluje u realnom vremenu Omogućuje brzo skeniranje stacionarnih meta/predmeta Omogućuje snimanje meta/predmeta koji se brzo kreću Termografija je dvodimenzijska Moguća je usporedba područja mete/predmeta Slika omogućuje izvanredan pregled mete/predmeta Toplinske slike mogu se vizualno predočiti radi analize 69,2 C Omogućuje snimanje toplinskih stanja koja se brzo mijenjaju 60 40 7,5 C 17 18 3

Aktivna i pasivna termografija Prema pristupu mjerenjima i obradi rezultata termografija se dijeli na: aktivnu i pasivnu, kvalitativnu i kvantitativnu Aktivna termografija Aktivna se termografija zasniva na: promatranju dinamičkog ponašanja površine objekta izloženog toplinskoj pobudi. Cilj je poslatiodređeni paket energijeu promatrani objekt i promatratinjegov odzivna tu toplinsku pobudu vremenski razvoj površinske temperaturne 19 Pasivna termografija Pasivna termografija promatra objekte u stacionarnom stanju. Razlike u iznosima infracrvenog zračenja koje dolaze s površine objekta su posljedica: razlika u temperaturi ili razlika u svojstvima promatrane površine. Kvalitativna i kvantitativna termografija Naknadna obrada snimljenih termograma na računalu može biti: Kvalitativna podrazumijeva samo uočavanje mjesta različitosti 70,0 C 70 18,2 C 60 50 40 30 27,8 C 10,2 C 15,0 C 15 Kvantitativna uključuje utvrđivanje iznosa temperatura, temperaturnih razlika ili emisijskih faktora po pojedinim lokacijama na termogramu 10 6,1 C 21 22 Kvalitativna i kvantitativna termografija Kvalitativna termografija zasniva se na analizi toplinskih predložaka kako bi otkrila postojanje i locirala položaj anomalija. Kvantitativna termografija rabi mjerenje temperature za određivanje ozbiljnosti anomalije kako bi se utvrdili prioriteti popravka. O elektromagnetskom zračenju Sva tijela (T > 0 K) kontinuirano emitiraju elektromagnetsko zračenje, koje kroz vakuum putuje brzinom svjetlosti. Elektromagnetski valovi tako imaju dualnu prirodu: valnu i korpuskularnu. 60 C 66,5 C 66 64 62 66 C 66,5 C 66 64 62 Elektromagnetski valovi su određeni svojom valnom duljinom λ 60 60 58 58 56 56 54,5 C 54,6 C 23 24 4

Valovi "Val je poremećaj ili promjena kojom se energija prenosi progresivno od točke do točke u mediju može imati oblik: elastične deformacije ili promjene tlaka, električnog ili magnetskog intenziteta, električnog potencijala ili temperature". O elektromagnetskom zračenju Iako na visokim temperaturama užarena tijela svijetle, vidljiva svjetlost nije jedino zračenje koje ona emitiraju. Gamma 0,1 Å 1 Å X-ray vidljiva svjetlost Mikrovalovi UV Infracrveno Radiovalovi 10 Å 0,01µm0,1µm 1µm 10µm 100µm 1mm 10mm 100mm 1m 10 m 100 m 1 km Val se širi kao oscilacija od mjesta pada kamena Stvarno se voda ne kreće od središta prema van Elektromagnetski valovi su obično određeni svojom valnom duljinom λ (lambda) Najčešća jedinica u IC termografiji je μm (mikrometar) (1 μm = 10-6 m = 1/1000 mm) 25 Vidljivo: 0,4-0,7 µm BliskaIC: 0,8-1,7 µm IC kratki valovi: 1-2,5 µm IC srednji valovi 2-5 µm IC dugi valovi: 8-14 µm MW LW 0,4 0,7 1 µm 2 µm 5 µm 10 µm 13 µm 26 Pojasevi valnih duljina Gamma UV IC Radio ZAKONI ZRAČENJA X-zrake Vidljiva Mikrovalovi 27 28 Planckovi dijagrami Planck-ove krivulje sva tijela na T 0 K zrače (Pierre Prevost, 1791) Planckov zakon opisuje intenzitet (specifičnu snagu) zračenja nepolariziranog elektromagnetskog zračenja, kod cijelog raspona valnih duljina, kojeg emitira idealno crno tijelo Monochromatic radiance in W m -3 1,00E+14 1,00E+12 VIDLJIVO SREDNJE- VALNO DUGO- VALNO 1,00E+10 1,00E+08 INTENZITET ZRAČENJA OVISI O: temperaturi tijela T, valnoj duljini i koeficijentu emisije ε 29 1,00E+06 1,00E+04 1,00E+02 1,00E+00-75 C 25 C 100 C 300 C 750 C 00 C 4000 C 1,00E-02 0,10 1,00 10,00 100,00 30 Wavelength µm 5

Stefan-Boltzmannov zakon (Josef Stefan 1835 1893) (Ludwig Boltzmann 1844 1906) W uk σ ukupna toplinska energija koju zrači jedinična površina crnog tijela konstanta zračenja crnog tijela 5, 67032 4 W Wuk = σ T 2 m predstavlja ukupnu energiju koju zrači 1m 2 površine crnog tijela zadane apsolutne temperature T 4 8 W ( 1± 12, 10 ) 10 2 m K 4 Toplinsko zračenje Prelazak topline emisijom i apsorpcijom zračenja Nastaje: u dijelu ultraljubičastog, u cijelom vidljivom i infracrvenom pojasu Sir William Herschel (1738 1822) 31 32 Zračenje (radijacija) Radijacija je prijenos topline emisijom elektromagnetskih valova koji odnose energiju od objekata koji ju emitiraju Radijacija ne treba medij za prijenos topline Crno tijelo: savršeni upijač savršeni emiter (na svim valnim dužinama) P = σ AεT P = σ Aε T 4 4 r a env net a r env 4 4 ( ) P = P P = σ Aε T T Načini izmjene energije zračenjem Koji su načini kojima dolazi do izmjene energije zračenjem? Emisija - otpuštanje zračenja Apsorpcija -preuzimanje i zadržavanje zračenja Refleksija -odbijanje zračenja Prijenos -propuštanje zračenja 33 34 Upadno zračenje Upadno zračenje na predmet Ukupno zračenje koje zahvaća metu/predmet Što će se dogoditi kad ga zračenje zahvati? Upadno zračenje je sve zračenje koje pogađa (zahvaća) predmet iz njegove okoline. Apsorpcija! W INCID Izvor W α W τ Refleksija W ρ Prolaz! Meta/predmet 35 36 6

Upadno zračenje Od ukupnog upadnog zračenja na metu/predmet određeni će dio biti: Apsorbiran Reflektiran Prenesen Stoga vrijedi: W α + W ρ + W τ = W INCID = 100 % Svojstva zračenja - upadno Predmet će imati određen kapacitet ili sposobnost da: Apsorbira - što se naziva apsorptivnost i izražava koeficijentom apsorpcije, α Reflektira - što se naziva refleksivnost i izražava koeficijentom refleksije, ρ Prenese/propusti -što se naziva propuštanjem i izražava koeficijentom prijenosa/propuštanja, τ Zbroj triju koeficijenata je uvijek 1 α+ ρ+ τ= 1 37 38 Svojstva zračenja - upadno Kako znamo koji dio zračenja je: Apsorbiran? Reflektiran? Prenesen? Crno tijelo IDEALNO CRNO TIJELOpotpuno apsorbira sve upadno zračenje faktor apsorbcije 1, a faktor refleksije 0. bez obzira na valnu duljinu ili kut upada. Posljedica ove definicije je da: cjelokupno zračenje koje dolazi s površine crnog tijela emitirano zračenje, nijedno tijelo ne može emitirati više zračenja od crnog tijela pri određenim valnim duljinama i temperaturi. To ovisi o svojstvima predmeta! ali da se najprije prisjetimo osnova Idealno crno tijelo u prirodi ne postoji! Dobra aproksimacija je šupljina s malim otvorom. 39 40 Demonstracija - emisija i apsorpcija Emitirano zračenje Emisija od željeza i apsorpcija ploče Primjer neizravnog zagrijavanja mete/predmeta (engl. target) Zračenje (W ε ) se emitira u svim smjerovima Koliko? SP01 122,9 C SP01 39,3 C T ε W ε Ovisi o temperaturi i koeficijentu emisije Stefan-Boltzmannov zakon za realna tijela W ε 4 W = ε σ T 2 m Viša temperatura = više zračenja Veći koeficijent emisije = više zračenja 19,4 C,5 C 41 42 7

Realna tijela Zračenje realnih tijela u bitnome odstupa od zračenja crnog tijela, Faktor (KOEFICIJENT) emisije ε definira se kao omjer vlastite emisije realnog tijelapri određenoj temperaturi i vlastite emisije crnog tijelapri toj istoj temperaturi. E(T) ε = E (T) b Realna tijela Stefan -Boltzmannov zakon za realna tijela tako dobiva oblik: E b = ε σ T 4 [W / m 2 ] Spektralna gustoća zračenja realne površine razlikuje se od Planckove distribucije za crno tijelo 43 44 Izlazno zračenje sa predmeta Izlazno zračenje je sve zračenje koje napušta površinu predmeta neovisno o izvorima toga zračenja. Izlazno zračenje Prvi dio izlaznog zračenja koji promatramo je dio koji potječe iz samog predmeta Predmet ima određeni kapacitet ili sposobnost emisije: što se naziva emisivnost, a izražava koeficijentom emisije, ε Izlazno zračenje potječe iz više izvora Veliki koeficijent emisije Mali koeficijent emisije 45 46 Ostali izvori zračenja Izlazno zračenje je sva energija zračenja koja napušta površinu predmeta, neovisno o njezinu izvoru Osim energije koju emitirasam predmet postoji i reflektirana i propuštena energija iz drugih izvora Demonstracija - refleksija Kamera prikazuje temperaturu od 144 C na aluminijskoj pločici zbog refleksije. Stvarna temperatura je blizu sobne temperature, a reflektira se pegla! 23,5 C 22 25 C 18 144 C 16,5 C 47 48 8

Izlazno zračenje Izlazno zračenje Izvor propuštene topline Izvor reflektirane topline Od ukupnog izlaznog zračenja iz predmeta određen dio će biti: Emitiran od samog predmeta Reflektiran iz izvora ispred predmeta Prenesen iz izvora iza predmeta Apsorpcija T Apsorpcija Stoga je: Refleksija Refleksija Propuštanje εpropuštanje Emisija Ciljani objekt W ρ W τ W ε Izlazno zračenje W ε + W ρ + W τ = W EXIT = 100 % Sva tri dolaze iz različitih izvora! 49 50 Svojstva zračenja - izlazno Koeficijenti emisije i apsorpcije Predmet će imati određen kapacitet ili sposobnost da: Emitira - što se naziva emisivnost i izražava koeficijentom emisije, ε Reflektira - što se naziva refleksivnost i izražava koeficijentom refleksije, ρ Prenese/propusti -što se naziva propuštanje i izražava koeficijentom prijenosa/propuštanja, τ ε+ ρ+ τ= 1 Kirchoffov zakon elektromagnetskog zračenja: Kapacitet ili sposobnost predmeta da apsorbira energiju upadnog zračenja uvijek je jednaka kapacitetu predmeta da emitira vlastitu energiju kao zračenje. Zbroj triju koeficijenata je uvijek 1 α= ε Gustav Robert Kirchhoff (1824. 1887.) 51 52 Formule za zračenje Vrijede sljedeće opće formule: Demonstracija - prijenos Prijenos toplinske energije kroz materijal koji je u vidljivom spektru netransparentan. α+ ρ+ τ= 1 ε+ ρ+ τ= 1 53 54 9

Demonstracija - prijenos Nema prijenosa zračenja kroz materijal koji je u vidljivom spektru transparentan Transmisija kroz atmosferu Dva intervala spektra zračenja imaju vrlo veliku transmisiju (1-5 μm i 8-14 μm) poznati su pod nazivom atmosferski prozori, njihovo je značenje izraženo time da su gotovo sve IC kamere izrađene na način da funkcioniraju u jednom od navedena dva spektra Transmisija zračenja kroz sloj atmosfere debljine 1800m, na visini od 10 m iznad tla Najveći utjecaj na apsorpciju zračenja atmosfere imaju voda, ugljični dioksid i ozon 55 56 U stvarnom životu 1. Naši predmeti/mete neće biti crna tijela već realna tijela 2. Većina predmeta su neprozirnatj. τ= 0 Ipak OPREZNO!!! Kad su ti uvjeti ispunjeni vrijedi: ε+ ρ= 1 U stvarnom životu Neprozirni predmet nije crno tijelo T W α ε W ρ W ε Izlazno zračenje 57 58 U stvarnom životu Za realne predmetemoramo uvijekrazmotriti da zračenje izlazi iz dvaju izvora: Emitirano iz samog predmeta Reflektirano iz okoline W ε + W ρ = W EXIT = 100 % Realna tijela Udio prispjelog zračenja koji će se apsorbirati, odnosno reflektirati, ovisi o: materijalu i stanju površine, valnoj duljini prispjelog zračenja kutu upada temperaturi. 59 60 10

False positive Već je spomenuto da se primjenom IC termografije mogu izmjeriti samo površinske temperature Površinska temperatura objekta koji se mjeri ovisi o: Stanju ispod površine (defekti, materijali ) Stanju na površini (koeficijent emisije, obliku površine ) Okolišu Prividna temperatura Prividna temperatura je nekompenzirano očitanje na IC instrumentu koje sadrži sve upadno zračenje na instrument neovisno o njegovu izvoru. 61 62 Prividna temperatura Prividna temperatura Prozor je prividnotopliji na mjestu gdje je postoji refleksija od čovjeka To ne predstavlja višu temperaturu nego je tamo doista veće zračenje koja dolazi od područja refleksije! Plava šalica zrači više od zlatnog natpisa Temperatura je vrlo slična ali se čini različitom To je slika intenziteta zračenja, a ne temperature! 63 64 Prividna temperatura Prividna temperatura je nekompenzirano očitanje temperature baš kako ga kamera vidi Princip rada termografskog uređaja Dozračena energija na osjetnik E os jednaka je sumi energija koje dolaze od promatranog tijela -vlastita emisija i refleksija (E+ρE*), energije koja prolazi kroz tijelo τe** i energije koja dolazi od okoline E env. Stvarno očitanje temperature mora se kompenzirati za utjecaje svojstva površine objekta, temperaturu okolnih objekata, udaljenost kamere od promatranog objekta, temperaturu i relativnu vlažnost zraka. os * ** ( E + ρ E ) + τ E Eenv E = + 65 66 11

Prividna temperatura Slika se ne mijenja ako se promijene ulazni podaci mjerenja! Ona još uvijek pokazuje prividnu temperaturu! Sliku treba kompenzirati, a za to je potrebno poznavati osnovne fizikalne zakone! Umjeravanje IC kamere Prostorija za umjeravanje 67 68 Umjeravanje IC kamere Umjeravanje IC kamere T 1 T 2 T 3 T 4 T5 T 6 T 7 Radiacijski signal S S 7 S BB S 6 S 5 Kad je umjerna krivulja programirana signal s predmeta može se proračunati na ispravnu temperaturu Referentni izvori S 4 S 3 To je slučaj ako je predmet crno tijelo! S 2 T BB S 1 Temperatura T IC kamera T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 69 70 Faktori koji utječu na koeficijent emisije Koji faktori utječu na koeficijent emisije? Plastika Drvo Mjed Beton Led Porculan Čelik Guma Materijal Različiti materijali imaju različit koeficijent emisije 71 72 12

Faktori koji utječu na koeficijent emisije Izgrebana Glatka Sjajna Gruba Polirana Pjeskarena Izbrazdana Materijal Struktura površine Struktura površine utječe na koeficijent emisije Faktori koji utječu na koeficijent emisije Materijal Struktura površine Geometrijski oblik Geometrijski oblik mete/predmeta ponekad je vrlo važan faktor 73 74 Faktori koji utječu na koeficijent emisije Koeficijent emisije utjecaj kuta 0 Materijal Struktura površine Geometrijski oblik Kut Primjer dvaju mjerenja za isti krov iz dvaju kutova. Koeficijent emisije podešen je u oba slučaja na istu vrijednost. 16 C Kut gledanja (kamere) utječe na efektivni koeficijent emisije površine 18 C 75 Faktori koji utječu na koeficijent emisije Faktori koji utječu na koeficijent emisije Camera pictures Materijal Struktura površine Geometrijski oblik Kut Valna duljina Materijal Struktura površine Geometrijski oblik Kut Valna duljina Temperatura Koeficijent emisije na istoj površini možda neće biti isti za dugovalne i kratkovalne kamere Velike varijacije temperature mogu utjecati na koeficijent emisije površine 77 78 13

Demonstracija - boja i koeficijent emisije Kako boja utječe na koeficijent emisije...? Boja i koeficijent emisije Vidljiva boja nijefaktor koji utječe na koeficijent emisije Boja može, međutim, utjecati na apsorpciju vidljive svjetlosti - albedo crni auto će postati, primjerice, topliji na suncu od žutoga 79 80 Snimanje Sve te podatke potrebno je prethodno podesiti kao ulazne parametre u software-u kamere. Utjecaj zračenja iz okoliša treba svesti na minimum, osobito ako se radi o objektu koji je: na temperaturi bliskoj temperaturi okolišaili ima nisku vrijednost koeficijenta emisije. Koeficijent emisije i Refl. Temp. RUKOVATELJ (OPERATER) ODREĐUJE KOEFICJENT EMISIJE I Refl. Temp. I ZATIM UNOSI TE VRIJEDNOSTI U KAMERU. TO SE NE DOGAĐA AUTOMATSKI. UNOS POGREŠNIH VRIJEDNOSTI MOŽE DOVESTI DO ZNAČAJNE POGREŠKE. 81 Određivanje koeficijenta emisije i reflektiranu temperaturu KAKO NA TERENU ODREDITI REFLEKTIRANU TEMP. I KOEFICIJENT EMISIJE Refl. Temp -> ISO normirana metoda Koef. Em. -> ISO normirana metoda Koef. Em. -> iz tablice Koef. Em. -> iskustveno! ODREĐIVANJE Refl. Temp. je UVIJEK prvi zadatak! 14

Prividna reflektirana temperatura Prividna reflektirana temperatura Određivanje vani: primjer 2a. O važnosti utjecaja vremena na mjerenje. -1,8 C 8,1 C Određivanje vani: primjer Sivo oblačno nebo Izravno mjerenje na nebo: -6 C Prividna reflektirana temperatura Određivanje vani: primjer 2b. O važnosti utjecaja vremena na mjerenje -28,8 C Koeficijent emisije određivanje na terenu Ovdje je reflektor Sivo oblačno nebo Izravno mjerenje na nebo: -58,4 C Određivanje vani: 2. primjer Koeficijent emisije određivanje na terenu Koeficijent emisije = 0,84 Koeficijent emisije Primjer popisa za koeficijent emisije Koeficijent emisije = 0,95 Pažnja kod uvjeta mjerenja: Temperature Valne duljine itd. AKO JE MOGUĆE, UVIJEK IMA PREDNOST ODREĐIVANJE POMOĆU VLASTITE OPREME. 15

Važni fizikalni parametri Kondenzacija/Isparivanje Interpretirajte termogram Toplinski most, gledan iznutra 18,6 C 18 16 14 12 10 8,5 C Interpretirajte termograme Interpretirajte termograme Toplinski mostovi Gubici topline kroz prozore Prozori tijekom napuhavanja Infiltracija hladnog zraka zbog loše ugradnje i lošeg brtvljenja Bez korištenja blower door-a Tijekom ispitivanja - napuhavanje 16

Krovni prozor kupaonica u potkrovlju Prozor u sobi u prizemlju Prije ispitivanja Prije ispitivanja Tijekom ispitivanja - ispuhivanje Tijekom ispitivanja - ispuhivanje Instalacije Ulazna vrata Tijekom ispitivanja - napuhavanje Tijekom ispitivanja - napuhavanje Interpretirajte termograme Interpretirajte termograme 17

Interpretirajte termograme Primjer ispitivanja Projektirano: n 50 =0,5 h -1 Rezultat simulacije: 94 MWh Izmjereno: n 50 =3,7 h -1 Rezultat simulacije: 290,72 MWh Razlika 310%!!! Izvor: Mario Vašak, Anita Martinčević, Antonio Starčić, Bojan Milovanović, Ninoslav Kurtalj, Nedjeljko Perić Trgovački centri Interpretirajte termograme Topli zrak ulazi u prostoriju s +5 C Utvrđivanje mjesta cijevi Interpretirajte termograme Obloga GK pločama iznutra potkonstrukcija 18

Primjena termografskih mjerenja kod energetskih pregleda Moguće proširenje primjene: prikupljanje podataka za pojašnjenje uvjeta rada teško dostupnih i nedostupnih instalacija grijanja ventilacije i klimatizacije identificiranje problema s električnim i strojarskim instalacijama pod punim radnim opterećenjem Bitan je i kontekst mjerenja 109 Rezultat termografskog mjerenja Obrada termograma Vlaga na ravnom krovu ili samo zrak ispod hidroizolacijske membrane Obrada termograma - u odgovarajućem programskom paketu. Ta obrada može biti: Kada je snimanje provedeno (ujutro ili na večer)? Kvalitativna - podrazumijeva samo uočavanje mjesta različitosti, ili Kvantitativna - uključuje utvrđivanje iznosa temperatura, temperaturnih razlika ili emisijskih faktora po pojedinim lokacijama. Kakva su toplinska svojstva materijala? 21,7 C OPREZ! Mogućnost manipulacije rezultatima mjerenja SP01 18 16 14,2 C OPREZ! Usporedba Kamera loše temperaturne i geometrijske rezolucije Kamera odlične temperaturne i geometrijske rezolucije Termogram nije jednostavno interpretirati Needucirana osoba provodi ispitivanje Educirana osoba provodi ispitivanje ali je na žalost moguće vrlo jednostavno manipulirati termogramima Crvena boja nije nužno loše područje ili 19

Zaključak Za kvalitativnu i kvantitativnu analizu termograma potrebno je osposobiti osoblje koje za traženu primjenu mora ovladati termografskim sustavom i poznavati problematiku koja se rješava. Objavljuju se i fotomontaže 116 Pogledajmo svijet oko sebe drugim očima... Hvala na pažnji! Bojan Milovanović bmilovanovic@grad.hr 117