View
3
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Primjena IC termografije u
graditeljstvu i restauraciji umjetnina
Dr.sc. Lovre Krstulović-Opara, red. prof.
Edo Modun, dipl. oecc.
1
Edo Modun, dipl. oecc.
Katedra za konstrukcijeFakultet elektrotehnike strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Splitu
Modun consulting
www.fesb.hr/kk
www.modun.hr
Spektar zračenja crnog tijela
vidljivoultraljubičasto infracrveno
Inte
nzi
tet z
račen
jaPlanckova spektralna raspodjela energije
Temperatura površine sunca 5780 K
2
Valna duljina
Inte
nzi
tet z
ra
Optički vidljivo - IC vidljivo ???
3
Povijest termografije
Sir William Herschel (1738-1822)-Astronom i kompozitor- otkrio IC zračenje i uran
4
Detektori – hlañeni senzori
5
Detektor s rotirajućim prizmamaAGA – FSB Zagreb
Detektori
6
Focal Point Array detektor
Pregled digitalnih kamera
7
CEDIP INFRARED – SILVER 420M
FLIR SC 5000
• radna temperature senzora: -200°C• frekvencija akvizicije slike: do 150 Hz• mjerna osjetljivost: 0.02 K• rezolucija 320×256 piksela• spektralni raspon: 3.6÷5.1 µm (srednji val MW )• 100 slika u sekundi pri punoj rezoluciji
Osnove termografije – crno tijelo
8
Literatura: M. Andrassy, I. Boras, S. Švaić, Osnove termografije s primjenom, Kigen, Zagreb, 2008
Crno tijelo - kalibracija
9
Kalibracija IC kamera
10
Kalibracija kamere
11
Mehanizmi prijenosa topline
Provoñenje (kondukcija):
12
k=λ [W/mK] – toplinska provodljivostFurierov zakon voñenja topline:
T1
T2
L
A
Toplinska provodljivost λ=k [W/mK]
bakar 385
čelik 50,2
beton 2
mineralna vuna 0,046
staklo 0,8
voda 0,6
zrak 0,025
Mehanizmi prijenosa topline
Konvekcija (miješanje, komešanje):
- prirodna
13
- prisilna
Mehanizmi prijenosa topline
Zračenje (radijacija):
14
�·I
I [W/m2]– intenzitet zračenja (snaga po pov.) α + ρ + � = 1
Kirchoffov zakon: sposobnost tijela da apsorbira energiju jednaka je sposobnosti da emitira vlastitu energiju kao zračenje
α = ε
ε + ρ + � = 1
Emisivnost
�
�
α + ρ + � = 1α = ε
ε + ρ + � = 1
15
Svjetloća površine
Tatm
τatm
a·Gp
r Ec=σ ·T4E=σ ·T4·ε
16
a·Gr
ef
Boltzmannova konstanta σ=5,667 W/(m2K4)Ec – vlastita emisija crnog tijela
Razlučivost kamere – 0,02 K
Preciznost – ??? K
E – vlastita emisija realnog tijelaε – emisijski faktor
τatm - atmosferska propusnost
Kamera “vidi” prividno zračenje površine!
Prostorna rezolucija
IFOV - instantaneous field of view – prostorna rezolucija
17
Kut leće
18
9° leća12° leća20° leća38° leća
Rezolucija - broj piksela
160x120
19
320x240
640x480FLIR i60 180x180 piksela
65.780,- knFLIR T425 320x240 piksela
159.334,- kn
Temperaturna osjetljivost kamere
Referentna slika (temp. raspon 26°C do 37°C)
Usporedba (temp. raspon 33°C do 37°C)
Osj. 0.1°C (160x120) Osj. 0.07°C (320x240) Osj. 0.05°C (640x480)
Manje šuma
Palete boja
Paleta B&W Paleta Hot metalPaleta ROYGIBV Paleta Cycle
Paleta Ironbow256
Paleta Rainbow Paleta Lockin Paleta Steel
21
Paleta Hot metal
Uz termogram obavezno treba biti i skala!!!
Za velike temperaturne gradijente koristi palete s manje boja i obrnuto
Prijelaz s toplovodnog (klasičnog) na niskotemperaturni kotao
22
Sumporna kiselina H2SO4
Temperatura dimnih plinova
na izlazu iz ložišta 180°C
Rosište d.p. za lož ulje: 47°C
(57°C za LNG)
Temperatura dimnih plinova
na izlazu iz dimnjaka 25°C!!!
Detekcija lokacije dimnjaka
23
Sanacijski radovi
24
Rezultat sanacije
Temperatura u d.p. na izlazu iz ložišta 180°C
Rosište d.p. za lož ulje: 47°C (57°C za LNG)
Temperatura na izlazu iz dimnjaka:
-prije sanacije 25°C
-nakon sanacije 98°C
25
Primjena termografije
26
Detekcija protočnosti sustava grijanja
27
Primjena termografije - elekroenergetika
28
Primjena termografije - elekroenergetika
29
Primjena termografije – nadzor
30
Princip Lockin termografije – toplinska analiza naprezanja
Lockin
31
Ciklično opterečenje > 3 Hz!
Primjena IC termografije u
graditeljstvu
Prof. dr. sc. Lovre Krstulović-Opara
32
Katedra za konstrukcijeFakultet elektrotehnike strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Splitu
www.fesb.hr/kk
Grañevinarstvo – detekcija konstrukcijskih elemenata ispod žbuke
33
Restauracija povijesnih grañevina – detekcija konstrukcijskih elemenata ispod žbuke
34
Primjena u grañevinarstvu – toplinski mostovi
35
Primjena u grañevinarstvu – toplinski mostovi
36
Primjena u grañevinarstvu – toplinski mostovi
37
Grañevinarstvo – evaluacija gubitaka topline zgrade
38
Primjer utjecaja toplinskog kapaciteta
prije zagrijavanja: nakon hlañenja: zagrijavanje pothlañenog:nakon zagrijavanja:
Specifični toplinski kapacitet
cp [J/kgK] pri 25°C
Zrak 1012
Aluminij 897
Bakar 385
Voda 4181
39
prije zagrijavanja: nakon hlañenja: zagrijavanje pothlañenog:nakon zagrijavanja:
Termogrami se rade noću!!!
Detekcija vlage i prokišnjavanja
40
Detekcija vlage – povijesne zgrade
41
Detekcija vlage – povijesne zgrade
42
Detekcija vlage – povijesne zgrade
43
Poroznost kamena
44
Poroznost kamena
45
Kondenzacija i orošavanje
46
80% vlage je dovoljno za plijesan!
npr. 22°C i 40%vlage
rosište na 8°C
rosište
8°C
13°C
13°C
Kondenzacija
k=λ [W/mK] – toplinska provodljivostFurierov zakon voñenja topline:
T1
T2A
Toplinska provodljivost λ=k [W/mK]
bakar 385
čelik 50,2
beton 2
mineralna vuna 0,046
staklo 0,8
voda 0,6
Qpsipse pi
47
L
Azrak 0,025
pe
pe
pse
psi
pi
psi
pi
pe
pse
Pulsna termografija
Prof. dr. sc. Lovre Krstulović-Opara
48
Katedra za konstrukcijeFakultet elektrotehnike strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Splitu
www.fesb.hr/kk
Primjena termografije
• Restauracija slika (otkrivanje skrivenih slojeva boje)
49
Bez IC grijanja
IC zagrijanoIC zagrijano
IC grijanje iza slike
Primjena termografije
50
Pulsna termografija
51
Bezrazarajuća metoda
52
Refleksije okoline!
Bezrazarajuća metoda
53
Konstrukcija zrakoplova
54
Restauracija umjetnina
55
Restauracija umjetnina
56
Restauracija umjetnina
Termogram bez pulsnog zagrijavanja Pulsna termografija
57
58
www.fesb.hr/kk
Recommended