58
Primjena IC termografije u graditeljstvu i restauraciji umjetnina Dr.sc. Lovre Krstulović-Opara, red. prof. Edo Modun, dipl. oecc. 1 Katedra za konstrukcije Fakultet elektrotehnike strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Splitu Modun consulting www.fesb.hr/kk www.modun.hr

IC Termografija

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ic termografija

Citation preview

Page 1: IC Termografija

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

Page 2: IC Termografija

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

Page 3: IC Termografija

Optički vidljivo - IC vidljivo ???

3

Page 4: IC Termografija

Povijest termografije

Sir William Herschel (1738-1822)-Astronom i kompozitor- otkrio IC zračenje i uran

4

Page 5: IC Termografija

Detektori – hlañeni senzori

5

Detektor s rotirajućim prizmamaAGA – FSB Zagreb

Page 6: IC Termografija

Detektori

6

Focal Point Array detektor

Page 7: IC Termografija

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

Page 8: IC Termografija

Osnove termografije – crno tijelo

8

Literatura: M. Andrassy, I. Boras, S. Švaić, Osnove termografije s primjenom, Kigen, Zagreb, 2008

Page 9: IC Termografija

Crno tijelo - kalibracija

9

Page 10: IC Termografija

Kalibracija IC kamera

10

Page 11: IC Termografija

Kalibracija kamere

11

Page 12: IC Termografija

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

Page 13: IC Termografija

Mehanizmi prijenosa topline

Konvekcija (miješanje, komešanje):

- prirodna

13

- prisilna

Page 14: IC Termografija

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

Page 15: IC Termografija

Emisivnost

α + ρ + � = 1α = ε

ε + ρ + � = 1

15

Page 16: IC Termografija

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!

Page 17: IC Termografija

Prostorna rezolucija

IFOV - instantaneous field of view – prostorna rezolucija

17

Page 18: IC Termografija

Kut leće

18

9° leća12° leća20° leća38° leća

Page 19: IC Termografija

Rezolucija - broj piksela

160x120

19

320x240

640x480FLIR i60 180x180 piksela

65.780,- knFLIR T425 320x240 piksela

159.334,- kn

Page 20: IC Termografija

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

Page 21: IC Termografija

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

Page 22: IC Termografija

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!!!

Page 23: IC Termografija

Detekcija lokacije dimnjaka

23

Page 24: IC Termografija

Sanacijski radovi

24

Page 25: IC Termografija

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

Page 26: IC Termografija

Primjena termografije

26

Page 27: IC Termografija

Detekcija protočnosti sustava grijanja

27

Page 28: IC Termografija

Primjena termografije - elekroenergetika

28

Page 29: IC Termografija

Primjena termografije - elekroenergetika

29

Page 30: IC Termografija

Primjena termografije – nadzor

30

Page 31: IC Termografija

Princip Lockin termografije – toplinska analiza naprezanja

Lockin

31

Ciklično opterečenje > 3 Hz!

Page 32: IC Termografija

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

Page 33: IC Termografija

Grañevinarstvo – detekcija konstrukcijskih elemenata ispod žbuke

33

Page 34: IC Termografija

Restauracija povijesnih grañevina – detekcija konstrukcijskih elemenata ispod žbuke

34

Page 35: IC Termografija

Primjena u grañevinarstvu – toplinski mostovi

35

Page 36: IC Termografija

Primjena u grañevinarstvu – toplinski mostovi

36

Page 37: IC Termografija

Primjena u grañevinarstvu – toplinski mostovi

37

Page 38: IC Termografija

Grañevinarstvo – evaluacija gubitaka topline zgrade

38

Page 39: IC Termografija

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!!!

Page 40: IC Termografija

Detekcija vlage i prokišnjavanja

40

Page 41: IC Termografija

Detekcija vlage – povijesne zgrade

41

Page 42: IC Termografija

Detekcija vlage – povijesne zgrade

42

Page 43: IC Termografija

Detekcija vlage – povijesne zgrade

43

Page 44: IC Termografija

Poroznost kamena

44

Page 45: IC Termografija

Poroznost kamena

45

Page 46: IC Termografija

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

Page 47: IC Termografija

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

QQ

pe

pe

pse

psi

pi

psi

pi

pe

pse

Page 48: IC Termografija

Pulsna termografija

Prof. dr. sc. Lovre Krstulović-Opara

48

Katedra za konstrukcijeFakultet elektrotehnike strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Splitu

www.fesb.hr/kk

Page 49: IC Termografija

Primjena termografije

• Restauracija slika (otkrivanje skrivenih slojeva boje)

49

Bez IC grijanja

IC zagrijanoIC zagrijano

IC grijanje iza slike

Page 50: IC Termografija

Primjena termografije

50

Page 51: IC Termografija

Pulsna termografija

51

Page 52: IC Termografija

Bezrazarajuća metoda

52

Refleksije okoline!

Page 53: IC Termografija

Bezrazarajuća metoda

53

Page 54: IC Termografija

Konstrukcija zrakoplova

54

Page 55: IC Termografija

Restauracija umjetnina

55

Page 56: IC Termografija

Restauracija umjetnina

56

Page 57: IC Termografija

Restauracija umjetnina

Termogram bez pulsnog zagrijavanja Pulsna termografija

57

Page 58: IC Termografija

58

www.fesb.hr/kk