Artykuł omawia warunki wykonywania pomiarów instalacji PV za pomocą kamery termowizyjnej. Na przykładach pokazane zostały wybrane błędy, które mogą być wykryte przy zastosowaniu kamery termowizyjnej.
EN
The article discusses the principles of measuring PV installations using a thermal imaging camera. The examples show selected errors that can be detected using a thermal imaging camera.
Imaging with the use of a single pixel camera and based on compressed sensing (CS) is a new and promising technology. The use of CS allows reconstruction of images in various spectrum ranges depending on the spectrum sensibility of the used detector. During the study image reconstruction was performed in the LWIR range based on a thermogram from a simulated single pixel camera. For needs of reconstruction CS was used. A case analysis showed that the CS method may be used for construction of infrared-based observation single pixel cameras. This solution may also be applied in measuring cameras. Yet the execution of a measurement of radiation temperature requires calibration of results obtained by CS reconstruction. In the study a calibration method of the infrared observation camera was proposed and studies were carried out of the impact exerted by the number of measurements made on the quality of reconstruction. Reconstructed thermograms were compared with reference images of infrared radiation. It has been ascertained that the reduction of the reconstruction error is not directly in proportion to the number of collected samples being collected. Based on a review of individual cases it has been ascertained that apart from the number of collected samples, an important factor that affects the reconstruction fidelity is the structure of the image as such. It has been proven that estimation of the error for reconstructed thermograms may not be based solely on the quantity of executed measurements.
PL
Obrazowanie kamerą jednopikselową z użyciem CS (compressed sensing) jest nową i obiecującą technologią. Za pomocą CS można rekonstruować obrazy w różnych zakresach widmowych zależnie od czułości spektralnej użytego detektora. W pracy wykonano rekonstrukcję obrazu w zakresie LWIR (Long-Wave Infrared) na podstawie termogramu z zasymulowanej kamery jednopikselowej. Do rekonstrukcji użyto CS. Na podstawie analizy przypadków stwierdzono, że metodę CS można wykorzystać do budowania kamer obserwacyjnych jednopikselowych na podczerwień. Możliwe jest również zastosowanie tego rozwiązania w kamerach pomiarowych. Aby wykonać pomiar temperatury radiacyjnej należy dokonać kalibracji wyników uzyskanych na drodze rekonstrukcji CS. W badaniu zaproponowano sposób kalibracji kamery pomiarowej na podczerwień oraz zbadano wpływ liczby pomiarów na jakość rekonstrukcji. Zrekonstruowane termogramy porównano z referencyjnymi obrazami promieniowania podczerwonego. Stwierdzono, że redukcja błędu rekonstrukcji nie jest wprost proporcjonalna do zwiększanej liczby pobieranych próbek. Na podstawie analizy przypadków zaobserwowano, że poza liczbą pobieranych próbek, istotnym czynnikiem mającym wpływającym na wierność rekonstrukcji jest struktura samego obrazu. Dowiedziono, że szacowanie błędu dla zrekonstruowanych termogramów nie może być oparte tylko na liczbie wykonywanych pomiarów.
The article presents the construction of a thermal imaging camera with low power consumption. The 80 × 80 Micro80Gen2 microbolometric array of detectors records infrared radiation in the LWIR spectral range (long infrared wave, 8-12 μm). The entire digital part of the electronic circuit has been integrated within the reprogrammable FPGA chip from the Spartan 6 family. In order to read and display thermograms, an application for the .NetFremework 3.1 platform, which implements non-uniformity correction (NUC) and image processing, is written. Due to its low cost, small size and weight, the camera can be used in various applications, e.g. in unmanned aerial vehicles (UAV) known as drones.
PL
W artykule przedstawiono budowę i oprogramowanie kamery termowizyjnej μIR80 o niskim poborze mocy. Kamera wyposażona została w mikrobolometryczny detektor podczerwieni 80 × 80 - Micro80Gen2, który pochłania promieniowanie podczerwone w długofalowym zakresie spektralnym LWIR (8-12 μm). Cyfrowa część układu została zintegrowana w układzie FPGA z rodziny Spartan 6. W celu odczytu i wyświetlenia obrazu termalnego, napisane zostało oprogramowanie na platformie .NetFramework 3.1. Dodatkowo zaimplementowano 1-punktową korekcję niejednorodności matrycy detektora (NUC) oraz podstawowe algorytmy przetwarzania obrazów, np. wyznaczanie histogramu, zmianę zakresu i interpolację bikubiczną. Ze względu na niski koszt oraz niewielkie wymiary i masę, przedstawiona kamera termowizyjna może znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach począwszy od monitorowania otoczenia przy pomocy bezzałogowego statku powietrznego (UAV), po zastosowania w przemyśle, energetyce i medycynie.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article deals with the issues of hot areas occurring in friction disc brakesbased on the literature review. The results of stand tests of the railway disc brake in aspect of identifying the hot areas of hot-spots are presented. In addition, the test methodology with the use of a thermovision camera for observation and registration of hot areas is developed for the stand tests.Thermovision images from the various braking speeds, where there are hot-spots, are presented for the friction pair of cast-iron brake disc and organic friction lining according to the requirements of UIC 541-3 leaflet. A model to determine the number of macroscopic hot areas on the surface of the brake disc is developed on this basis.The model is verified for braking with a greater emphasis regarding the fundamental tests.
PL
W artykule poruszono problematykę gorących obszarów występujących w ciernych hamulcach tarczowych na podstawie przeglądu literaturowego. Zaprezentowano wyniki badań stanowiskowych kolejowego hamulca tarczowego w aspekcie identyfikacji gorących obszarów typu hotspots. Do badań stanowiskowych dodatkowo opracowano metodykę badań z zastosowaniem kamery termowizyjnej do obserwacji i rejestracji gorących obszarów. Dla pary ciernej żeliwna tarcza hamulcowa i organiczna okładzina cierna według wymagań karty UIC 541-3 przedstawiono obrazy termowizyjne z różnych prędkości hamowania, przy których występują hot-spots. Na tej podstawie opracowano model do wyznaczenia liczby makroskopowych gorących obszarów na powierzchni tarczy hamulcowej. Model został zweryfikowany dla hamowań z większym naciskiem względem badań zasadniczych.
W artykule omówiono warunki wykonywania pomiarów instalacji PV za pomocą kamer termowizyjnych. Na przykładach pokazane zostały wybrane defekty i zakłócenia, które mogą być wykryte przy zastosowaniu kamery termowizyjnej.
EN
The article discusses the conditions for measurements of PV installations using a infrared camera. The examples show selected defects and noises that can be detected using a thermal imaging camera.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Kamery termowizyjne, nazywane zamiennie termograficznymi, są stosowane od lat w wielu dziedzinach nauki i techniki, w tym w diagnostyce maszyn i urządzeń. Obecność kamer termowizyjnych w komórkach czy tabletach już nikogo nie dziwi. Możliwość szybkiej rejestracji obrazów w podczerwieni, tzw. Slow Motion, również nie jest problemem. Jednak czy wszyscy rozumiemy, jak działa kamera termowizyjna i jak to się dzieje, że możliwy jest pomiar temperatury zdalnie?
Kamery termowizyjne umożliwiają bezdotykowy pomiar temperatury przy pośrednim wykorzystaniu techniki pomiaru promieniowania docierającego do sensora optycznego. Pomiary takie zazwyczaj są wykonywane z niewielkich odległości od kilku centymetrów do kilku metrów. Zasadniczo podczas pomiarów uwzględniane są właściwości fizyczne badanego ciała mające wpływ na emisyjność. Jednak w praktyce przy pomiarze temperatury z większych odległości, sięgających kilkudziesięciu metrów, uzyskuje się inne wartości niż w przypadku pomiaru z małej odległości. Może to świadczyć o wpływie na błąd pomiaru temperatury losowych czynników pochodzących od środowiska. W ramach pracy przeprowadzone zostały badania polegające na bezdotykowym pomiarze temperatury na dystansie od 1 do 56 metrów. Wyznaczona została zależność błędu odczytanej temperatury od odległości.
EN
Thermal imaging cameras are commonly used for non-contact temperature measurement in the industry. Such measurements are usually carried out at a close distances from a few centimeters to several meters. During the measurements the object’s physical properties are considered, which have an impact on the emissivity. However, when the temperature is measuried from a long distance with a range of several dozen meters, the obtained values differ from the values, that are received from a short distance. This may indicate that the random environmental factors have an influence on the temperature measurement error. In this work an experiment consisting non-contact temperature measurement at a distance of 1 m to 56 m was carried out. A distance-dependent temperature error was determined and discussed.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
At the stage of designing a ventilation system for a swimming pool, it is difficult to predict with full conviction what thermal and humidity conditions will prevail in the actual facility and what will be the impact of ventilation on its real energy performance. Often it is only during the operation of the swimming pool that a full assessment of its proper functioning takes place. Various research methods can be helpful in this regard: experimental, analytical and simulation methods, using engineering computer software or numerical calculations CFD. This paper presents thermal imaging research carried out in a real swimming pool, which is a part of experimental research carried out in this facility to evaluate the thermal, humidity and flow conditions and provide data for numerical simulations CFD and their validation. The results of research carried out with other measurement methods were presented in the paper [3].
PL
Na etapie projektowania systemu wentylacji hali pływalni trudno jest z pełnym przekonaniem przewidzieć, jakie warunki cieplno-wilgotnościowe będą panowały w zrealizowanym obiekcie oraz jaki będzie wpływ wentylacji na jego rzeczywistą charakterystykę energetyczną. Często dopiero w trakcie eksploatacji hal pływalni następuje pełna ocena poprawności ich działania. Pomocne w tym mogą być różne metody badawcze: eksperymentalne, analityczne i symulacyjne, z wykorzystaniem inżynierskich programów komputerowych lub obliczeń numerycznych CFD. W niniejszym artykule przedstawiono badania termowizyjne przeprowadzone w rzeczywistej hali pływalni, które stanowią część badań eksperymentalnych wykonanych w tym obiekcie na potrzeby oceny warunków cieplno-wilgotnościowych i przepływowych oraz dostarczających danych do przeprowadzenia analiz i symulacji numerycznych CFD i ich walidacji. Wyniki badań wykonanych innymi metodami pomiarowymi przedstawiono w artykule [3].
Bezkontaktowe pomiary temperatury oraz urządzenia dedykowane do ich wykonywania są znane i wykorzystywane od dekad w wielu gałęziach gospodarki. W szczególności popularność kamer termowizyjnych wzrasta w ostatnich latach, głównie z uwagi na spadek cen tych urządzeń. Pomimo wielu potencjalnych źródeł błędów pomiarowych, kamery termograficzne z powodzeniem wykorzystywane są, zarówno w aplikacjach przemysłowych, medycznych, jak i wielu innych dziedzinach. W niniejszej pracy zaprezentowano konstrukcję prostej kamery opartej o czujnik termograficzny AMG8833. Urządzenie, pomimo niewielkiej rozdzielczości, może być wykorzystywane w wielu dziedzinach, gdzie zakres mierzonych temperatur jest niski. Potencjalne możliwości zostały potwierdzone wykonanymi badaniami.
EN
Non-contact temperature measurements and devices designed for implementation of this technique are known and used for decades in many different applications. In particular, popularity of thermal imaging cameras increases in last years, especially due to reduction of prices of these devices. Despite many potential sources of measurements errors, thermographic cameras are successfully used both in medical, industrial applications and many other fields. In the paper design of simple thermographic camera based on AMG8833 sensor has been detailed. Presented device, despite the small resolution of matrix sensor, can be implemented in many applications, where range of measured temperatures is limited to 100°C. Potential capabilities of the device were confirmed by performed tests.
W sytuacji panującej pandemii koronawirusa i informacjach o nowych zakażeniach można sobie zadać pytanie: czy jesteśmy w stanie szybko skontrolować temperaturę ciała człowieka, aby stwierdzić, czy jest on potencjalnym nosicielem choroby i stwarza zagrożenie dla otoczenia?
Technika zobrazowania w podczerwieni uległa ewolucji w ciągu ostatnich kilkunastu lat. Kamery termowizyjne zmniejszyły się do kompaktowych rozmiarów i można je pomylić z kamerą wideo lub aparatem cyfrowym, jak również mogą być wbudowane w smartfon lub multimetr. Są proste w obsłudze, a jednocześnie wbudowane oprogramowanie daje możliwości nakładania obrazów termicznych na obraz w świetle widzialnym i komunikować się z innymi urządzeniami pomiarowymi dostarczając dodatkowych informacji o badanym obiekcie.
Large industrial facilities are a serious challenge when verifying their technical condition. For this assessment, unmanned aerial vehicles equipped with necessary equipment was used. This paper describes the approach to condition verification and detection of damag-es of the top layer of industrial chimneys and insulation of heat pipelines. The presented method can be used in monitoring other large industrial facilities, including heating networks.
Obecnie na rynku tekstylnym wytwarzane są coraz bardziej innowacyjne wyroby odzieżowe, co związane jest z nieustannym rozwojem technologii. Dynamiczny rozwój nowych technologii i obecny stan techniki pozwala naukowcom na wykonywanie bardzo dokładnych pomiarów. Możliwe są różnorodne analizy porównawcze wyników badań tego samego parametru na dwóch, bądź większej liczbie urządzeń. W artykule przedstawiono analizę porównawczą rozkładu temperatur na poszczególnych częściach ciała przeprowadzoną na manekinie termicznym i kamerze termowizyjnej podczas badania rajstop. Uzyskane wyniki badań przeprowadzone na obu urządzeniach były porównywalne zarówno dla rajstop z mikrokapsułkami, jak i bez. Stwierdzono, wyższe wartości temperatury na powierzchni rajstop zawierających mikrokapsułki z mentolem.
EN
Currently, on the textile market, more and more innovative clothing products are manufactured, which is associated by the constant development of new technologies. The dynamic development of new technologies and the current state of art allows scientists to make very accurate measurements. Currently, various comparative analyzes of from test results two or more devices that examine the same parameter are possible. The article presents a comparative analysis of the temperature distribution on individual body parts carried out on the thermal manikin and thermal imaging camera at tights. Obtained results of tests carried out on both devices were comparable for both tights with and without microcapsules. Higher temperature values were found on the surface of tights containing microcapsules with menthol.
Thermovision is a research method based on non-invasive and non-contact evaluation of temperature distribution on the surface of the examined body. These methods are based on observation and recording of the distribution of infrared radiation, sent by each body whose temperature is higher than absolute zero (-273C) and visualization of the temperature field by thermal imaging equipment. In construction, thermovision is used to assess the quality of materials used in construction, structural solutions and the quality of construction work. With its help we can locate, for example, thermal bridges, which are the result of improperly made or damaged during the operation or installation of thermal insulation. Detection of thermal bridges helps to reduce the amount of fuel used and thus save on the costs of heat energy. Using thermal imaging it is also possible to assess the condition of heating pipelines (damage to insulation, corrosion, location of leaks), control heating devices such as: heat substations, radiators. The subject of the study is to show examples of how thermal imaging is used and useful in construction.
PL
Termowizja to metoda badawcza polegająca na bezinwazyjnej i bezdotykowej ocenie rozkładu temperatury na powierzchni badanego ciała. Metoda ta opiera się na obserwacji i zapisie rozkładu promieniowania podczerwonego, wysyłanego przez każde ciało, którego temperatura jest wyższa od zera bezwzględnego (-273C). Wizualizacji pola temperaturowego wykonywana jest przez aparaturę termowizyjną. Zaletą pomiarów termowizyjnych jest ich mobilność, fakt że wyniki pomiarów otrzymujemy w tej samej chwili i możemy je rejestrować w formie zdjęć lub filmów w zależności od typu kamery. W budownictwie termowizja wykorzystywana jest do oceny jakości zastosowanych do budowy materiałów, rozwiązań konstrukcyjnych oraz jakości wykonania prac budowlanych. Przy użyciu termowizji można również dokonać oceny stanu rurociągów grzewczych (uszkodzenia izolacji, korozję, z lokalizować nieszczelności), dokonywać kontroli urządzeń grzewczych, takich jak: węzły cieplne, grzejniki. Przedmiotem opracowania jest pokazanie w jaki sposób termowizja jest wykorzystywana i przydatna w budownictwie. na przykładzie wykonanych badań i przy użyciu profesjonalnego oprogramowania do obróbki termogramów.
The article deals with the influence of technological parameters in the production of precision seamless tubes for the automotive industry from the point of view of drawing using two different methods in one technological sequence. Tube drawn technology for the orders is set to three draws on mandrel and three hollow sinking draws. The dimension input of the blank is Ø 44.5 x 8.00 mm, length 4500 mm and output dimension Ø 14.35 × 4.79 mm. The experimental material is 25CrMo4 according the norm EN 10216-2+A2. Measurement of the surface temperature of the tube and a functional parts of tools surface temperature during tube drawing was carried out to map the heating of the working temperature of the tool and to assess the impact on the dimensional stability of the drawn tube with dimension Ø 26 × 5.25 mm (draws on mandrel) and Ø 17 × 4.96 mm (hollow sinking).
PL
W artykule omówiono wpływ parametrów technologicznych produkcji precyzyjnych rur bez szwu dla przemysłu motoryzacyjnego w aspekcie ciągnienia dwoma różnymi metodami w jednej sekwencji technologicznej. Technologia ciągnienia rur składa się z trzech ciągów na trzpieniu i trzech ciągów swobodnych. Wymiar wejściowy wsadu wynosi Ø 44,5 × 8,00 mm, długość 4500 mm, a wymiar wyjściowy Ø 14,35 × 4,79 mm. Badany materiał to stal w gatunku 25CrMo4 według normy EN 10216-2 + A2. Pomiar temperatury na powierzchni rury i temperatury powierzchni części roboczej narzędzi podczas ciągnienia rur wykonano w celu sporządzenia map temperatury nagrzewanej roboczej części narzędzia i oceny jej wpływu na stabilność wymiarową rury o wymiarze Ø 26 × 5,25 mm (ciągniętej na trzpieniu) i Ø 17 × 4,96 mm (ciągniętej swobodnie).
Artykuł zawiera wyniki badań z inspekcji dwóch rozdzielnic niskiego napięcia za pomocą kamery termowizyjnej na podczerwień. Dokonano rejestracji obrazów termalnych selektywnie wybranych przedziałów rozdzielnic podczas ich pracy w najwyższym stopniu obciążenia, w trakcie jednej zmiany w dwóch zakładach produkcyjnych.
EN
Given are results of inspections conducted in two LV switchgears with the use of an infrared thermal imaging camera. Made are recordings of thermal images of selectively chosen switchgear compartments during their work in peak-load conditions during one shift at two production plants.
W artykule omówiono warunki wykonywania pomiarów za pomocą kamery termowizyjnej. Zwrócona została uwaga na stosowane przetworniki pomiarowe i dobór układów optycznych w zależności od odległości od badanego obiektu. Na przykładach pokazane zostały wybrane wady (defekty) instalacji elektrycznej, które mogą być wykryte przy zastosowaniu kamery termowizyjnej.
EN
The article discusses the conditions for measurement using a thermal imaging camera. Attention will be paid to the used and their parameters. It will discuss about the measuring transducers and the selection of optical systems depending on the distance from the test object.
W artykule przedstawiono metodykę i zasady wykonywania badań termowizyjnych budynków oraz interpretację termogramów ilustrujących typowe przypadki występujących wad elewacji. Prezentowana ocena jakościowa znajduje zastosowanie przy ocenie energetycznej różnego typu budynków. Prezentowane termogramy zostały zarejestrowane podczas badań budynku jednorodzinnego oraz budynku Wydziału Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej
EN
The article presents methodology of thermovision studies and analysis of most common buildings elevation disadvantages. The presented qualitative method can be appliedin energy rating buildings of different type. Thermograms were recorded during the casing wall tests of the single-family house and the Faculty of Building Systems, Hydrotechnics and Environmental Engineering, Warsaw University of Technology.
W pracy przedstawiono stanowisko dydaktyczne służące do pomiaru temperatury z zastosowaniem metod zarówno stykowych jak i bezkontaktowych. Zakres metod stykowych obejmuje pomiary termoelementem, termistorem ale również z zastosowaniem ogniwa Peltiera. Metodą bezstykową jest pomiar termograficzny z zastosowaniem kamery termowizyjnej. Zwiększenie temperatury powyżej temperatury otoczenia zrealizowane zostało przy pomocy ogniwa Peltiera. Przedstawiono przykładowe wyniki pomiarów w postaci charakterystyk temperaturowych oraz ich analizę. Najciekawszym zagadnieniem w pracy jest zastosowanie ogniwa Peltiera do pomiaru temperatury. Jest to zagadnienie praktycznie nie znane studentom.
EN
Temperature is the most often measured physical quantity as in normal life as in industry. So, it is very important to teach students about methods and sensors for temperature measuring. The main goal of this paper is presenting didactic stand for temperature measurement. It enables to measure temperature with contact and contactless methods. General description of measurement is presented as well as example measurement results with discussion. The element which changes temperature is Peltier’s Cell which is supplied by Power Supply. The simple circuit is presented in fig. 2. The Peltier’s Cell is switched between Peltier’s effect and Seebec’s effect using 1-2 switch (see fig. 2). There are two thermocouple sensors: one on the hot size, second on cold one and thermistor on the hot size. The exact installation of the sensors is presented in fig. 1. The IR camera Flir A325 is applied as well for sensorless measurement, the example of thermogram is presented in fig. 5. Figures 4, 6, 7, 8 and 9 present exemplary results for measurements. Fig. 4 presents temperature measurement for hot and cold size using thermocouples and IR camera. Fig. 6 presents thermocouple Seebeck’s voltage vs. temperature. Figs. 7 and 8 presents Peltier’s Cell Seebeck’s voltage and power vs. hot/cold difference of temperatures. Fig 9 presents thermistor resistance vs. temperature. The two electric circuits are presented in Fig. 3 for resistance-voltage conversion, the results for conversion are presented in fig. 10, there are used voltage divider and current mirror. The measurement stand enables to teach students variety methods of temperature measurement classical contact methods using thermocouples and thermistors, contactless method using IR camera and non popular method using Peltier’s Cell. The last possibility is surprising for students. It is used as example of “energy havesting” solution.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the laboratory measurements results of temperature distribution in the cutting zone during orthogonal turning of a GRADE 2 titanium tube. The cutting tool used during the tests was a bimetallic cut-off tool with an uncoated insert made of P10 sintered carbide. The test plan was developed using the MiniTab16 computer application and the Taguchi method. The tests were performed in accordance with orthogonal table L9, which describes nine cutting trials for two independent factors, cutting speed vc[m/min] and feed rate f [mm/rev], at three different values. The temperature distribution in the cutting zone was measured by means of a FLIR SC 620 thermal imaging camera. The archiving and processing of measurement results was performed with the ThermaCamResearcher Pro 2.9 computer application. The obtained results were used to determine the average temperature for each of the nine trials; then, a statistical analysis of the results was performed.
PL
Artykuł prezentuje wyniki badań laboratoryjnych pomiaru rozkładu temperatury w strefie skrawania podczas toczenia ortogonalnego rury ze stopu tytanu GRADE 2. Narzędziem skrawającym wykorzystanym podczas badań był przecinak bimetaliczny z niepokrywaną płytką z węglika spiekanego P10. Plan badań zbudowano przy pomocy aplikacji komputerowej MiniTab16, z wykorzystaniem metody Taguchi. Badania realizowano zgodnie z wyznaczoną tablicą ortogonalną L9, która opisuje wykonanie dziewięciu prób skrawnych dla dwóch niezależnych czynników, prędkości skrawania vc[m/min] oraz posuwu f [mm/obr], przy ich trzech różnych wartościach. Rozkład temperatury w strefie skrawania był mierzony z wykorzystaniem kamery termowizyjnej FLIR SC 620. Archiwizację i opracowanie wyników pomiarów zrealizowano z wykorzystaniem aplikacji komputerowej ThermaCamResearcher Pro 2.9. Na podstawie uzyskanych wyników wyznaczono wartość średniej temperatury w strefie skrawania dla każdej z dziewięciu prób, następnie dokonano statystycznej analizy wyników.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.