Что такое пирометрический контроль

Что такое пирометрический контроль

Региональный экспертный центр
«Охрана труда»

г. Омск: 8 (3812) 908-988, 39-59-00
г. Тюмень: 8 (3452) 61-61-08, 681-601

Учебный центр
«Безопасность труда»

г. Омск, пр. К. Маркса, 18, корп. 28, каб. 409
тел.: 8 (3812) 39-50-45, 8-923-688-00-65

Тепловизионное обследование

Тепловизионное обследование зданий — это совокупность мероприятий, позволяющих выявить слабые места в теплозащитных ограждающих конструкциях, появившиеся в результате неправильной эксплуатации, технологического брака при изготовлении строительных материалов, проектных недочётов и технологических нарушений при строительстве, старения материалов из-за воздействия особенностей погоды.

— краткосрочного (как правило, в течение пары часов) проведения исследования объекта. При тепловизионном измерении данные снимаются мгновенно с помощью инструментальных измерений;

— организации контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций;

— вынесения рекомендаций по замене или дополнительному применению теплоизоляционных и теплопроводящих материалов при плановом, аварийном ремонте или при жалобах, эксплуатационных зданий и сооружений;

Пирометрический контроль

Распространенным направлением в области технической ИК-диагностики является пирометрический контроль состояния низковольтного и высоковольтного электрооборудования. Характеристики современных пирометров позволяют обследованию быть более высокоэффективным, а применяемые нами методики гарантируют достоверность полученных результатов.

Выявление дефектов и оценка степени неисправности оборудования.

Важным преимуществом пирометрической диагностики является, обследование, проводящееся без отключения и вывода системы из работы. Метод полностью заменяет все традиционные методы испытаний с отключением оборудования. Он дает дополнительные диагностирующие критерии и позволяет выявлять дефекты, которые невозможно обнаружить другими методами испытаний.

Мы обследуем следующее электротехническое оборудование:

— выключатели различного типа;

— токоведущие части (шины и кабели);

— контакты и контактные соединения;

— разрядники всех типов;

а также, теплотехническое оборудование:

Возможные решения по результатам обследования:

— заменить оборудование, его часть или элемент;

— выполнить ремонт оборудования или его элемента (после этого желательно провести дополнительное пирометрическое обследование для оценки качества выполненного ремонта);

— оставить в эксплуатации, но уменьшить время между периодическими обследованиями (учащённый контроль);

— провести другие дополнительные испытания.

Периодичность обследования электрооборудования должна быть меньше времени развития характерное дефектов. Согласно РД 34.45-51.300-97 принимается следующая периодичность проведения пирометрического контроля для электрооборудования распределительных устройств рассчитанных на напряжение:

Преимущества пирометрических измерений:

— безопасность персонала при проведении измерений;

— не требуется отключение оборудования;

— не требуется подготовки рабочего места;

— большой объём выполняемых работ за единицу времени;

— возможность выявления дефектов на ранней стадии развития;

— диагностика всех типов подстанционного электрооборудования.

В Тюмени, Омске и Новосибирске мы проводим тепловизионное и инструментальное обследование объектов:

— зданий, строений, ограждающих конструкций, сооружений;

— котельных, путепроводов, тепловых сетей;

— систем кондиционирования и вентиляции;

— силовых трансформаторов, электродвигателей и другого оборудования.

Возможно, Вам будут интересны следующие статьи:

Источник

Почему врёт бесконтактный ИК термометр (пирометр)

В данной статье мы расскажем именно о медицинских ИК термометрах, т.е. о приборах, предназначенных для измерения температуры тела, а также о том, от чего зависит точность пирометров.

В Интернете можно найти много информации по этому вопросу. В большинстве случаев всё пишется людьми далёкими от ИК термометрии и ИК термометров для контроля температуры тела. Поэтому и информация даётся неполной, несистемной и чаще всего далёкой от истины.

Именно поэтому, мы как разработчики и изготовители медицинских термометров и, в частности, ИК термометров решили по возможности понятным языком рассказать, как устроен ИК термометр, чем он отличается от промышленного пирометра, что влияет на его точность измерения и как сделать так, чтобы эту точность повысить.

Для начала немножко теории.

Любое тело излучает тепловую энергию Е, пропорциональную его температуре поверхности в четвёртой степени и коэффициенту излучения к.

Научившись измерять и обратно преобразовывать эту тепловую энергию в температуру можно измерять температуру поверхности на расстоянии (дистанционно).

Рис.1.Как происходит измерение температуры поверхности пирометром

При помощи оптической системы прибора энергия излучения падает на сенсор ИК термометра (Рис.2).

Рис.2.Устройство сенсора ИК термометра

У современных пирометров сенсор представляет собой миниатюрную термопару, на рабочий спай которой и направлено тепловое излучение контролируемого объекта. Вблизи холодного спая термопары располагается сенсор температуры, в качестве которого чаще применяется термосопротивление.

Электронная схема прибора по термосопротивлению измеряет температуру холодного спая термопары и добавляет к ней вторую часть пропорциональную напряжению с термопары. ИК сенсоры уже давно научились изготавливать полностью в интегральном исполнении. Есть сенсоры с цифровым выходом.

Однако все тела излучают по-разному. Для того чтобы измерить температуру поверхности какого-либо тела достаточно точно, необходимо точно знать его коэффициент изучения к.

Обычно пирометр юстируется на производстве или в метрологической лаборатории при помощи «абсолютно-чёрного тела» (АЧТ), т.е. поверхности, с коэффициентом излучения близким к 1. Затем в память прибора устанавливают реальный, усреднённый коэффициент излучения. Чаще 0,95. Есть однако модели пирометров подороже, в которых потребитель сам устанавливает коэффициент. Но какой – вот в чём вопрос. А коэффициент излучения очень сильно зависит как от материала поверхности, так и от качества обработки, наличия загрязнений, ржавчины, влаги и т.д. В табл. 1 представлены коэффициенты излучения для ряда материалов.

Табл. 1 Коэффициент излучения к для нескольких материалов

При неправильно выставленном коэффициенте излучения можно получить погрешность в десятки градусов.

Итак, какие факторы влияют на точность измерения промышленного пирометра?

Перечислим несколько основных факторов:

Какая реальная точность измерения, указывается в документации на промышленные пирометры среднего ценового диапазона? +/-1% от измеряемой величины, т.е. примерно +/-0,4 ° С при измерении температуры поверхности нагретой до +40 ° С. Давайте запомним это значение. Оно нам пригодится далее.

В чём отличия между промышленным пирометром и ИК термометром для измерения температуры тела?

Итак мы кратко рассказали вам о работе промышленного пирометра, о том, какие факторы влияют на его точность измерения. Теперь поговорим о ИК термометре для измерения температуры тела.

Табл. 2 Сравнение ИК термометра и контактного термометра

Приведём пример. Самолёт совершил посадку. Работник Роспотребнадзора, вооружённый ИК термометром, зашёл на борт и последовательно замерил температуру каждому пассажиру. Неважно, какую абсолютную величину температуры он получает. Важна разность измеренной температуры между пассажирами. Они долгое время находились в равных условиях и повышенная температура нескольких пассажиров относительно среднего измеренного значения может трактоваться как болезнь. У этих пассажиров после изоляции их от основной массы нужно будет измерить температуру точно контактным электронным термометром. Допустим, температура пассажиров оказалась равна 34,7…36,1 ° С, а у двух пассажиров: 36,6 ° С. Это означает, что у этих двух пассажиров имеется повышенная температура. Дальнейшие измерения точным контактным термометром смогут подтвердить, что их температура равна на самом деле 37…38 ° С. Сейчас, к сожалению, об этом не знают.

В табл. 3 мы кратко показали, чем отличается промышленный пирометр от ИК термометра температуры тела.

Табл. 3 Основные отличия промышленного пирометра от ИК термометра температуры тела

У ИК термометра очень узкий диапазон измерения и небольшое расстояние до поверхности измерения. У большинства ИК термометров в паспорте приводится точность измерения +/-0,2…0,3 ° С. Скажем сразу, что верить этому значению нельзя. С большой натяжкой это может быть точность измерения температуры абсолютно-чёрного тела, проводимая в лабораторных условиях при заданных параметрах окружающей среды. Это даже не точность контроля температуры поверхности кожи и уж тем более не точность измерения температуры тела.

Грустно то, что в нашей стране продаются ИК термометры, имеющие Регистрационное удостоверение Росздравнадзора, у которых в паспорте указана точность измерения температуры тела +/-0,1 ° С! Получается так, что Российская компания-дистрибьютор покупает в КНР приборы, имеющие точность +/-0,3 ° С, делает документацию на русском, где указывается точность уже +/-0,1 ° С и продаёт эти приборы. Почему так происходит? Да потому, что ИК термометры у нас в стране отнесены к медицинским термометрам, а им ГОСТом предписано иметь точность +/-0,1 ° С. Получается, что приборы подстроили под норматив.

Так какую же реальную погрешность имеют ИК термометры, спросите вы? Огромную, если не выполнять множество требований к процессу измерения. А ведь большинство граждан их не выполняет или физически не может выполнить. Поэтому прежде чем купить домой ИК термометр, хорошо подумайте. Им нужно уметь пользоваться.

Как работает ИК термометр температуры тела?

Рисунок 3. Температура тела, как функция большого количества параметров

Итак, к погрешности измерения температуры поверхности в режиме body добавляется погрешность связанная с различием у людей различных физических параметров и погрешность измерения температуры окружающей среды, а также погрешность связанная с тем, что температура прибора может быть не равна температуре окружающей среды, в которой находится испытуемый. Последнее очень важно. Прибор и человек до момента измерения должны находиться длительное время при одной и той же температуре. Теперь вам должно быть понятно, почему при измерении температуры у людей, входящих в здание, так сильно разнится температура. Ведь до входа в здание они находились в различных условиях. Кто-то пришёл, кто-то приехал на авто и т.д.

Перечислим основные правила более-менее точного измерения температуры тела ИК термометром.

Основные правила, которые необходимо соблюдать при измерении температуры медицинским пирометром:

— пирометр должен иметь температуру окр. среды (выдержан не менее 30 мин.),
— необходимо предварительно вытереть насухо лоб,
— предотвратить сквозняки, падение прямых лучей солнечного света, влияние нагревательных приборов,
— предварительно убрать со лба косметику, волосы,
— расстояние от лба: 1. 3 см,
— необходимо провести несколько измерений, чтобы исключить случайные значения.

Так может ли ИК термометр иметь точность +/-0,1 ° С при измерении температуры тела? Конечно нет. Если человек очень хорошо понимает принцип работы ИК термометра и как им пользоваться, то он может использовать его для экспресс контроля температуры тела. Но любому человеку использовать этот прибор нельзя. Может и трагедия случиться. Представьте себе картину. У маленького ребёнка горячка, родители его раздели, обдувают вентилятором и время от времени контролируют температуру ИК термометром. Что они измерят? Всё что угодно. Самая большая опасность, если они вместо 40,0 ° С измерят 37,0, успокоятся и завершат процедуры.

Источник

Методика проведения тепловизионного обследования, использование пирометров

Тепловизионный контроль силовых трансформаторов является методом диагностики, обеспечивающим наряду с традиционными методами (измерение изоляционных характеристик, тока холостого хода, хроматографического анализа состава газов в масле и других) получение дополнительной информации о состоянии объекта.

При проведении ИК-диагностики силовых трансформаторов можно выявить следующие неисправности:

При оценке внутреннего состояния трансформатора тепловизором осуществляется измерение значения температур на поверхности его бака. Поэтому необходимо считаться с характером теплопередачи магнитопровода и обмоток. Кроме того источниками тепла являются:

Отвод тепловых потерь от магнитопровода и обмоток к маслу и от масла к системе охлаждения осуществляется путем конвекции. Зоны интенсивного движения масла имеются только у поверхностного бака трансформатора, где происходит теплообмен. Остальное масло в баке трансформатора находится в относительном покое и приходит в движение при изменении нагрузки или температуры окружающего воздуха.

В соответствии с п.5.3.13 ПТЭ температура верхних слоев масла при номинальной нагрузке должна быть не выше:

Определение внутренних дефектов обмоток.

Определение работоспособности устройств системы охлаждения трансформатора.

Маслонасосы. Температура нагрева на поверхности корпуса маслонасоса и трубопроводов работающего трансформатора должна быть практически одинакова. При появлении неисправности в маслонасосе (трение крыльчаток, витковое замыкание в обмотке электродвигателя и т.п.) температура на поверхности корпуса маслонасоса должна повыситься и превысить температуру на поверхности маслопровода.

Дутьевые вентиляторы. Оценка теплового состояния электродвигателя вентиляторов осуществляется сопоставлением измеренных температур нагрева. Причинами повышения нагрева могут быть: неисправность подшипников качения; неправильно выбранный угол атаки крыльчатки; витковое замыкание в обмотке электродвигателя и т.п.

Термосифонные фильтры (ТФ). ТФ предназначен для непрерывной регенерации масла в процессе работытрансформатора. Движение масла через фильтр с адсорбентом происходит под действием тех же сил, которые обеспечивают движение масла через охлаждающие радиаторы, т.е. под действием разности плотности горячего и холодного масла.
Фильтр присоединен параллельно трубам радиатора системы охлаждения, и поэтому у работающего фильтра температуры на входе и выходе должны отличаться между собой. В налаженном фильтре будет плавное повышение температуры по его высоте. Температура на входе и выходе фильтра будет практически одинакова при:

Радиаторы.Неисправность крана радиатора или его ошибочное закрытие приводит к перекрытию протока масла через радиатор. В этом случае температура труб радиаторов существенно ниже, чем у работающего радиатора. С течением времени поверхности труб радиаторов подвергаются воздействию ржавчины, на них оседают продукты разложения масла и бумаги, что приводит к уменьшению сечения для протока масла или полному его прекращению. Такие трубы холоднее остальных.

Переключающие устройства. (РНТ. РПН и т.п.). Встраиваются в трансформаторы и состоят из переключателя, реактора и контактора. Контактор переключающего устройства размещаются в отдельном корпусе, распложенном на стенке бака и залитом маслом. При перегреве контактов контактора из-за небольшого объема залитого в него масла на стенах бака контактора имеют место локальные нагревы.
Контроль состояния контактов переключателя, ввиду его глубинного расположения в баке трансформатора, весьма проблематичен.

Датчик температуры. Практически единственным критерием оценки эффективности работы системы охлаждения является температура верхних слоев масла. Измеряется с помощью термометров, либо термометрических сигнализаторов с электроконтактным манометром, либо дистанционных термометров сопротивления, устанавливаемых в гильзах крышки бака. Контроль температуры масла в этих случаях связан с существенными погрешностями, которые обусловлены инструментальной точностью измерений, местом размещения гильзы и другими факторами. Поэтому при термографическом обследовании трансформатора необходимо сравнивать значения температур на крышке бака, измеренные тепловизором, с данными датчиками температуры.

Поверхность бака трансформатора. Снятие температурных профилей бака трансформатора в горизонтальном и вертикальном направлениях, сопоставление их с конструктивными особенностями трансформатора (расположение обмоток, отводов, элементов охлаждения и т.п.), пофазное сравнение полученных данных позволяет получить дополнительную информацию о характере протекания тепловых процессов в баке трансформатора. При обследовании трансформатора необходимо оценивать как значения температур, так и их распределение по фазам.

Маслорасширители. При изменении теплового состояния трансформатора происходит обмен масла между его объемами, находящимися в баке и маслорасширителе. При стабилизации теплового состояния теплообмен между этими объемами масла происходит в основном за счет теплопередачи. При осмотре с помощью тепловизора выхлопной трубы трансформатора виден уровень масла, находящегося в ней, и характер изменения температуры по высоте трубы. Может наблюдаться падение температуры на поверхности маслопровода после газового реле (Дефект крана).

Порядок проведения обследования.

Термографическому обследованию трансформатора должно предшествовать:

Выключатели масляные, воздушные, вакуумные, элегазовые.

Масляные выключатели серии ВМП-10. Предназначены для установки в ячейках КРУ и выпускаются на номинальные токи 630, 1000,1600 и 3150А, напряжение ЮкВ. При тепловизионном контроле маломасляных выключателей проверяется: болтовое соединение шины и вывода выключателя, состояние роликового токосъема и контактов дугогасительной камеры. Ухудшение состояния контактов роликового токосъема и дугогасительной камеры обычно проявляются в виде локальных нагревов на поверхности корпуса выключателя.

Применение инфракрасных термометров (пирометров)

Применение инфракрасных термометров (пирометров) при энергетических обследованиях энергетического оборудования подробно изложено в книге Бажанова С. А. «Инфракрасная диагностика электрооборудования распределительных устройств» (в приложении к журналу «Энергетик» 2000 г.), ведущего специалиста АО «Фирма ОРГРЭС» в области высоковольтных испытаний электрооборудования и тепловизионной техники.

«.. В энергетике тепловизор (для обследования энергетических объектов – прим.) используется совместно с пирометром. Вначале с помощью тепловизора выявляют объекты с повышенным нагревом, а затем, используя пирометр, определяют его температуру. Поэтому точность измерения температуры определяется прежде всего параметрами применяемого пирометра.»

Радиационный пирометр. По техническим параметрам отечественные пирометры не уступают лучшим зарубежным образцам. Выбор при закупке типа пирометра пирометра зависит прежде всего от возможной области его применения и связанных с этим факторах. Так, для дистанционного контроля контактных соединений (КС) токоведущих частей и электрооборудования могут применяться пирометры с широким и малыми углами визирования. В первом случае, при угле визирования 1:60 пирометры могут применяться в электроустановках 0,4-20 кВ. Пирометры с малым углом визирования (1:200, 1:300) целесообразно в ряде случаев использовать при контроле КС (контактных соединений) в ОРУ 110-220 кВ в сочетании с тепловизором на пировидиконе. При использовании с тепловизором на пировидиконе такой пирометр должен работать при температурах до – 10 С, иметь малую массу, оптический визир, устройство запоминания максимальных показаний. Конструкция радиационного пирометра должна обеспечивать:

В качестве комментариев к вышеизложенной справке, взятой из книги ведущего специалиста ОРГРЭС могу добавить, что пирометры ООО «ТЕХНО-АС» показали себя себя с самой лучшей стороны при проведении энергетических обследований. Наиболее полно соответствуют предложенным характеристикам пирометры С-110 «Факел» и более совершенный С-300 «Фаворит». Рекомендуем для повышения точности измерений, особенно небольших объектов, использовать пирометр С-300 с возможностью установки на штатив, пирометр с лазерным прицелом или оптическим. Установка пирометра на штатив позволяет избежать дрожания прибора при измерении, соответственно меньше методических ошибок из-за неточного наведения на цель, влияния засветок от других тел, экранирования (затенения ) объекта.

Источник

Измерение температуры в обжиговых конвейерных машинах с помощью пирометра

Общая информация:

Обычно контроль и регулирование температуры в обжиговой печи регулируется за счет изменения расхода газа. Измерение температуры происходит устаревшим способом. Применение этих устаревших методов не позволяет осуществлять точный контроль за температурой поверхности слоя окатышей. Также на измерение температуры влияет колебание газового состава среды в печи, запыленности, а также свойства поверхности окатышей. Не высокая точность измерения температуры влияет на качество выпускаемых окатышей и значительный перерасход газа.

Предлагаемое решение задачи по измерению уровня:

Для решения задачи по измерению температуры в обжиговой печи мы предлагаем пирометры серии Термоскоп, технические характеристики которого позволяют с высокой точностью измерять температуру окатышей и уменьшить влияние от различных помех, таких как запыление или задымление в печи с более стабильными показаниями, что позволяет успешно использовать их в контурах по автоматическому регулированию температуры. Использование пирометров серии Термоскоп позволяет увеличить качество выпускаемой продукции и уменьшить потребление энергоресурсов.

Установка пирометров возможна на следующих участках производства окатышей:

Непрерывное измерение температуры окатышей в горне машины обжига:

— контроль в точке с рабочими температурами от 1100°С до 1350°С;

Непрерывное измерение температуры окатышей на выходе из машины обжига:

— контроль в точке с рабочими температурами от 400°С до 900°С;

Непрерывное измерение температуры окатышей на выходе из охладителя:

— контроль в точке с рабочими температурами от 0°С до 500°С;

Измерение температуры в обжиговой машине, а также на её выходе является не простой пирометрической задачей для использования пирометра, так как в обжиговой машине имеются различные препятствия, влияющие на возможность использования и точность измерения пирометром температуры, такие как: дымовая и пылевая завеса, возможность осаждения пыли на объективе пирометра.

В качестве пирометров, используемых на обжиговой машине, мы предлагаем пирометры частичного излучения. Такие пирометры позволяют значительно увеличить точность измерения температуры и позволяет компенсировать помехи создаваемые дымовой и пылевой завесой за счет использование высокоэффективного математического алгоритма по обработке сигнала.

Для контроля температуры шихты, находящейся в горне машины обжига, мы предлагаем использовать пирометр серии Термоскоп-600. Предлагаемый пирометр состоит из оптической головки, в которой располагается оптическая схема, соединенная с блоком электроники-контролером оптоволоконным кабелем. Использование такой схемы позволяет использовать головку пирометра в зонах с повышенной температурой окружающего воздуха, составляющей не более 200°С, а блок электроники может быть удален от оптической головки пирометра на значительное расстояние и размещается в зонах с температурой окружающего воздуха до 60°С без использования специального дополнительного охлаждения.

Блок электроники пирометра оснащается светодиодным индикатором, позволяющим отображать измеренную пирометром температуру, а также проводить настройку пирометра.

Пирометр серии Термоскоп-600 оснащается уникальной оптико-электронной системой, имеющей показатель визирования в соотношении 300:1. Эта особенность позволяет размещать оптическую головку пирометра на значительное расстояние при этом пятно визирования имеет малый размер за счет чего предлагаемый пирометр можно использовать для измерения температуры нагретых объектов через смотровые окна малого размера. Непрерывное измерение температуры окатышей на охладителе после машины обжига требуется для защиты транспортировочных резиновых лент от её оплавления и разрушения перегретыми окатышами и управления системой охлаждения окатышей. Для измерения температуры окатышей на охладителе мы предлагаем использовать стационарно размещаемый инфракрасный пирометр серии Термоскоп-200, работающий в диапазоне от 0°С до 500°С. Дополнительно с пирометром можно заказать специальный лазерный визир, который позволяет визуально настроить наведение пирометра на измеряемый объект.

Также для оперативного и быстрого контроля за температурой на всех рассмотренных выше этапах мы предлагаем использовать бесконтактные переносные пирометры ручного типа серии Термоскоп-100 и Термоскоп-300.

Источник