Тепловой контроль, контроль температуры, тепловизор, пирометр, термометр, инфракрасный термометр, контактный термометр, температура, теплопроводность, тепловизионное обследование, инфракрасная камера

Тепловой контроль составляет основу большого числа технологических процессов. Измерение и контроль температуры воды (жидкости), температуры воздуха (газа), температуры предмета - твердой поверхности или сыпучего материала. Мониторинг возможнен как бесконтактными (тепловизор, инфракрасный термометр, пирометр), так и контактными способами (термометр, термокарандаш, термоэтикетка, высокотемпературная краска). Тепловой контроль основывается на измерении и анализе температуры контролируемых объектов. Основным условием применения теплового контроля является наличие в контролируемом объекте тепловых потоков.

Тепловой контроль основан на мониторинге, измерении и анализе изменения температурного фона на поверхности и внутри контролируемых объектов. Тепловой контроль применим к объекту при одном главном условии, а именно, наличие в контролируемом объекте  конвекции тепловых потоков. Процесс отдачи тепловой энергии окружающей среде, выделение или поглощение тепла внутри объекта, перемещение по всему объему объекта, неизменно приводит к медленному изменению температуры относительно окружающего пространства.  Характер распределения температурного фона по поверхности контролируемого объекта является важным техническим параметром в методе теплового контроля, так как содержит данные  о процессе теплопередачи, постоянном и временном режимах работы объекта, его внешнем и внутреннем устройстве и наличии скрытых внутренних дефектов. Возникновение тепловых потоков в контролируемом объекте обусловлено внешним воздействием и различными внутренними причинами.

Приборами для теплового контроля и тепловизионной диагностики являются: тепловизоры, пирометры, термометры, логгеры данных, измерители тепловых потоков и теплопроводности, термоэтикетки и термокраска.

Достоинствами теплового неразрушающего контроля (ТНК) являются:

• Работа на расстоянии от объекта;
• Скорость получения и обработки данных выше, чем при любом другом методе контроля;
• Высокая производительность проведения испытаний;
• Высокое линейное разрешение: возможность контроля при одно- и двустороннем доступе к объекту или изделию;
• Позволяет проводить контроль (теоретически) изделий из любых современных материалов;
• Многопараметрический характер испытаний;
• Возможность сочетания на основе взаимодополняющего спектра работ теплового контроля с другими видами неразрушающего контроля;
• Совместимость со стандартными системами обработки информации (персональный компьютер, логгер данных);
• Создание поточного контроля и устройство систем контроля с автоматической системой управления и контролем технологических процессов.

По методам тепловой контроль различают: 

 

Активный метод теплового контроля применяется когда во время эксплуатации объект контроля не перенимает  тепловое излучение от внешнего источника воздействия, достаточного для проведения теплового контроля при помощи приборов: тепловизор, пирометр, инфракрасный термометр (например, изделия из современного многослойного композиционного материала, объекты искусства, настенные фрески), либо во время эксплуатации произвести температурное измерение объекта просто невозможно из-за специфичных условий применения (лопасти вертолета). При проведении диагностики активным методом теплового контроля производят нагрев, передачу тепловой энергии, объекта специальными внешними источниками тепла  для создания тепловых потоков внутри изделия. Активный метод преимущественно применим  для неразрушающего контроля к отдельным частям промышленных изделий и к материалам. Приборы применяемые при активном методе ТНК:

• Измерители теплопроводности
• Тепловизор
• Контактный термометр

Область применения активного теплового контроля: Авиакосмическая индустрия, Инфракрасная-влагометрия: дефекты структуры композитов, готовых панелей, мест клеевого соединения, толстых термозащитных покрытий. Энергетика, Тепловизионный контроль статоров, защитных покрытий, термоизоляции и термопары. Микроэлетроника - Лазерный контроль пайки, термография сварных швов: ИК-томография полупроводников, БИС; дефекты теплоотводов. Машиностроение - тепловая толщинометрия пленок, Термоволновая дефектоскопия антикоррозионных покрытий. Нефтехимия - Термографический контроль уровня жидкостей в закрытых резервуарах. Лазерная техника - Контроль термонапряжений в лазерных кристаллах,ТФК квантронов, световой (фотонной) прочности элементов силовой оптики. Материаловедение - Тепловая диагностика напряженного состояния объектов на основе термоэластического эффекта. Строительство - Контроль теплопроводности строительных материалов, защитных ограждений, обнаружение пустот, промоин. Агрокомплекс Контроль ТФК продуктов, дефектоскопия деталей с.х. техники.

Пассивный метод теплового контроля проводится без  теплового воздействия извне,  возникновение теплового поля в объекте контроля происходит при его эксплуатации или изготовлении. При пассивном контроле может использоваться постоянно действующее, естественное тепловое возбуждение в объекте (стеновая панель здания или дверца холодильника, являющиеся преградой между теплым и холодным пространством, работающий электродвигатель, электрические соединения и переходники под напряжением и т.д.). Наряду с постоянным тепловым фоном, существуют переходные тепловые процессы (анализ на теплопотери кровли здания, контроль сотовых панелей, применяемых в авиастроении, поиск участков неравномерного наслоения штукатурки на стене и т.д.). Приборы теплового неразрушающего контроля, применяемые при пассивном методе:

• Тепловизор
• Пирометр
• Инфракрасный термометр
• Измерители тепловых потоков
• Логгеры данных температуры

Область применения пассивного ТНК: Область - Способ, объекты контроля, выявляемые дефекты методом термографии. Машиностроение - Контроль тепловых режимов машин, механизмов. Энергетика - Тепловой анализ работы роторных турбин, обслуживание дымовых труб, энергоагрегатов, контактных сетей под напряжением, теплоизоляции. Экологический мониторинг - Контроль утечек тепла на безопасном расстоянии, загрязнений на водных поверхностях, выявление тепловых аномалий, обнаружение пустот, промоин. Нефтехимия - Тепловизионный контроль реакторных колонн и энергоагрегатов, обнаружение малейших утечек из нефте-газопроводов. Строительство - Обнаружение утечек тепла в зданиях и сооружениях, тепловизионный контроль над состоянием кровли, ограждающих конструкций, измерение тепловых потоков в помещениях. Медицина - Термодиагностика сосудистых заболеваний, онкологии, кожных заболеваний. Металлургия - Пирометрический контроль температуры расплавов и полу готовых изделий, тепловизионная диагностика футеровки, контроль горячего проката. Транспорт - Обнаружение перегрева букс и тормозных колодок, дефектов контактных сетей, токоприемников, изоляторов, тепловая диагностика электрооборудования подвижного состава. Авиация - Световая пирометрия лопаток ТТД, аэродинамический эксперимент, контроль теплового режима бортовых РЭА.

Тепловизионная техническая диагностика с использованием пассивного метода получила широкое распространение в строительстве, энергетике и промышленности. Развитие средств измерения, таких как тепловизионная техника, привело к успешному внедрению метода теплового контроля во все сферы деятельности, связанные с безопасностью и жизнью человека. Количество задач теплового контроля, решаемых с помощью инфракрасных приборов, таких как тепловизор, пирометр, инфракрасный термометр настолько велико, что часто термин тепловой контроль замещается  термином тепловизионный контроль.

Области применения тепловизоров не ограничиваются задачами неразрушающего контроля и энергоаудита. Этот современный и функциональный прибор для отображения тепловых полей не видимых человеку и измерения температуры на значительном расстоянии нашел применение в военной технике, медицине, навигации, системах безопасности и охраны, противопожарном деле, экологии.

Инфракрасная диагностика — это наиболее перспективное и эффективное направление развития в диагностике электрооборудования и энергоагрегатов, которое обладает рядом достоинств и преимуществ по сравнению с традиционными методами испытаний, а именно:

• Полнота полученных данных,  точность информации по измерениям,
• Отсутствие опасных этапов при проведении обследования оборудования,
• Не требуется прерывание технологических процессов и отключения оборудования,
• Отсутствие подготовленного места рабочего
• Большой объём производимых работ за небольшой промежуток времени.
• Возможность точного обнаружения дефектов на ранней стадии образования.

Тепловизионная диагностика электрооборудования выполняется согласно следующих основных руководящих документов:

• Основные положения методики инфракрасной диагностики электрооборудования и ВЛ, РД 153-34.0-20.363-99.
• Объем и нормы испытаний электрооборудования, РД 34.45-51.300-97.
• Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.