Témata
Reklama

Technologie pro termogramy s vysokým rozlišením

U mnoha průmyslových a řemeslných aplikací je třeba provádět termografii velmi malých nebo hodně vzdálených objektů. Přitom platí, že čím je rozlišení snímku větší a čím více naměřených hodnot je v termosnímku zobrazeno, tím detailnější a zřetelnější je znázornění měřeného objektu.

Technologie Testo SuperResolution zlepšuje využitelné geometrické rozlišení termosnímku o faktor 1,6 a přináší čtyřikrát více naměřených hodnot, než by odpovídalo fyzickému rozlišení detektoru. Těchto termosnímků v kvalitě SuperResolution je dosaženo kombinací technologií SuperSampling a Dekonvoluce prostřednictvím speciálního algoritmu, které termokamery Testo využívají. Pomocí technologie SuperResolution jsou snímány skutečné měřené hodnoty teploty bez nutnosti použití většího detektoru. Výsledky měření jsou snadno prokazatelné – například pomocí experimentu se štěrbinovou clonou. Podrobné termosnímky vedou v mnoha aplikacích ve stavební a průmyslové termografii k ještě včasnějšímu rozpoznání závad i k podrobnějším analýzám teplotních anomálií.

Reklama
Reklama
Reklama

Princip technologie Testo SuperResolution

Pracovníci, kteří provádějí termografii v oblasti řemesel, v průmyslové údržbě, v elektrotechnice nebo ve vývojových týmech, stojí vždy před podobnými problémy: často musí provádět analýzu teploty velmi malých nebo velmi vzdálených objektů. Přitom rozlišení snímků u termokamer je limitováno technologií detektorů, které jsou na trhu. Patentovaná technologie SuperResolution využívá zajímavého triku, který termokamerám přináší výrazné zlepšení kvality obrazu a díky němuž termosnímky pořízené touto technologií mají zřetelně vyšší rozlišení. Výsledkem je čtyřikrát více naměřených hodnot a geometrické rozlišení zlepšené o faktor 1,6, a tedy podstatně více detailů na každém termosnímku a větší jistota při každém termografickém měření.

Obr. 1. Technologie Testo SuperResolution je k dispozici u všech modelů kamer konstrukčních řad testo 875, 876, 881, 882, 885 a 890.

Technologie SuperResolution je založena na přirozeném pohybu ruky s termokamerou, která v rychlém sledu nasnímá více snímků za sebou. Každý snímek je tedy pořízen z jiného místa. Prostřednictvím znalostí vlastností objektivu a přesunu jednotlivých snímků v sekvenci se pomocí algoritmu jednotlivé záběry spojí do finálního snímku s vysokým rozlišením. Tímto způsobem jsou snímány skutečné hodnoty, nejedná se o proces interpolace.

Termosnímky s vysokým rozlišením

Technologie Testo SuperResolution nabízí možnost zobrazení více skutečných naměřených hodnot teploty, což umožňuje správně měřit menší objekty. Nejde přitom o jednoduchou interpolační metodu, jako je bilineární či bikubická interpolace, u které jsou vytvářeny umělé mezihodnoty, avšak bez zisku dalších informací. Takovéto uměle nově vytvořené hodnoty totiž nikdy nemohou překročit sousední hodnoty – což by bylo především u malých objektů nezbytné, aby bylo možné rozeznat například horké body. Naproti tomu SuperResolution zvyšuje rozlišení měření a přesnost detailů, neboť původní průběh signálu lze rekonstruovat. Jsou tedy vypočítány skutečné naměřené hodnoty, které jsou srovnatelné se snímáním pomocí kamery s detektorem s vyšším rozlišením. Geometrické rozlišení termokamery se využitím technologie SuperResolution jednoznačně zlepší.

Obr. 2. Porovnání interpolace a technologie SuperResolution. Černá křivka odpovídá vždy původnímu signálu. Bílé sloupce jsou původní hodnoty pixelů. Šedé sloupce jsou uměle vytvořené interpolační hodnoty, které původní signál rekonstruovat nemohou. Oranžové sloupce jsou hodnoty SuperResolution – ty umějí původní signál rekonstruovat.

V praxi to znamená, že i takzvaný nejmenší měřitelný objekt může být při stejné vzdálenosti mezi osobou provádějící termografii a měřeným objektem zřetelně menší. Případně se osoba provádějící termografii nepotřebuje k měřenému objektu přiblížit, a přesto lze při analýze termosnímku v počítači rozeznat podstatně více detailů.

Fyzikální základy technologie SuperResolution

Bolometrické detektory pro infračervené kamery mají matricové uspořádání jednotlivých pixelů, které snímají tepelné vyzařování a převádějí je na elektricky vyhodnotitelný signál. S ohledem na tepelnou izolaci je pixelová matrice uložena ve vakuovém pouzdře. Každý pixel se dále skládá z tenké bolometrické membrány, která je přes podklad připevněna na jemných nožičkách. Mezi jednotlivými pixely jsou malé odstupy – rovněž kvůli tepelné izolaci. Tato izolace má zabránit přenosu, tedy vlivu tepla jednoho pixelu na sousední. Touto izolací ovšem vzniká štěrbina mezi jednotlivými pixely, ve které nelze žádné záření detekovat. Tím pádem není celá plocha pixelu pro vyzařování citlivá. Absorpce vyzařování se děje pouze ve vnitřní části membrány pixelu.
To znamená, že mezi jednotlivými pixely jsou „hluchá místa“, ve kterých se nedetekuje žádné infračervené záření. Pokud je tedy měřený objekt velmi malý, může se stát, že emitovaný signál dopadne právě na takovéto „hluché místo“ a tím se prakticky ztratí. Klasický princip Super-Sampling tento problém řeší tím, že celou matrici detektoru posune o polovinu šířky pixelu do všech směrů a takto vzniklou sekvenci snímků složí do jednoho snímku. Štěrbiny mezi pixely se tak vyplní dodatečnými informacemi a hraniční frekvence detektoru se zlepší.

Využití v elektrotechnice a průmyslové údržbě

Technologie SuperResolution usnadňuje detailní termografii u zařízení nízkého, středního a vysokého napětí. Termografické snímky s vysokým rozlišením vedou v údržbě ke včasnému rozpoznání vadných součástí nebo připojení, takže je možné cíleně zavést potřebná preventivní opatření. To minimalizuje nebezpečná rizika zahoření a eliminuje nákladné odstávky ve výrobě.

Obr. 3. Porovnání rozlišení běžného snímku a snímku pořízeného technologií SuperResolution. Vlevo termografický snímek s 320 x 240 pixely; vpravo termografický snímek s technologií SuperResolution s 320 x 240 pixely (odpovídá 640 x 480 pixelům).

SuperResolution umožňuje také detailní včasné rozpoznání hrozících závad u komponentů zařízení důležitých pro výrobu. Především u mechanických součástí může zjištěné nápadné zahřívání (například způsobené třením nebo chybným seřízením) poukazovat na nadměrné zatížení.

Uplatnění v oblasti výzkumu a vývoje

V oblasti výzkumu a vývoje jsou termokamery s vysokým rozlišením pro cílenou analýzu rozložení teploty a vývoje tepla, například u desek plošných spojů, velmi důležité. Často nepatrné součástky je možné rychle a bezdotykově zkontrolovat a termograficky zobrazit ty nejmenší detaily. Všechny naměřené hodnoty teploty lze poté na počítači analyzovat a v návaznosti na to součástky teplotně optimalizovat.

Obr. 4. Termokamera testo 890 s dotykovým displejem.

Dostupnost technologie SuperResolution

Technologie Testo SuperResolution je k dispozici u všech modelů kamer konstrukční řady testo 875, testo 876, testo 881, testo 882, testo 885 a testo 890. Dokonce již prodané termokamery těchto řad lze touto technologií dovybavit pomocí aktualizace firmwaru kamery.

Podrobněji se s touto technologií i dalšími novinkami můžete seznámit na stáncích společnosti Testo na veletrhu Electron, který se koná od 13. do 16. 3. 2012 v Pražském veletržním areálu (hala 2, stánek 2B23), nebo na veletrhu Ampér, který proběhne od 20. do 23. 3. 2012 na brněnském výstavišti (pavilon V, stánek 106).

Ing. Jaroslav Kmoch

www.termokamera.com
lacina@testo.cz

Reklama
Vydání #3
Kód článku: 120319
Datum: 13. 03. 2012
Rubrika: Trendy / Měření
Autor:
Firmy
Související články
Měření v rámci celého výrobního řetězce

Na cestě k aplikaci konceptu Průmyslu 4.0 se měřicí a kontrolní technologie čím dál víc používají jako řídící nástroj ve výrobě. V rámci plnění této nové role ale potřebují pružněji a rychleji zachytit kvalitativní údaje na různých místech: v měřicí laboratoři, v těsné blízkosti výrobní linky, stejně tak jako přímo v ní.

Přesné měření libovolného materiálu nebo povrchu

Společnost Keyence uvedla na trh řadu konfokálních snímačů polohy CL-3000 pro vysoce přesné měření na jakémkoliv materiálu nebo povrchu. Tyto vysoce kompaktní koaxiální laserové snímače polohy pomáhají s takovými úkoly, jako je zlepšování kvality, prevence dodávek nevyhovujících dílů a zvyšování objemu výroby.

Měřicí technologie pro Průmysl 4.0 v Nitře

Průmysl 4.0 závisí na propojení systémů schopných spolu komunikovat, schopných získávat, vyhodnocovat a sdílet data a na takto zpracované informace reagovat v reálném čase. Údaje z měření jsou nezbytné pro shromažďování informací, které mají být použity při inteligentním rozhodování za účelem zabránit nežádoucím procesním změnám.

Související články
Měřicí technika se stává součástí výrobních strojů

Vzhledem k tomu, že jednou z aktivit České metrologické společnosti, z. s., je mimo jiné také sledování prezentace aktuálních metrologických novinek, trendů vývoje a zastoupení metrologie na veletrzích pořádaných v České republice i v zahraničí, navštívili jsme mimo jiné veletrh Toolex 2017, který se již po desáté konal v polském městě Sosnowiec na třetím největším výstavišti v Polsku – Expo Silesia.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Velmi přesný měřicí stroj pro výpočetní tomografii

Nový model TomoCheck S HA (High Accuracy) 200 společnosti Werth Messtechnik GmbH se senzorem pro výpočetní tomografii je aktuálně nejpřesnějším souřadnicovým měřicím strojem na světě.

Měřicí přístroje pro efektivní výrobu

Jestliže jsou nástroje přesně zaměřeny a seřízeny ještě před samotným obráběním mimo obráběcí stroj, lze následně zkrátit vedlejší neproduktivní časy na stroji a zvýšit tak celkovou efektivitu výroby. Přístroje pro měření a seřizování nástrojů mohou v samotném procesu třískového obrábění zajistit zvýšení produktivity až o 25 %, a to při velmi dobrém poměru cena/výkon. Úspěšné obrábění tedy vyžaduje nejen výkonné stroje, ale i přesně seřízené nástroje.

Konfirmace měřidel

Příspěvek se zabývá problematikou zajištění návaznosti měření a rozebírá obvyklé metrologické čin-nosti, které jsou za tím účelem prováděny. Zákon o metrologii i běžná praxe zmiňují jako základní postupy kalibraci nebo ověření stanovených měřidel. Kalibrace je postup vedoucí k dosažení způsobilého měřidla ve dvou logických krocích podle definice VIM. Vždy musí být zjištěn aktuální stav měřidla – provádí se zkouškou, která ověří, zda je měřidlo způsobilé plnit dané specifikace, či nikoliv. Nezpůsobilé měřidlo se musí kalibrovat nebo vyřadit. O výsledku je vydán doklad (kalibrační certifikát), jímž je potvrzena způsobilost z dřívější kalibrace nebo způsobilost dosažená kalibrací novou. Zvláštní pozornost je věnována kalibraci měřidel řízených softwarem, např. u souřadnicových měřicích strojů.

Revoluční linka pro měření kvality

Je to takový český "americký sen". Začínal jako soustružník, dnes Miroslav Dušek vlastní strojírenskou firmu s mnohamilionovým obratem. Láska k poctivému řemeslu se u něj potkává s vynalézavostí, která ho nyní dovedla k vývoji revoluční linky pro měření kvality.

Měření energie je důležité ve všech oborech

Spotřeba a ve velké míře i kvalita energií je v poslední době stále více sledovanou veličinou. Měřicími systémy od přehledových měřičů spotřeby až po systémy, kde je měření, zobrazování, ukládání a grafické prezentování veličin integrováno do větších systémů lze získávat přehled o spotřebě kdykoli je to potřeba.

Průmysl 4.0 v měření aneb Kvalita 4.0

V souvislosti s postupující mírou digitalizace a automatizace výroby se často hovoří o Průmyslu 4.0 neboli čtvrté průmyslové revoluci. Tento trend se pochopitelně nevyhýbá ani oboru měření. Objevuje se dokonce nový pojem – Kvalita 4.0. Co si pod tím představit?

Vestavné přístroje pro měření v silnoproudé síti

Řadou vestavných přístrojů SIRAX se doplňují přístroje s vysokým výkonem SINEAX a završují tak portfolio v této oblasti. Přístroje série SIRAX se vyznačují základní funkčností převodníku elektrických veličin za dodržení velmi dobrého poměru cena/výkon. Přístroje BM1200 a BM1400 představují jednoduché a cenově výhodné monitory silnoproudé sítě. Pro vyšší stupeň vizualizace a komfortnější koncept obsluhy jsou vhodné multifunkční monitorovací přístroje, které byly označeny MM1200 a MM1400, jsou vybaveny TFT displejem a lze je na základě přehledného menu též konfigurovat.

Ochrana provozních měřidel tlaku před mechanickým namáháním

Při měření tlaku v potrubních systémech a v nádobách se setkáváme s nepříznivými mechanickými vlivy, které mají původ v měřeném procesu. Jedná se o tlakové rázy, pulzace, otřesy či vibrace, a někdy také o přetížení nad rámec měřicího rozsahu přístroje. Pulzace tlaku v potrubí zpravidla pochází od čerpadel, případně od rotujících míchadel v nádobách. Tlakové rázy jsou způsobovány setrvačností sloupce kapaliny pohybující se v potrubí; na jejich vzniku se podílí i činnost ventilů a škrticích orgánů. Destruktivní účinky mohou mít i bubliny par a plynů v tekutině proudící přes ventily. Otřesy a vibrace jsou způsobovány zpravidla rotujícími částmi strojů, prouděním tekutin, pulzacemi a tlakovými rázy v potrubí. Tento článek si klade za cíl shrnout způsoby, jak lze tlakoměry před uvedenými vlivy ochránit.

Multisenzorová technologie a počítačová tomografie

Výběr vhodného měřicího přístroje pro účely rozměrové kontroly je velmi důležitý. Běžný přístup je takový, že daná aplikace určí vhodný typ senzoru. Pro správné rozhodnutí potřebuje vzít uživatel v úvahu několik aspektů.

Měřím, měříš, měříme…na obráběcím stroji

V moderních výrobních systémech složených z CNC obráběcích strojů je měření a kontrola nástrojů pro preventivní zajištění kvality nepostradatelná. Změřená data nástrojů nebo změřené hodnoty obrobků jsou potom použity k automatickému výpočtu kompenzačních hodnot v probíhajícím výrobním procesu. Pomocí automatické kompenzace rozměrů nástrojů nebo případnou výměnou nástrojů zůstávají výsledky obrábění stabilní.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit