prereferat termografiere 2

8/10/2019 prereferat termografiere 2

1/21

Termografierea in infrarosu

Student :Ion Valentin George

Grupa 641 CB


2/21

1.Scopul lucrarii:

Termografia in infrarosu este o tehnica de vizualizare a distributiei temperaturilor lasuprafata corpurilor si de masurare a valorilor acestor temperaturi in orice punct alimaginii.Termografia in infrarosu este o tehnica ce permite obtinerea, cu ajutorul unei aparaturiadecvate, a imaginii termice a uneiscene termice observate intr-un domeniu spectral din

infrarosu.Scopul lucrarii consta in evidentierea defectelor si a starii cladirilor in scopul conceperii

de masuri privind mentenanta,restaurarea si conservarea acestora,cat si aplicarea corecta sispecializata a unor sisteme de management operational care sa asigure in final conservarea catmai indelungata a cladirilor.

Astfel,obiectivul specific al prezentei lucrari consta in evidentierea prin intermediulposibilitatilor practice a starii si defectelor cladirilor si in final conceperea si elaborarea unuisistem specializat de management al calitatii destinat mentenantei si sigurantei cladirilor.

2.Domeniul de aplicare:

Termografia in infrarosu permite a se vedea invizibilul caldura si repartitia eisuperficiala pe suprafata corpului. Aparatele termografice moderne vad temperaturi mergandde la -40OC pana la +1500-2000OC si pot decela diferente de temperatura de numai0,04OC.Termografia in infrarosu isi poate gasi utilizarea practica in orice domeniu in carecaldura apare sau isi modifica distributia ca urmare a unui proces chimic, fizic (mecanic, electricetc.), biologic sau de alta natura. Practic, orice proces tehnic sau biologic, care implica otransformare energetica in caldura sau care consuma, genereaza caldura poate face obiectul unui

studiu termografic.Prin urmare, termografia in infrarosu, ca metoda nedistructiva de examinare poate fifolosita in:

- scanarea termica a cladirilor- mentenanta

- productie- transport

- cresterea vizibilitatii in domeniul maritim- vizualizarea scurgerilor de gaze

- domeniul medical- cercetare

- securitate si supraveghere

- sisteme auto Night Vision.

Metodele active se folosesc pentru:

-detectarea defectelor in materiale stratificate,acoperite,lipite,compozite(metalice

sau nemetalice)

-masurarea grosimilor straturilor de acoperire sau invelisurilor

-caracterizarea materialelor din punct de vedere al comportamentului termic

Metodele pasive au o aplicabilitate extrem de larga :In constructii:

-evidentierea traseelor pe unde se produc pierderi de caldura


3/21

-verificarea izolatiilor

-masurarea umiditatii sau a igrasiei

-detectarea fisurilor si a crapaturilor

In energetica:

-verificarea periodica a echipamentelor electrice:transformatoare,intrerupatoare,panouri

electrice,etc-verificarea echipamentelor aferente centralelor electrice

-verificarea masinilor electrice :motoare,generatoare,etc

-verificarea echipamentelor centralelor nucleare

In industria chimica si petrochimie :

-supravegherea proceselor chimice exoterme si endoterme

-verificarea rezervoarelor de cracare si cuptoarelor de piroliza

-verificarea conductelor pentru transportul aburului

In sudare:

-supravegherea proceselor de sudare-verificarea preincalzirii

Alte domenii in care este utilizata termografierea in infrarosu:-in industria prelucratoare:supravegherea functionarii instalatiilor de racire,verificarea

functionarii masinilor-unelte,etc-in medicina:detectarea tumorilor,diagnosticarea infectiilor,etc

-in industria sticlei:verificarea cuptoarelor si parametrii de functionare-electronica:verificarea circuitelor integrate si a componentelor electronice in functiune

-studii ecologice privind poluarea apelor-detectarea focarelor de incendii in paduri

-recesamantul animalelor salbatice-paza frontierelor

3.Principiul fizic al metodei

Radiatia infrarosie,sau energie temica radianta invizibila,este similara cu lumina

vizibila,cu undele radio si cu radiatia ultravioleta,de care difera doar prin lungimea de una.Toate

sunt forme de energie electromagnetica-energie ce se propaga in linie dreapta,sub forma deunde,cu viteza luminii si interactioneaza cu viteza materiei la nivel atomic si molecular.

Termografia in infrarosu este o tehnica de vizualizare a distributiei temperaturilor la

suprafata corpurilor(invizibila cu ochiul liber)si de masurare a valorilor acestor temperaturi inorice punct al imaginii.Termografia face caldura vizibila si masurabila.

Bazele termografiei in infrarosu:orice corp din natura aflat la o temperatura peste zerograde absolute emite energie in mod natural.Marimea energiei radiate este legata prin legi fizice

de temperatura corpului.La temperaturile uzuale,mergand pana la suta de grade celsius,energiaradianta este concentrata in cea mai mare parte in spectrul infrarosu.Aparatele de termografie in

infrarosu masoara aceasta energie folosind traducatoare specializate(sensibile in gama lungimilorde unda 3-14 microni)si prin altgoritme de calcul adecvate,determina temperaturile

corespunzatoare din imagine


4/21

Termografierea in infrarosu permite masurarea temperaturii de la distanta si fara contact

direct,ceea ce este indispensabil,de exemplu,in cazul echipamentelor electrice aflate sub tensiune

sau in cel al piselor sau al materialelor la temperatura ridicata sau inaccesibile.

Este o metoda de investigare nedistructiva,pentru ca nu intervine si nu influenteaza in niciun fel

materialul,obiectul sau procesul investigat.Este o tehnica de masurare ultrasensibila,punand in

evidenta variatiile de temperatura de zeci de grad,atat spatial(de la un punct la altul inimagine),cat si temporal.

Alte avantaje ale utilizarii termografiei in infrarosu ce merita a fi mentionate sunt:

-sistemul de termoviziune furnizeaza o imagine care permite o identificare rapida si precisa a

punctelor ce reprezinta defectele potentiale.

-imaginea termica este in concordanta geometrica cu obiectul studiat

-informatiile termice,globale sau in detaliu,sunt obtinute in timp real

-permite asocierea cu echipamente complexe de inregistrare,stocare si preluare automata a

informatiilor.

Aplicatii:

Identificarea punctelor calde in instalatii electrice(conexiuni ixidate,fixaredeficitara,sertizare necorespunzatoare)


5/21

Inspectii ale sistemelor mecanica(motoare electrice,turbine,lagare) Scanarea termica a instalatiilor de incalzire/racier,cuptoare

Calitatea imaginii oferite este una dintre cele mai importante caracteristii alea uneicamere de termoviziune.O rezolutie mai mare a imaginii termice ofera utilizatorului posibilitateade a vedea mai multe detalii,de a detecta problemele de la distante mai mari si de a lua decizii

mai bune si mai rapide.Camere de termoviziune permit determinarea precisa a temperaturii infiecare punct de masura din imaginea termica,oferind astfel utilizatorului posibilitatea de a gasiun defect inainte de a fi prea tarziu.


6/21

4.Termografierea in infrarosu

Termografia este utilizat de mult timp n industrie pentru monitorizarea regimurilortermice ale instalaiilor i proceselor tehnologice. n ultimii ani, termografia a cptat oimportan deosebit n activitatea de mentenan, n special n urmtoarele domenii: controlul

periodic preventiv al instalaiilor electrice, pentru identificarea punctelor calde generate deconexiuni de rezisten mare, a unor mpmntri necorespunztoare, precum i a circuitelorelectrice n care apar circulaii anormale de puteri datorit dezechilibrelor sau suprasarcinilor;controlul echipamentelor mecanice i electrice, n asociere cu analiza vibraiilor; controlulizolaiei termice.

Termenul de termografie i are originea n cuvintele greceti thermos igraphae:

Termografie = thermos (cld) +graphae (scriere)

Termografia n infrarou este tehnica ce permite s se obin, cu ajutorul unui

echipament sau aparat corespunztor, imaginea termic a unei scene termice observat ntr-undomeniu de infrarou.

Scena termic reprezint partea de spaiu (obiect) observabil cu ajutorul aparatelor sauechipamentelor destinate termografiee n infrarou.

Imaginea termic const n repartiia structurat a datelor reprezentative ale radiaiei ninfrarou, ce provin de pe o scen termic.


7/21

Banda spectral utilizat n termografie este de la 2 la 15 m. Radiaia electromagnetic este

o und determinat de vectorii cmp i cmp magnetic, care se propag ntr-o direcie dat i secaracterizeaz prin lungimea de und, n m iputerea vehiculat, n W.

ntr-un mediu semi-transparentM, omogen i izotrop, radiaia electromagnetic se propag nlinie dreapt i, din acest motiv, se folosete n mod curent noiunea de raza de lumin sau

fascicul infrarou.

Termografia este disciplina care studiaz msurarea de la distan a temperaturii suprafeelor

corpurilor. Toate corpurile au o imagine termic, regiunile calde, respectiv cele reci ale acestora,emind radiaie n infrarou, detectat de traductoare specializate. nspectrul electromagnetic,domeniul radiaiei n infrarou este cuprins n intervalul 0.7...100m i se divide n patru subdomenii:

.100 m.

De menionat c, n cazul instrumentelor de msur n infrarou, cele mai utilizate intervalede lungimi de und sunt 2-5 m i 7-12 m.

Termografia este utilizat de mult timp n industrie pentru monitorizarea regimurilor termice

n instalaiii procese tehnologice. n ultimii ani, termografia a cptat o importan nsemnat nactivitatea de mentenan, ndeosebi n urmtoarele domenii: Controlul periodic preventiv al instalaiilor electrice pentru identificarea punctelor calde generatede conexiuni de rezisten mare, a mpmntrilor necorespunztoare, a circuitelor electrice cucirculaii anormale de puteri (dezechilibre sau suprasarcini). Datele de exploatare arat o reducere decel puin 10 ori a avariilor generate de contacte imperfecte.

Controlul echipamentelor mecanice i electrice rotative n asociere cu analiza vibraiilor. Pot ficontrolate cuplaje, rulmeni, statoare de motoare electrice, sisteme de ungere i rcire.

Controlul integritii izolaiilor termice ale cuptoarelor rotative i fixe, schimbtoarelor decldur, reelelor de transport agent termic.

Practic termoviziunea se aplica oriunde temperatura ofera o informatie utila asuprafunctionalitatii, pe baza careia se poate realiza mentenanta predictiva.


8/21

ntre toate simurile cu care suntem dotai, sistemul vizual ne furnizeaz cea mai marecantitate de informaii referitoare la mediul nconjurtor. Cu toate c percepia vizual estedeparte de a fi complet neleas, ingineria modern se preocup intens de problema realizriiunor sisteme de vedere artificial, capabile s emuleze, fie i parial, capabilitile sistemului

vizual uman.Obiectivul prelucrrii numerice a imaginilor const n transformarea imaginii n scopulfacilitrii interpretrii vizuale (ajustare contrast, iluminare, detectare/reprezentare contur etc) saual reducerii cerinelor de memorie pentru reprezentare sau stocare, respectiv al debitului de datesau benzii de frecven necesare transmiterii la distan. n sensul cel mai larg, prelucrarea poateurmri msurarea unor parametri de poziie, vitez de micare sau form al unor obiecte,recunoaterea obiectelor dintr-un cadru de imagine, interpretarea scenei sau recunoaterea tipuluide activiti ce sunt surprinse n secvenele nregistrate.

Aceast lucrare de laborator propune iniierea n studiul prelucrrii imaginilor avnd caefect obinerea de imagini noi cu un contrast modificat, extragerea contururilor, obinerea

negativului unei imagini, histograma imaginii etc.Pentru aceasta se va pleca de la operaiunea de citire a imaginilor achiziionate prin

procedeele de termografiere n infrarou, ultrasunete n imersie etc urmnd ca maiapoi s setreac la preprocesarea lor n vederea prelucrrii ulterioare (eantionare, cuantizare).


9/21

In imaginea urmatoare am prezentat histograma imaginii cu niveluri de gri:

Dupa afisarea histogramei la nivel de gri,am ajustat intensitatea imaginii pentru a evidentia maibine defectele surprinse.In figura urmatoare sunt prezentate comparative cele 2 imagini.


10/21

In prima figura(Figure 2) este prezentata imaginea surprinsa de camera cu unde infrarosii.Infigura a doua(Figure 4),este prezentata imaginea ajustata,diferentele fiind vizibile.

Pentru o mai buna intelegere am procedat la fel cu aceeasi imagine,insa de aceastadata,poza fiind facuta cu aparatul normal de fotografiat

Histograma la nivel de gri a imaginii normale:


11/21

In figura urmatoare este prezentata imaginea alb-negru

In continuare am ajustat intensitatea imaginii la anumiti parametri stabiliti.Am prezentatcomparative cele doua imagini pentru a se observa diferenta.

Imaginea initiala


12/21

Imaginea dupa aplicarea mastii cu functia imadjust

Imaginea alb-negru dupa ce imaginii initiale i-a fost aplicata masca cu functia imadjust


13/21

Paleta de culori; Conversia

Paleta de culori desemneaz ansamblul de culori utilizate n definireaimaginii color(profunzimea). Manipularea acesteia are rolul de a reduce timpul de calcul cu atunci cnd seutilizeaz imaginea iar anumite detalii nu sunt semnificative.

Imaginea initiala

In continuare am transformat imaginea initiala in niveluri de gri.

Imaginea este codata pe 8 biti,deci are 256 de niveluri de gri


14/21

Conversia unei imagini se realizeaz prin utilizarea unor multiplicatori scalari pentrufiecare vector al matricei imaginei (pentru o imagine color exist 3 vectori R,G,B).

Crearea propriei palate de culori

Dupa crearea propriei palate de culori se observa o corecie a nuanelor de gri, conformoperaiilor de multiplicare cu scalari efectuate de programator.

Imaginea inainte de conversie


15/21

Imaginea dupa conversie

Filtrarea. Detecia de contur

Pentru filtrare trebuie creat un filtru care poate fi de tipul 2x2, 3x3 sau mai complex 5x5.Am exemplificat pe cazul cel mai general cu filtru 5x5.

Rezultatul obtinut este prezentat comparativ in figurile urmatoare:

Imaginea initiala


16/21

Imaginea filtrate cu masca de filtrare 5x5

Detecia de contur

Pentru detectarea conturului se utilizeaz funcii matematice specifice de derivare saufiltre de imagine de tipul trece-sus, trece-jos sau band.

Funcia matlab cea mai utilizat pentru detecia de contur este edge.

Imaginea initiala


17/21

Detectarea conturului cu metoda prewitt

Detectarea conturului cu metoda canny


18/21

Colorarea i pseudocolorarea

Colorarea i pseudocolorarea se utilizeaz pentru imagini mai ales din domeniileimagisticii n infrarou i biomedicale.

Mai jos se prezint codul surs pentru diferite trasformri ale sistemelor de colorareaditiv (RGB) i substractiv (hsv) utiliznd funcii matlab specifice.


19/21


20/21


21/21

Documents

prereferat termografiere 2