Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 13
а разве нет вариантов «однопиксельных»? зачем целая матрица, если потом часть пикселей используется? не проще ли фото-диод с фокусирующей линзой и направить в нужную точку. надо 2 объекта? поставьте 2 таких датчика. просто сразу уходят проблемы дисторсии, выбора пикселей, заполнения и всё такое. всего 1 пиксель, который смотрит куда надо. или таких решений нет? мне кажется это будет куда дешевле матриц и «компьютеров» для анализа картинки
такие датчики есть но у них угол «охвата» под 60 градусов. и если им и делают нелинзовый ограничитель то просто падает чувствительность этого сенсора и чтоб калибровку пройти — чувствительность задирают и в результате появляется шум. проще сразу сделать много мелких пикселей и сфокусировать их линзой. просто обычно контакт не один а штук 20 вряд на трех разных шинах… замаешся попадать в нужный контакт и как проверить попал куда надо или промазал? тут то хоть изображение можно вывести НО. как по мне — баловство. пыль, дым и осадки с конденсатом легко могут ослепить датчик а именно они часто и бывают причиной дальнейшего нагрева. кроме того провода и шины бвает и сами греются под 80 градусов и это не есть неисправность так что — ну такое. хороший показатель — это человек с палкой(пардон изоляционной штангой) который раз два в день проходит по обьекту и дергает соединения. те что подгорели сразу себя проявят. ну и да в руках у него тепловизор или пирометр.
Спасибо за комментарий, тут нужно уточнить:
1.
Пыль не показала критичности при наших испытаниях (если только на объективе не лежит вековой слой). Дым, осадки и конденсат не могут появиться в ячейках (с антикнонденсационным обогревом, к тому же устанавливающихся в как правило отапливаемых помещениях). Во всяком случае, не появятся раньше, чем реле зафиксирует перегрев.
2.
Уставка регулируемая, и может быть и больше 80 градусов.
Приведу здесь скрины из документа с допустимыми температурами для различных частей электрооборудования:
Как видим, даже 80 градусов допустимы далеко не для всех элементов электрооборудования.
3.
Хороший показатель. К сожалению, на промпредприятиях нужно серьезно увеличивать штат электриков, чтобы эффективно выполнять эти действия. И человеческий фактор никто не отменял. Подстраховаться автоматизированной проверкой — разумно.
1.
пыль, дым и осадки с конденсатом легко могут ослепить датчик
Пыль не показала критичности при наших испытаниях (если только на объективе не лежит вековой слой). Дым, осадки и конденсат не могут появиться в ячейках (с антикнонденсационным обогревом, к тому же устанавливающихся в как правило отапливаемых помещениях). Во всяком случае, не появятся раньше, чем реле зафиксирует перегрев.
2.
кроме того провода и шины бвает и сами греются под 80 градусов и это не есть неисправность
Уставка регулируемая, и может быть и больше 80 градусов.
Приведу здесь скрины из документа с допустимыми температурами для различных частей электрооборудования:
Как видим, даже 80 градусов допустимы далеко не для всех элементов электрооборудования.
3.
хороший показатель — это человек с палкой(пардон изоляционной штангой) который раз два в день проходит по обьекту и дергает соединения. те что подгорели сразу себя проявят. ну и да в руках у него тепловизор или пирометр.
Хороший показатель. К сожалению, на промпредприятиях нужно серьезно увеличивать штат электриков, чтобы эффективно выполнять эти действия. И человеческий фактор никто не отменял. Подстраховаться автоматизированной проверкой — разумно.
У металлов же максимум излучения лежит в коротковолновом инфракрасном диапазоне (near infrared — 0,7-3 мкм).
Но закон смещения Вина работает и для металлов и для неметаллов одинаково. В этом случае, вся ваша разница обусловлена только коэффициентом черноты и ничем больше.
Тот же образец мы покрыли термостойкой краской. Теперь, излучающей поверхностью стал не полированный металл, а краска. Максимум спектра излучения лежит в длинноволновом диапазоне
А разве вы довели металл до ионизации, чтобы собственно сам спектр излучения металла (не тепловой) получить? Полагаю, нет.
Спектры излучения материалов различны.
Тепловой спектр одинаковый для всех.
Интересно, то есть вещество не имеет собственного «цвета» в тепловом спектре, как мы видим это в видимом спектре? т.е. не поглощает или отражает часть спектра сильнее/слабее, что и дает цвет?
Вещества имеют зависимость «черноты» (коэффициент поглощения/излучения) от длины волны. Но общий характер излучения подчиняется закону Планка. Перемножив вы и получите этот самый «цвет» собственного теплового излучения материала.
Проблема в том, что судя по написанному автором поста, у него смещается длина волны излучения в зависимости от материала при одной и той же температуре. Но на самом деле, он просто меняет «черноту» при замене материала.
Проблема в том, что судя по написанному автором поста, у него смещается длина волны излучения в зависимости от материала при одной и той же температуре. Но на самом деле, он просто меняет «черноту» при замене материала.
Но закон смещения Вина работает и для металлов и для неметаллов одинаково. В этом случае, вся ваша разница обусловлена только коэффициентом черноты и ничем больше.
Но общий характер излучения подчиняется закону Планка.
Закон Планка и закон Вина сформулированы для абсолютно черного тела. Это физическая абстракция, к которой приводятся излучения реальных тел.
Закон излучения Кирхгоффа:
Отношение испускательной способности тела (спектральной плотности излучения) к его поглощательной способности (коэффициенту черноты) не зависит от природы тела и равно испускательной способности абсолютно черного тела при тех же значениях температуры и частоты.
Реальные тела имеют поглощательную способность меньше единицы, а значит, и меньшую, чем у абсолютно чёрного тела, излучательную способность. Тела, поглощательная способность которых не зависит от частоты, называются серыми. Их спектр имеет такой же вид, как и у абсолютно чёрного тела. В общем же случае поглощательная способность тел зависит от частоты и температуры, и их спектр может существенно отличаться от спектра абсолютно чёрного тела.
Вещества имеют зависимость «черноты» (коэффициент поглощения/излучения) от длины волны.
Соответственно, зависит от длины волны и излучательная способность.
Но на самом деле, он просто меняет «черноту» при замене материала.
По причинам, названным выше, меняется и «чернота» и «спектр».
А разве вы довели металл до ионизации, чтобы собственно сам спектр излучения металла (не тепловой) получить? Полагаю, нет.
Разумеется, речь в статье шла о тепловом спектре. В приведенной вами цитате я старался дать краткое теоретическое объяснение получившемуся эффекту. Краску можно считать серым телом в интересующем нас диапазоне температур, поэтому тут и максимум излучения лежит в длинноволновом ИК-диапазоне. Тут мы пользовались физическими законами, а не доказывали их, поэтому ионизировать металл было излишне.:)
Сейчас объясню, в чём проблема:
Вот что вы написали:
Фокус в том, что это не так. Этот самый максимум имеет сильную зависимость от температуры.
И вот почему:
Закон Планка и Вина полностью определяют форму кривой излучения и положение её максимума.
Накладывая на эти кривые изменение коэффициента излучения, вы и получаете излучательную характеристику реального тела. Тем не менее, никакого смещения кривой излучения от замены черноты не происходит.
Выглядит спектральная зависимость коэффициента излучения, например, вот так:
Спектр излучения абсолютно чёрного тела выглядит так:
Если теперь совместить обе картинки, то и получится излучательная характеристика металла. И тут ещё неизвестно, куда попадёт максимум излучения — это сильно зависит от температуры. При 300 К максимум АЧТ будет в районе 10 мкм, а зона, где у металлов начинается подъём коэффициента излучения в районе 0-5 мкм, где при 300 К излучения почти нет. При других температурах результат будет другой.
Вот что вы написали:
У металлов же максимум излучения лежит в коротковолновом инфракрасном диапазоне (near infrared — 0,7-3 мкм).
Фокус в том, что это не так. Этот самый максимум имеет сильную зависимость от температуры.
И вот почему:
Закон Планка и Вина полностью определяют форму кривой излучения и положение её максимума.
Накладывая на эти кривые изменение коэффициента излучения, вы и получаете излучательную характеристику реального тела. Тем не менее, никакого смещения кривой излучения от замены черноты не происходит.
Выглядит спектральная зависимость коэффициента излучения, например, вот так:
Спектр излучения абсолютно чёрного тела выглядит так:
Если теперь совместить обе картинки, то и получится излучательная характеристика металла. И тут ещё неизвестно, куда попадёт максимум излучения — это сильно зависит от температуры. При 300 К максимум АЧТ будет в районе 10 мкм, а зона, где у металлов начинается подъём коэффициента излучения в районе 0-5 мкм, где при 300 К излучения почти нет. При других температурах результат будет другой.
Вот что вы написали:
У металлов же максимум излучения лежит в коротковолновом инфракрасном диапазоне (near infrared — 0,7-3 мкм).
Фокус в том, что это не так. Этот самый максимум имеет сильную зависимость от температуры.
Согласен. Корректнее было бы написать про максимальное значение коэффициента черноты в инфракрасной области.
Тем не менее, никакого смещения кривой излучения от замены черноты не происходит.
Давайте посчитаем.
Закон распределения коэффициента черноты от длины волны численно взял отсюда: www.optris.global/technical-article-temperature-measurement-metal
Далее на графиках: АЧТ — синий, серое тело (чернота=0,1) — зеленый, металл — красный.
Ось X — длина волны, мкм. Ось Y — излучательная способность (Дж/(м^3*с)).
100 градусов Цельсия:
Максимум АЧТ и серого тела — 7,7 мкм. Максимум металла — 6.7 мкм.
500 градусов Цельсия.
Максимум АЧТ и серого тела — 3,7 мкм. Максимум металла — 3.3 мкм.
1000 градусов Цельсия.
Максимум АЧТ и серого тела — 2,2 мкм. Максимум металла — 2 мкм.
Форма кривой меняется, максимум металла не совпадает с максимумом АЧТ.
Отдельно отмечу следующее:
Но закон смещения Вина работает и для металлов и для неметаллов одинаково. В этом случае, вся ваша разница обусловлена только коэффициентом черноты и ничем больше.
В значительной степени — да. Однако, просто выставить маленький коэффициент излучения в устройстве было бы недостаточно для решения многих задач (например, для измерения в широком диапазоне температур).
Вычислительный блок устройства переводит в температуру энергию в диапазоне 7-13 мкм (подынтегральные площади в соответствующих диапазонах на графиках). Полученное значение энергии делится на коэффициент черноты, таким образом показания приводятся к излучению АЧТ, по которому матрицы откалиброваны. Соответственно, важно соблюдать геометрическое подобие между спектром АЧТ и зарегистрированным излучением в диапазоне 7-13 мкм. И если при 100 градусах подынтегральные площади у серого тела и металла почти совпадают, то далее — нет. И фиксированный коэффициент черноты будет способствовать дополнительной погрешности в таком случае.
Резюме:
— в опыте из статьи, действительно, разницу показаний можно легко компенсировать коэффициентом черноты;
— спектр реального тела и АЧТ различны (выше показано почему);
— в общем случае недостаточно только менять коэффициент излучения для точного измерения температуры. В добавок к этому, нужно стремиться к тому, чтобы регистрируемое излучение исходило от серого тела.
«Спектры излучения материалов различны.»
Тепловой спектр одинаковый для всех.
Он — не метролог, ему можно.
:)
Совсем не в теме, но думаю, читателям будет интересно узнать:
Какой диапазон температур регистрирует матрица тепловизора?
Есть ли возможность регулировать диапазон (яркость/контрастность)?
1. Производитель заявляет 0-300 по Цельсию. По факту — значительно выше.
2. Диапазон отображения на тепловой карте в приложении?
В энергетике интересны температуры 0-120 градусов, поэтому жестко сейчас стоит такая шкала. Цветность отображения тоже задана жестко.
Разумеется, все это мы можем докрутить, при необходимости.
Более того, есть возможность получать данные с устройства и внедрять их в свою СКАДУ, где настройки отображения тепловой карты могут быть самыми разными.
2. Диапазон отображения на тепловой карте в приложении?
В энергетике интересны температуры 0-120 градусов, поэтому жестко сейчас стоит такая шкала. Цветность отображения тоже задана жестко.
Разумеется, все это мы можем докрутить, при необходимости.
Более того, есть возможность получать данные с устройства и внедрять их в свою СКАДУ, где настройки отображения тепловой карты могут быть самыми разными.
где можно скачать документацию? карта регистров с описанием?
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Подводные камни инфракрасных измерений температуры. Опыт разработки тепловизионного реле защиты «Кактус»