Главная Публ. О предприятии Продукция Проекты Документация
 

Данная статья размещена исключительно в ознакомительных целях.
ОАО "Электроагрегат" к размещенной информации не имеет ни какого отношения и за ее достоверность не несет ни какой ответственности.

Тепловизор и природа оптического инфракрасного излучения.

Одним из важнейших путей обеспечения надежности, безопасности и экономичности предприятий является применение в эксплуатации современных технологий оценки состояния энергетических установок. Среди методов оценки состояния последние годы все более широкое распространение получает инфракрасная термография. Несмотря на высокую стоимость аппаратных средств инфракрасного термографического обследования, число тепловизоров, находящихся в эксплуатации, возрастает ежегодно, на дворе 2012 год и некогда дорогая инфракрасная камера превратилась в обычный бытовой тепловизор стоимостью практически как дорогой сотовый телефон. Но есть и другие модели камер, стоимость которых переваливает за сотни тысяч долларов. Оправданность таких затрат обусловлена широкими возможностями по обследованию объектов средствами тепловизионного контроля.

Вместе с тем современное состояние дел в инфракрасной термографии характеризуется острой нехваткой информации об опыте обследования объектов. Это приводит к низкой эффективности использования дорогостоящей аппартуры, к ошибкам в оценке реального состояния оборудования и как следствие к отказам силового оборудования. Попытаемся восполнить пробел в информации о современных проблемах инфракрасной термографии.

Материальные тела непрерывно испускают и поглощают электромагнитное излучение при любых температурах, отличных от абсолютного нуля. Излучения связаны с возбуждением атомов и молекул внутри веществ, в результате возникают переходы электронов и картинка передается на экран тепловизора. Характерной особенностью молекул является то, что в них совместно с движением электронов присутствуют еще колебательные движения ядер относительно равновесия и вращательные движения молекул в пространстве.

За инфракрасным излучением находится область радиоволн. Инфракрасную (тепловизионную) область спектра делят на четыре области: ближнюю (X=0,76...3 мкм), среднюю (X=3...6 мкм), дальнюю область (X=6.. .15 мкм) и сверхдальнюю (X=15.. .1000 мкм). Логика такого деления связана с существованием так называемых «окон прозрачности» атмосферы, природой и характеристиками приемников излучения. Применительно к условиям наблюдения на Земле, излучение в ближней ИК области определяется в основном рассеянным солнечным излучением, а в средней и дальней ИК области — излучением, возникающим за счет тепловой энергии тел.

В действительности инфракрасные лучи не имеют никаких особенных тепловых свойств. Как излучения на других длинах волн, они могут быть поглощены телами на их пути и превратиться в теплоту. Тепловой эффект проявляется только как результат поглощения излучения, в том числе и инфракрасных лучей, и не составляет их специфического признака. Тепловые проявления инфракрасного излучения значительно заметнее такого же проявления видимого и ультрафиолетового излучений, тепловизионное обследование яркий тому пример, когда на термограмме тепловизора четко видны разности температур объектов. Это объясняется лишь тем, что инфракрасное излучение большой мощности может быть создано сравнительно простыми техническими средствами.

Характер спектра излучения напрямую зависит от агрегатного состояния веществ. Линейные и полосатые спектры излучения характерны для газов или паров. Линейные испускаются микроскопическими светящимися атомами. Многие промышленные газы состоят из отдельных атомов, пары различных металлов и инертные газы: неон, гелий, аргон и другие. Газы, которые состоят из молекул, например, такие как водород или кислород, пары йода и другие, могут при их возбуждении распадаться на атомы. Подобные атомарные газы также будут в линейном спектре. Но также можно вызвать свечение и целого ряда молекул, не разделяя их на атомы. В этом случае излучения будут иметь вид полос. При возбуждении многоатомных газов и паров очень часто происходит частичная диссоциация и наблюдается при этом и линейчатый и полосатый спектры.

Свечение вкупе молекул и атомов в газах и парах можно вызвать обычным нагреванием. Например, в пламени обычной домашней газовой плиты можно наблюдать полосы, соответствующие свечению молекул, которые представляют соединения углерода и азота. Если в пламя кинуть крупинку соли, то оно окрашивается в синий цвет, а с помощью спектрального аппарата в желтой части спектра могут быть обнаружены две линии, характерные для спектров паров натрия. Чаще всего для возбуждения различных спектров атомов и молекул используют такое явление как электрический разряд в газах. Светящийся газ при низком давлении заключается в трубку с электродами, через которую пропускают электрический ток. При увеличении связи между атомами и молекулами пара или газа за счет давления, спектральные линии начинают расширяться, захватывать большой спектральный интервал. При больших давлениях (в сотни и больше атмосфер) спектр будет постепенно переходит в сплошной, который характерен для сжатых газов. В частности сплошной спектр Солнца представляет собой свечение паров и газов высокой плотности. Сплошные спектры присущи излучению твердых и жидких тел.

Необходимо отметить, что рентгеновское излучение связано с внутренними электронными оболочками атомов вещества. Излучение в ультрафиолетовом, видимом и самой близкой ИК области обусловлено в основном энергетическими переходами внешних валентных электронов, т.е. тех электронов, которые определяют и химические свойства атома. Излучение в ИК области спектра обусловлено в основном энергетическими переходами колебательных, вращательных и колебательно-вращательных движений ядер и молекул. Общим для всех энергетических переходов является то, что величина испускаемого кванта энергии или фотона (элементарной частицы оптического излучения), определяется по единой формуле.

Инфракрасное излучение так же, как и видимый свет, распространяется в однородной среде по прямой линии, может отражаться, поглощаться, преломляться, претерпевать дифракцию, интерференцию и поляризацию. Важнейшим параметром тела, определяющим процессы излучения, является температура. Согласно системе единиц СИ температура измеряется в Кельвинах (°К). В обычной практике применяется шкала Цельсия (°С), иногда используются шкалы Реомюра (°R) и Фаренгейта (°F).



  
Автономные источники
Резервные источники
Сварочные агрегаты
Генераторы
Преобразователи частоты
Товары народного потребления

Быстрый переход:


  

Техн. анонсы