بخشی از مقاله
چکیده
امروزه تعمیرات پیشگیرانه سهم بسزایی در کاهش هزینههای تعمیرات صنایع دارد و هر ساله حوادث مختلفی در محل کار به دلیل تعمیر و نگهداری نامطلوب رخ میدهد. ترموگرافی به عنوان یک تکنیک پایش وضعیت در تشخیص زود هنگام عیوب تجهیزات مختلف است. اصول کار این روش بر اساس تغییرات دما در اجزاء یک سیستم، هنگامی که به طرز صحیح کار نکنند، میباشد. در این مقاله، روشی جهت تشخیص عیوب تجهیزات الکتریکی با استفاده از ترموگرافی مادون قرمز ارائه شده است. در این روش با استفاده از پرادزش تصاویر حرارتی مادون قرمز به کمک روشهای آماری نسبت به تعیین نقاط با حرارت بالا و تعیین دمای مرجع اقدام شده که در نهایت منجربه تعیین محل عیب احتمالی در سیستم میگردد.
واژههای کلیدی: ترموگرافی مادون قرمز، نگهداری و تعمیرات، تجهیزات الکتریکی، تجهیزات مکانیکی، پردازش تصویر حرارتی
مقدمه
در سالهای اخیر تعمیر و نگهداری تجهیزات یک بخش عمده ای از دغدغه افراد بوده است. فراهم کردن شرایط تعمیر و نگهداری مناسب برای بسیاری از تجهیزات در تاسیسات مختلف همواره یک هدف مهم برای هر شرکتی میباشد اما چنین هدفی همیشه یک مساله چالش برانگیز بوده است. تعمیر و نگهداری از تاسیسات به دسته مختلف تقسیمبندی میشود: زمانی که تجهیز به ضورت ناقص کار میکند، تعمیر و نگهداری مبتنی بر شرایط و تعمیر و نگهداری مبتنی بر زمان . یکی از رایجترین نوع تعمیر و نگهداری، تعمیر و نگهداری مبتنی بر شرایط است که به عنوان تعمیرات و نگهداری پیشگیرانه شناخته میشود.
گرما اغلب به عنوان یکی از اولین علایم بروز آسیب و نقص در عملکرد تجهیزات میباشد و بهعنوان یک پارامتر کلیدی در برنامههای تعمیر و نگهداری پیشگویانه 1F0 - PDM - شناخته میشود. آزمون ترموگرافی2F1 یکی از روشهای مراقبت وضعیت و پیش بینی عیوب ماشین آلات مکانیکی و الکتریکی میباشد زیرا همان گونه که گفته شد عملکرد هر دستگاه همواره با انتشار گرما همراه است و معمولا هر ایراد مکانیکی و الکتریکی در تجهیزات با افزایش و یا کاهش دما بروز مینماید. گرمای منتشر شده از سطح بیرونی اجسام به صورت تشعشعات مادون قرمز که توسط چشم انسان قابل رویت نیستند آزاد میگردد.
اما این تشعشات را میتوان از طریق دوربینهای ترموگرافی که پیشرفتهترین و کاملترین تجهیزات در زمینه آنالیز حرارتی محسوب میشوند، مشاهده نمود و با مشاهده الگوهای حرارت در اجزای سیستمها، خطای موجود شناسایی و اهمیت موضوع بررسی میگردد. از آنالیزهای حرارتی میتوان جهت شناسائی و تشخیص عیوبی مانند اتصالات الکتریکی نامناسب، شل بودن قطعات و تجهیزات، تغییرات متالورژی، بار بیش از حد، خنک کاری نامناسب، ولتاژ نامناسب، اتصال و رسانائی نامناسب، کثیف بودن تجهیزات، وجود آلودگی محیطی، اکسیده شدن اتصالات، ظرفیت نامناسب، خوردگی و فرسایش خارجی، عدم هم محوری و ارتعاشات بیش از حد و بسیاری عیوب دیگر را که در نهایت باعث معیوب شدن قطعات و تجهیزات میگردند، استفاده نمود.
تکنیک ترموگرافی مادون قرمز، در تعمیرات پیشگیرانه برای بهرهگیری از انجام سریع، دقیق و بازرسی نواحی مختلف بهطور گستردهای مورد استفاده قرار میگیرد. با این روش، قطعات معیوب از طریق مشاهده ساده به تصاویر مادون قرمز قابل شناسایی است و نیازی به خاموش کردن عملکرد دستگاه جهت بازرسی داخل تجهیز نمیباشد. از آنجاکه بسیاری از تجهیزات قدرت نیاز به نیروی انسانی زیادی جهت انجام بازرسی تجهیز دارند، بسیاری از شرکتها معمولا بازرسی الکتریکی تجهیزات خود را به پیمانکاران خارجی واگذار میکنند. پس از اینکه پیمانکاران گزارش بازرسی خود را ارائه کردند نتایج حاصل از بازرسی یک به یک توسط خود شرکت جهت اعتبارسنجی و تایید تعمیر باید مورد ارزیابی قرار گیرد.
با این حال باز هم پرسنل مجرب زمان زیادی را برای تکمیل کار دشوار ارزیابی نیاز دارند. بنابراین سیستم ترموگرافی مادون قرمز برای رفع این مسائل و مشکلات پیشنهاد شده است.[1]این سیستم کامپیوتری از ترکیب هوش مصنوعی و تکنیکهای پردازش تصویر دیجیتال استفاده میکند. بنابراین سیستم تعداد زیادی از تصاویر مادون قرمز را قبل از انجام بازرسی خودکار بر روی آنها، به عنوان ورودی دریافت میکند. قسمتهای معیوب با توجه به دمای بالاتری که روی تصویر مادون قرمز نسبت به سطح نرمال دارند، شناسایی میشوند.نتایج بازرسیها با توجه به سطح دماهای شناسایی شده به دستههای مختلفی طبقهبندی میشوند که اهمیت هر موقعیت در هر ناحیه را نشان میدهد.
فناوری ترموگرافی مادون قرمز یک تکنیک بازرسی غیرمخرب است که از جمله مزایای آن بازرسی با رعایت فاصله از تجهیز بازرسی شونده، عدم نیاز به توقف عملکرد تجهیز در حین بازرسی، جلوگیری از بروز بسیاری از حوادث خطرناک با توجه به تله متری بودن آزمون، انجام تعمیرات و نگهداری به شیوه ای موثر در زمان کمتر و با هزینه پایینتر اشاره کرد.به همین دلایل ترموگرافی مادون قرمز به صورت گستردهای برای بسیاری از برنامههای کاربردی شامل تعمیرات پیشگیرانه، قابل استفاده میباشد. تصاویر مادون قرمز معمولا به تصاویر رنگی که قابل مشاهده توسط انسان باشد تبدیل می-شوند. به منظور تسریع مراحل پردازش تصویر، در مرحلهای دیگر تصاویر رنگی به تصاویر خاکستری تبدیل میشوند.در این مقاله به بحث در مورد موضوع گرم شدن بیش از حد ناشی از قطعات معیوب میپردازیم . هدف ما تشخیص مکان احتمالی قطعه معیوب برای کارکنان تعمیر و نگهداری جهت انجام تعمیرات پیشگیرانه از طریق آنالیز تغییرات شدید دما است.
اساس کار دوربین ترموگرافی
دوربین ترموگرافی وسیلهای است که توانایی اندازهگیری و نمایش محدوده خاصی از امواج مادون قرمز را دارد. امواج مادون قرمز جزئی از امواج الکترومغناطیس با طول موج در محدوده 0.8 تا 1000 میکرومتر هستند. این محدوده 0.8 - تا - 1000 به صورت زیر تقسیمبندی میشود:
•موج فروسرخ نزدیک 0.8 1F2 - NIR - تا µm 1.5
•موج کوتاه فروسرخ 2F3 - SIR - 1.5 تا µm 3
•موج متوسط فروسروخ 3 3F4 - MIR - تا µm 8
•موج بلند فروسرخ 4F5 - HIR - 8 تا µm 15
•موج فروسرخ بسیار دور 5F6 - FIR - بیشتر از µm 15
که محدوده 8 تا 15 یا 7 تا 14 میکرو متر محدوده اندازه گیری امواج الکترو مغناطیس توسط دوربین های ترموگرافی صنعتی است. با توجه به اینکه کلیه اجسامی که دمای بالاتر از صفر مطلق دارند این امواج را از خود ساطع می کنند، اندازهگیری شدت ساطع شدن این امواج متناسب با دمای آن نقطه است. از این خاصیت برای اندازه گیری دمای نقاط و سطوح مختلف استفاده می شود و بر اساس آن می توان خرابیهای تجهیزات را کشف و نسبت به رفع آن اقدام کرد.[3]
