Datorită existenţei a numeroase sisteme interconectate şi echilibre de sarcină sensibile în fabricile din zilele noastre, există destule cauze generatoare de defecte. Prin instituirea unei întreţineri preventive şi predictive regulate, putem observa problemele înainte de producerea lor şi putem reduce considerabil şansele de cădere ale sistemului. Problema este găsirea unei căi de monitorizare eficientă a tuturor acestor sisteme. Aici termometrele cu infraroşu devin utile. Schimbările de temperatură indică de multe ori căderea, iar termometrele cu infraroşu fac mai uşoară măsurarea frecventă şi rapidă a temperaturii. Această notă de aplicaţie explică modul de utilizare a termometrelor IR performante pentru depanarea electrică şi întreţinerea predictivă.
Principii de bază în măsurarea temperaturii în IR
Un termometru IR poate efectua măsurări rapide, fără contact, de la distanţă. Acesta ne permite să măsurăm obiecte care sunt periculoase la atingere, cum ar fi ţinte cu energie mare, caustice sau în mişcare de rotaţie. Termometrele IR cum ar fi Fluke 66 şi Fluke 68 măsoară emisiile invizibile în infraroşu ale unui obiect şi păstrează valoarea măsurată pe afişaj până când se realizează o altă măsurare. Aceste măsurări pot fi stocate în memorie pentru a fi afişate mai târziu. Caracteristica principală a termometrelor IR este raportul distanţă-spot, practic cât de departe poate măsura termometrul o anumită ţintă cu exactitatea specificată de producător. La termometrele performante, raportul dintre distanţa până la ţintă şi dimensiunea spotului măsurat este pe cât de mare posibil. Cu cât raportul este mai mare, cu atât mai mică este şansa de a măsura neintenţionat zone din jurul ţintei.
Mai multe informaţii despre bazele măsurării temperaturii cu infraroşu pot fi găsite în nota de aplicaţie Fluke “Măsurări fără contact a temperaturii folosind termometre IR”.
Aplicaţiile termometrelor IR în întreţinerea electrică şi de proces.
• Localizarea întreruptoarelor de suprasarcină într-un panou de distribuţie;
• Identificarea siguranţelor care funcţionează aproape de capacitatea lor nominală;
• Identificarea problemelor în cutiile electrice de comutaţie;
• Monitorizarea şi măsurarea temperaturii rulmenţilor la motoare mari sau alte
echipamente rotative;
• Identificarea punctelor “fierbinţi” în echipamentele electronice;
• Identificarea scurgerilor în vasele sigilate;
• Depanarea valvelor de aburi;
• Localizarea izolaţiilor defecte la conducte sau alte sisteme izolatoare;
• Captarea măsurărilor de temperatură în procese.
Identificarea întreruptoarelor de suprasarcină
1 Măsurările de temperatură fără contact pot facilita găsirea unui întreruptor la sau în apropierea capacităţii sale nominale. Dacă se măsoară circuite cu tensiune mare, fiţi foarte precauţi şi purtaţi echipament de protecţie adecvat.
2 Scanaţi switch-urile într-un panou întreruptor şi faceţi măsurări.
Notă: Dacă corpul întreruptorului este acoperit de o placă în interiorul panoului va trebui să îndepărtaţi placa pentru a avea acces vizual asupra ţintei măsurate. Pentru a măsura o arie mică, este important să vă apropiaţi de ţintă într-un mod rezonabil. De exemplu, Fluke-68 măsoară un spot de 0.8″ de la 36″ de ţinta măsurată.
3 Cautaţi variaţii de temperatură de la un întreruptor la altul. Un întreruptor cu o temperatură măsurată cu aproxiamtiv 5°C mai mare decât a celorlate întreruptoare este foarte probabil să fie greu sau complet încărcat.
4 Un test adiţional cu un cleşte de curent poate măsura sarcina curent reală şi ajuta să determinăm cu siguranţă dacă avem nevoie de un întreruptor mai mare sau de o recablare.
Localizarea conexiunilor electrice defectuoase
Căderile din reţeaua electrică sunt cauzate frecvent de terminaţiile corodate, slăbite sau îmbătrânite. Aceste conexiuni defectuoase în general creează o conexiune rezistivă şi corelate cu scurgerile de curent generează căldură (P = I2R), adesea conducând la un circuit întrerupt care poate cauza incendii sau alte condiţii periculoase.
Fiţi foarte precauţi şi purtaţi echipament de protecţie adecvat când lucraţi lângă circuite cu tensiune înaltă.
Un terminal care măsoară 5°C mai mult decât alte terminale similare este posibil să prezinte anumite probleme.
Utilizarea termometrelor IR pentru depanarea sistemelor pe aburi şi valve de aburi
Aburul este o sursă des întâlnită ca sursă de căldură în multe procese de fabricaţie. Boilerele reprezintă metoda obişnuită de generare a aburului.
O altă metodă utilizează produse combustibile dintr-un proces, arzând produsele respective pentru a încălzi un boiler, sau prin supraîncălzirea conductelor de apă într-un incinerator. Aburul este apoi transportat prin conducte, adesea pe distanţe mari, pentru a fi folosit în zonele industriale. Chiar dacă aceste conducte sunt izolate, căldura dată de aburi scade cu cât creşte distanţa, cauzând procesul de condensare.
Condensul (apa) în conductele de aburi reduce energia efectivă a aburului şi poate cauza dificultăţi în multe procese pe bază de aburi. Valvele de aburi sunt proiectate special pentru a îndepărta condensul din conductele de aburi.
Testarea izolaţiei: Pentru a verifica izolaţiile conductelor şi boilerelor faceţi o inspecţie cu Fluke 66 sau Fluke 68.
1 Setaţi termometrul cu infraroşu pe modul MAX prin apăsarea pe butonul MODE până când în partea de jos a display-ului se citeşte MAX.
2 Eliberaţi trăgaciul de măsurare şi scanaţi izolaţia de pe conducte şi boiler. Măsurarea maximă va fi reţinută şi afişată în partea de jos a display-ului. O zonă neizolată poate prezenta temperaturi de 400°C sau chiar mai mult.
3 Când aţi găsit punctele fierbinţi corectaţi izolaţia pentru a reduce pierderea de căldură.
Valve de abur: Dacă o valvă de abur se blochează pe poziţia deschis, se va pierde abur, ducând la o pierdere de energie. Dacă se blochează pe poziţia închis nu va scoate condensul din conductă, făcând procesul ineficient.
O valvă de abur defectă poate costa o uzină 500$ pe an, iar în fiecare an 10% din valve de abur se defectează. Din moment ce uzinele mari au până la 1000 de valve de abur, ele pot deveni o ţintă pentru întreţinere de valoare mare.
Ideal, valva de abur are o intrare de abur şi o ieşire intermitentă de condens.
1 Pentru a verifica dacă valva de abur funcţionează corect, măsuraţi mai întâi partea de intrare a aburului.
2 Măsurând dinspre intrare spre ieşire, temperatura ar trebui să scadă semnificativ.
3 Dacă temperatura nu scade, valva de aburi este blocată pe poziţia deschis şi aburul trece în conducta de condens.
4 Dacă temperatura nu scade prea mult, valva poate fi blocată pe poziţia închis şi condensul nu trece.
Determinarea uzurii motorului prin căldura rulmenţilor
Datorită presiunilor de a reduce costurile operative, cei mai mulţi tehnicieni din uzine vor să optimizeze ciclul de viaţă al motoarelor industriale.
Termometrele IR performante pot ajuta în acest caz, prevăzând când motoarele au nevoie de întreţinere.
1 Începeţi cu un motor nou, lubrifiat corespunzător şi faceţi măsurările la cămaşa rulmenţilor când motorul funcţionează. Utilizaţi aceste măsurări ca etalon.
2 Odată cu îmbătrânirea motorului şi a lubrifiantului, rulmenţii se uzează generând caldură prin frecare, cauzând încălzirea cămaşii exterioare a rulmenţilor.
3 Faceţi măsurări suplimentare la intervale regulate, comparându-le cu măsurarea etalon pentru a analiza condiţia motorului.
Sfaturi pentru măsurări: Etichetaţi rulmenţii motorului cu temperatura etalon pentru a facilita comparaţia. Creaţi o ţintă neagră, plană, pentru măsurări precise.
4 Când măsurările indică un rulment supraîncălzit, emiteţi un ordin de întreţinere pentru a înlocui sau lubrifia cămaşa ceea ce reduce posibilitatea unei căderi a motorului mult mai costisitoare.
Utilizarea termometrelor IR Fluke 66 şi 68
Pentru a activa termometrele Fluke 66 şi 68, doar apăsaţi trăgaciul pentru a începe citirea. Eliberaţi trăgaciul pentru a vedea ultima măsurare. Se va opri automat după 7 secunde de nefolosire.
Butonul MODE de măsurare: Comutaţi butonul MODE astfel încât în partea de jos a display-ului să se citească maximul (MAX), minimul (MIN), diferenţa (DIF), media (AVG), alarma de minim şi de maxim (LAL şi HAL), ajustarea emisivităţii (EMS) sau modul de măsurare cu sondă (PRB). Stocarea şi recuperarea măsurărilor: Fluke 66 şi 68 pot măsura şi stoca până la 12 citiri.
1 Pentru a stoca o măsurare, ţineţi apăsat pe trăgaci.
2 Apoi eliberaţi şi ţineţi butonul MODE până când apare LOG în partea din stânga jos a display-ului.
3 Eliberaţi butonul LOG pentru a stoca măsurarea. Va apărea un număr sub indicatorul LOG care arată în ce locaţie de memorie este stocată măsurarea.
4 Pentru a vizualiza o măsurare stocată, eliberaţi şi ţineţi butonul MODE; când indicatorul LOG este vizibil, folosiţi tastele jos şi sus pentru a parcurge măsurările.
Setări de emisivitate – utilizarea sondei opţionale 80PR-60 RTD
Setările pentru ajustarea emisivităţii la Fluke 66 şi 68 permit compensarea efectelor obiectelor emisive. Obiectele emisive reflectă undele de infraroşu mai degrabă decât să le absoarbă.
1 Pentru a ajusta setările de emisivitate, apăsaţi butonul MODE până când este afişat EMS (emissivity). Folosiţi săgeţile sus şi jos pentru a schimba setările.
2 Odată ce emisivitatea este ajustată, puteţi să verificaţi setările cu sonda 80PR-60 TRD. Apăsaţi butonul MODE până când este afişat PRB.
3 Utilizaţi sonda pentru a măsura temperatura la suprafaţa unui obiect.
4 Comparaţi această măsurare cu măsurarea non-contact pentru a verifica setările de emisivitate pentru utilizarea ulterioară. Sonda 80PR-60 este folositoare pentru verificarea setărilor de emisiviate. Poate fi folosită şi pentru măsurări precise de temperatură deşi nu este la fel de rapidă ca o măsurare cu infraroşu.
Cele mai bune soluţii în măsurarea temperaturii IR
Pentru a obţine cele mai bune măsurări non-contact folosiţi aceste indicii:
• Apropiaţi-vă de ţintă în limita siguranţei;
• Când măsuraţi de la distanţă, trebuie să înţelegeţi dimensiunea ţintei măsurate pe baza raportului distanţă-spot (Vezi Figura 1 şi 2);
• Dacă trebuie să măsuraţi des o ţintă reflectivă, trebuie să acoperiţi suprafaţa reflectivă cu vopsea neagră sau cu bandă pentru a obţine cele mai bune rezultate. Acest lucru ne asigură şi că este măsurat acelaşi punct de fiecare dată;
• Luaţi în considerare sursele de radiaţii infraroşu reflective. Obiectele care au suprafaţa lucioasă reflectivă şi sunt emisive vor reflecta energia infraroşu de la alte obiecte învecinate, incluzând soarele. Aceasta poate interfera cu măsurările făcute asupra radiaţiei IR a ţintei;
• Experimentaţi cu câteva unghiuri pentru a obţine cea mai bună imagine. Este posibil să se diminueze energia reflectată de la alte surse de energie IR;
• Ajustaţi emisivitatea pentru a minimiza erorile de măsurare. Folosiţi sonda de contact pentru a verifica aceste setări.
Radu Dumitrescu – RONEXPRIM s.r.l.
Tel: 021/314 35 99, 8, 7; Fax:021/313 62 44
e-mail:rd@ronexprim.com
www.aparate-masura-control.ro, www.ronexprim.com