استفاده از دوربین حرارتی در صنعت - روش‌ها، کاربردها و بهترین شیوه‌ها

۲۵ تیر ۱۴۰۴ مقالات

مقدمه

فروشگاه اول الکترونیک بعنوان یکی از مراکز پیشرو در ارائه تجهیزات بازرسی غیر مخرب انواع دوربین های حرارتی را نیز ارائه می نماید. در این مقاله سعی شده تا به بررسی اصول کار، روش‌های استفاده، کاربردهای صنعتی و بهترین شیوه‌های عملیاتی دوربین‌های حرارتی پرداخته شود.

دوربین‌های حرارتی (Thermal Imaging Cameras) از فناوری مادون قرمز برای تشخیص و نمایش توزیع دمایی سطوح استفاده می‌کنند. این ابزارها در صنایع مختلف، از بازرسی تجهیزات الکتریکی تا مانیتورینگ فرآیندهای تولید، کاربردهای حیاتی دارند.

بخش ۱: اصول کارکرد دوربین حرارتی

۱. مبانی فناوری مادون قرمز

هر جسم با دمای بالاتر از صفر مطلق (-۲۷۳°C) تابش حرارتی ساطع می‌کند.
دوربین‌های حرارتی این تابش را دریافت و به تصاویر رنگی (ترموگرام) تبدیل می‌کنند.
محدوده طیفی معمول: طول موج ۸–۱۴ میکرومتر (مادون قرمز موج بلند).

۲. اجزای اصلی دوربین حرارتی

عدسی مادون قرمز (ژرمانیوم با پوشش ضد بازتاب)
آرایه حسگر حرارتی (میکروبولومتر)
پردازشگر تصویر برای تبدیل داده‌های حرارتی به تصویر
صفحه نمایش با پالت‌های رنگی مختلف (آهن گداخته، طیف خاکستری، و غیره)

۳. پارامترهای کلیدی عملکرد

دقت دمایی: معمولاً ±۲°C یا ±۲٪ مقدار خوانده‌شده
توان تفکیک حرارتی (NETD): حداقل تفاوت دمایی قابل تشخیص (معمولاً <۰.۰۵°C در مدل‌های صنعتی)
میدان دید (FOV) و فاصله کانونی

بخش ۲: کاربردهای صنعتی دوربین‌های حرارتی

۱. بازرسی تجهیزات الکتریکی

شناسایی نقاط داغ در تابلوهای برق، اتصالات و ترانسفورماتورها
پیش‌بینی خرابی‌ها قبل از وقوع حادثه (مثلاً در کابل‌های فشارقوی)
استانداردهای مرجع:
- IEEE 3004.2 برای بازرسی حرارتی سیستم‌های الکتریکی
- NFPA 70B (نگهداری پیشگویانه)

۲. مانیتورینگ مکانیکی و تجهیزات دوار

تشخیص اصطکاک بیش از حد در یاتاقان‌ها و گیربکس‌ها
نشت‌یابی در سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک
بررسی عایق‌بندی حرارتی در دیگ‌های بخار و خطوط لوله

۳. کنترل کیفیت در فرآیندهای تولید

بازرسی اتصالات جوش (نقاط سرد/داغ)
آنالیز توزیع دمایی در PCBها
بررسی یکنواختی پخت در صنایع غذایی و کامپوزیت

۴. ایمنی و تشخیص نشتی

شناسایی نشت گازهای قابل اشتعال (با فیلترهای طیفی خاص)
پایش حرارتی در محیط‌های پرخطر (مانند پالایشگاه‌ها)

بخش ۳: روش صحیح استفاده از دوربین حرارتی

۱. تنظیمات اولیه

کالیبراسیون بر اساس دمای محیط (با استفاده از جسم سیاه مرجع)
انتخاب پالت رنگی مناسب (مثلاًIronbow برای کنتراست بالا)
تنظیم emissivity (ضریب گسیل) برای مواد مختلف:
- فلزات صیقلی: ۰.۱–۰.۳
- پلاستیک‌ها و رنگ‌های مات: ۰.۸–۰.۹

۲. تکنیک‌های تصویربرداری

✅ قانون ۲۰-۲۰-۲۰:

۲۰٪ از کادر را با جسم مورد نظر پر کنید.
از فاصله ۲۰ سانتیمتر برای جزئیات بیشتر استفاده نمایید.
حداقل ۲۰ ثانیه به دستگاه زمان دهید تا به تعادل حرارتی برسد.

✅ تصویربرداری پویا (برای تجهیزات متحرک):

استفاده از حالت ویدئویی حرارتی با فریم‌ریت بالا (۳۰Hz+)
تثبیت تصویر با سه‌پایه ضد لرزش

۳. تفسیر تصاویر حرارتی

نقاط داغ Hotspots ): معمولاً قرمز/سفید در پالت Ironbow)
نقاط سرد Cold spots : آبی/بنفش (مثلاً در نشتی‌های گاز)
الگوهای غیرعادی: گرادیان‌های نامتقارن یا تغییرات ناگهانی دما

بخش ۴: نکات ایمنی و نگهداری

۱. اقدامات احتیاطی

اجتناب از اشعه لیزر (در مدل‌های مجهز به نشانگر)
عدم استفاده در محیط‌های انفجاری (مگر با گواهی ATEX)
محافظت از لنز در برابر ضربه و خراش

۲. کالیبراسیون و نگهداری

کالیبراسیون سالانه توسط مراکز معتبر
تمیزکاری لنز با دستمال مخصوص ژرمانیوم
ذخیره‌سازی در دمای پایدار (۱۵–۲۵°C)

نتیجه‌گیری

دوربین‌های حرارتی با توانایی شناسایی مشکلات پنهان، ابزاری ضروری در نگهداری پیشگویانه (Predictive Maintenance) هستند. برای دستیابی به بهترین نتایج: