Wibrodiagnostyka w praktyce

Warunkiem wiarygodności wyników pomiaru wibracji jest odpowiednio przeprowadzony pomiar, co w ogromnym stopniu zależy od właściwego zamocowania sensora. W tym zakresie powinno się przestrzegać kilku zasad.

Ważne, żeby punkty pomiarowe były dokładnie określone i wyraźnie oznaczone. Powierzchnia, do której czujnik zostanie przymocowany, musi być płaska i czysta - poza typowymi zabrudzeniami trzeba również usunąć z niej na przykład łuszczącą się farbę, rdzę i ją odtłuścić.

Oprócz tego czujnik oraz okablowanie łączące go z systemem pomiarowym powinny być odpowiednio zabezpieczone, tak by się nie przemieszczały. Jeśli pomiary będą powtarzane, należy koniecznie dopilnować, by warunki, w jakich pracuje maszyna, na przykład obciążenie, w czasie każdego testu były zbliżone.

Zapewnienie porównywalnych warunków jest szczególnie trudne w przypadku pomiarów, które są przeprowadzane ręcznie, przy użyciu przenośnych analizatorów drgań. Lepszym rozwiązaniem są systemy ciągłego monitorowania wibracji ze stacjonarnymi analizatorami.

Poza tym, że gwarantują powtarzalność pomiarów dodatkowo umożliwiają ciągłe analizowanie wartości wielkości mierzonej w celu wykrycia przekroczenia przez nią zaprogramowanej wartości granicznej. Można je również zintegrować z systemem sterowania monitorowanej maszyny albo systemem centralnym.

Pomiary temperatury

Podobnie jak nadmierne wibracje, za wysoka lub za niska temperatura może być objawem wielu problemów. Przykładami są, w instalacjach elektrycznych: niezrównoważenie faz, przeciążenie, błędne połączenie, harmoniczne, niedokładnie zamocowane, nadmiernie napięte, obluzowane i przerwane okablowanie, skorodowane złącza i przepalone bezpieczniki, w transformatorach - zablokowany przepływ oleju, w wentylatorach - uszkodzone łożyska, w wymiennikach ciepła - nagromadzenie się osadów wewnątrz i na zewnątrz rur.

Temperaturę można mierzyć kontaktowo albo bezkontaktowo. Spośród czujników zaliczanych do pierwszej grupy w przemyśle najczęściej korzysta się z termometrów elektrycznych dwóch typów: termopar i rezystancyjnych. Sprawdzają się one szczególnie w stacjonarnych i ciągłych pomiarach temperatury.

Podczas przeglądów praktyczniejsze są bezkontaktowe przyrządy pomiarowe: pirometry, które służą do punktowego pomiaru temperatury oraz kamery termowizyjne. Na ekranie tych drugich prezentowany jest obraz przedstawiający rozkład temperatur powierzchni, która jest poddawana inspekcji. Jest to termogram.

Różnymi kolorami są na nim zaznaczane obszary, które różnią się temperaturami wyznaczanymi na podstawie pomiaru emitowanego przez nie promieniowania cieplnego odbieranego przez detektor podczerwieni w kamerze.

Zalety i ograniczenia kamer termowizyjnych

Pomiary przy użyciu kamer termowizyjnych mają wiele zalet. Przede wszystkim nie wymagają wyłączenia urządzenia, a pomiar bezkontaktowy jest nieniszczący i można go wykonać z dużej odległości. To pozwala na bezpieczne kontrolowanie pracy na przykład gorących obiektów, jak piece i kotły, czy urządzeń pod napięciem.

Kamery termowizyjne są łatwe w obsłudze. Pomiar nimi jest szybki, a wyniki są dostępne natychmiast i bez dodatkowego przetwarzania zapewniają pełny obraz sytuacji. Przyspiesza to ocenę stanu obiektu i odkrycie przyczyny problemu. Poza zaletami kamery termowizyjne mają także niestety kilka ograniczeń.

Nie są tanie. Jeśli obiekt badania jest ukryty za osłoną wykonaną z materiału, który nie przepuszcza promieniowania podczerwonego, to pomiaru nie można dokonać bez jej usunięcia albo otwarcia. Poza tym do poprawnej interpretacji termogramu wymagana jest spora wiedza oraz doświadczenie.

Aby go rozszyfrować, nie wystarczy bowiem odnieść się do skali, na której określono przedziały temperatur odpowiadające poszczególnym barwom, ale trzeba również uwzględnić specyfikę obiektu inspekcji. Na wiarygodność wniosków wyciągniętych na podstawie termogramu ma ponadto ogromny wpływ otoczenie oraz warunki, w jakich został przeprowadzony pomiar.

Jak interpretować termogram?

Trzeba pamiętać, że obiekt nie tylko emituje promieniowanie cieplne, ale też odbija je z otoczenia, tymczasem kamera termowizyjna tego nie rozróżnia. Nie wiadomo zatem, w jakim stopniu promieniowanie przez nią mierzone jest sumą różnych składników.

By więc termogram właściwie zinterpretować, należy wiedzieć, jaka jest emisyjność i refleksyjność badanej powierzchni. Pierwsza właściwość opisuje skuteczność, z jaką ciało emituje promieniowanie podczerwone, zaś refleksyjność to, jak silnie je odbija.

Dużą emisyjność mają dielektryki, takie jak guma, ceramika, szkło, natomiast metale, szczególnie polerowane, charakteryzuje duża refleksyjność. Właściwości te zależą też od koloru powierzchni materiału oraz w przypadku półprzezroczystych materiałów od ich grubości. Dokładne wartości emisyjności i refleksyjności różnych materiałów znaleźć można w tablicach fizycznych albo w materiałach udostępnianych przez producentów kamer termowizyjnych.

Wykonując pomiary na zewnątrz budynków, trzeba uwzględnić to, że intensywność promieniowania docierającego do detektora podczerwieni w kamerze zależy od warunków atmosferycznych, takich jak wiatr i nasłonecznienie. To ostatnie powoduje powstawanie odblasków i nagrzewa oświetlane powierzchnie. Dlatego łatwo o błędną interpretację obrazów termicznych obiektów stojących w cieniu i tych niezacienionych.

Wiatr z kolei chłodzi obiekty, co także fałszuje wyniki pomiarów kamerą termowizyjną. Dlatego zaleca się, by nie używać ich przy wietrze wiejącym z prędkością większą niż kilka m/s. Wpływ słońca i wiatru nasila się albo osłabia w zależności od pory roku. Z analogicznych powodów dokonując pomiarów wewnątrz budynków, nie powinno się ignorować wpływu klimatyzacji. W ramce przedstawiamy jeszcze kilka innych porad praktycznych w zakresie pomiarów termowizyjnych.