Termowizja, nazywana często również termografią, to proces obrazowania w paśmie podczerwieni, czyli promieniowania o długości fal pomiędzy światłem widzialnym a falami radiowymi. Celem takiego działania jest bezkontaktowe oraz zdalne rejestrowanie emisji ciepła, które wytwarzają ciała fizyczne i obiekty o temperaturze powyżej zera bezwzględnego. Proces odbywa się najczęściej w powtarzalnych warunkach codziennych i bez potrzeby dodatkowego oświetlenia. Do największych jego zalet zaliczyć można szybkość i dokładność badania, a także wyniki otrzymywane w czasie rzeczywistym.
Początek badań naukowych nad termografią miał miejsce już w pierwszej połowie XIX w. przy okazji odkrycia podczerwieni. Na praktyczne zastosowanie trzeba było jednak jeszcze poczekać. Początkowo technologia ta była wykorzystywana wyłącznie przez wojsko. Z czasem jednak trafiła również do użytku cywilnego. Obecnie na szeroką skalę termowizja jest wykorzystywana w różnych gałęziach przemysłu wytwórczego, ale też w budownictwie, nauce czy medycynie. Największe znaczenie ma wszędzie tam, gdzie poziom temperatury uważa się za jeden z najistotniejszych parametrów procesów produkcyjnych, wpływający zwłaszcza na ich jakość oraz bezpieczeństwo.
Kamera termowizyjna jako podstawowe narzędzie termografii
Wszystkie badania termowizyjne wymagają zastosowania specjalistycznego sprzętu i dedykowanego mu oprogramowania. Podstawowym i najważniejszym narzędziem pracy jest tu kamera termiczna. Jej zadanie to rejestrowanie obrazu w podczerwieni. Następnie przekształcany jest on w termogram, który w sposób graficzny przedstawia rozkład temperatury na danej powierzchni. Na otrzymanym obrazie obiekty o różnej temperaturze otrzymują inny kolor. Te o wyższych temperaturach przyjmują barwy ciepłe, a te o niższych barwy zimne. Pomiary kamerą termowizyjną są zatem niezbędne do dalszych analiz. Te z kolei mają za zadanie udoskonalenie i optymalizację procesów produkcyjnych.
Wszelkie czujniki są coraz bardziej zautomatyzowane, co wpisuje się w ideę inteligentnego przemysłu. Ze względu na nieduże rozmiary kamerę termowizyjną można umieścić niemal wszędzie. To sprzęt łatwy w użyciu. Zakresy pracy mogą być różne, ale każda kamera termowizyjna składa się z układu optycznego, detektora promieniowania podczerwonego, a także elektroniki odpowiedzialnej za wzmacnianie, przetwarzanie do postaci cyfrowej i wizualizacje. Na zasięg działania urządzenia wpływ mają takie parametry, jak liczba detektorów w matrycy, rozdzielczość termiczna oraz kąt obserwacji.
Znaczenie termografii w przemyśle spożywczym
Przemysł spożywczy to pojęcie szerokie, które obejmuje wszystkie działania zmierzające do wytworzenia produktów i półproduktów przeznaczonych do konsumpcji. Dlatego w jego obręb zaliczymy m.in. mleczarnie, piekarnie, cukrownie, młyny, rzeźnie, wytwórnie, browary czy gorzelnie. W każdej z tych dziedzin temperatura i jej monitoring mają niebagatelne znaczenie. W związku z tym termografia znajdzie tu swoje zastosowanie. Kontrola produkcji z użyciem kamery termicznej będzie znacznie dokładniejsza niż bez niej. Odpowiednia aparatura pomiarowa nie tylko wyznaczy zakres temperatur do prawidłowego przeprowadzenia procesów wytwórczych, ale również zawiadomi operatora, jeśli wystąpią jakieś nieprawidłowości. Termografia przydatna będzie oczywiście w ocenie stanu izolacji termicznej budynków i hal czy funkcjonowania poszczególnych urządzeń w ich obrębie. Zdiagnozuje też problem w miejscach niedostępnych. W skrajnych wypadkach zlokalizuje nawet miejsce i początek pożaru.
Analizując termogram można z wyprzedzeniem przewidzieć zbliżającą się awarię sprzętu i jej zapobiec. Pomiary kamerą termowizyjną mają też znaczenie bezpośrednio w procesach produkcyjnych. Kontrola temperatury chłodzonych lub gotowanych produktów w niektórych branżach będzie wręcz kluczowa. Przykład może stanowić termiczna obróbka mięsa lub innych artykułów spożywczych na linii produkcyjnej. Do tego dochodzi monitoring napełniania różnorodnych pojemników. Kamera termiczna znajdzie też zastosowanie podczas procesu pakowania i kontroli stanu opakowań oraz ich szczelności. Co ciekawe, sprawdzi się również do wykrywania ciał obcych w produktach. Technologia termografii wspomoże także procesy magazynowania oraz transportu.
Wybór odpowiedniej kamery termowizyjnej dla danego zakładu produkcyjnego
Oczywiście wybór aparatury pomiarowej powinien zostać dopasowany do potrzeb konkretnego zakładu produkcyjnego, a także do miejsca, w którym będzie ona stosowana i wielkości monitorowanych obiektów. Ważne jest również to, czy sprzęt ma być przenośny, czy stacjonarny. Niemniej jednak każda kamera termowizyjna powinna spełniać określone wymagania. Podstawowe parametry to wielkość, waga, wytrzymałość na czynniki zewnętrzne, pobór mocy, zasięg i pole widzenia. Do najważniejszych kryteriów wyboru kamer termowizyjnych zaliczyć należy wielkość matrycy, ogniskową obiektywu, częstotliwość zmiany obrazu, a także obsługiwany zakres temperatur.
Opcje, które warto wziąć pod uwagę, obejmują ręczną korekcję rozpiętości i poziomów temperatur, wodoszczelność czy możliwość przesyłu obrazu przez połączenie bezprzewodowe. Jako przydatne funkcje podstawowe trzeba wyróżnić punkt pomiarowy i powierzchnię pomiarową, a w bardziej zaawansowanych urządzeniach identyfikowanie wilgotności względnej. Z kolei łączenie ze sobą obrazów wykonanych w świetle widzialnym oraz w podczerwieni ułatwi zlokalizowanie ewentualnego problemu. Przy tym wszystkim pamiętać należy, że technologia termowizji cały czas się rozwija i wpisuje w trend automatyzacji procesów produkcyjnych. Dlatego kamery coraz częściej będą częścią systemu mającego np. wpływ na optymalizację temperatury w urządzeniach grzewczych lub chłodzących. Warto więc od razu wybrać sprzęt, który sprawdzi się do takich zastosowań, aby zbyt szybko nie była potrzebna kolejna modernizacja.
