DETECTEER STORINGEN VROEGTIJDIG MET WARMTEBEELDCAMERA'S

Besparen door frequente inspectie

Aan de hand van warmtebeeldcamera's kunnen problemen bij motoren, pompen of lagers al in een vroeg stadium worden blootgelegd, nog voor er een storing optreedt. Dan is het echter wel van belang dat de juiste warmtebeeldcamera wordt gebruikt, dat de gebruiker de camera juist instelt én dat hij de beelden juist interpreteert. Daarbij is onder andere de emissiviteitscoëfficiënt belangrijk, evenals het bereik en de gevoeligheid.

STEEDS GESOFISTICEERDER

Software wint aan belang

Warmtebeeldcamera's zijn er in alle soorten en maten, van kleine camera's die je aan een drone of gsm koppelt, tot gesofisticeerde exemplaren die op één plek zijn geïnstalleerd en zorgen voor een permanente controle. Ze streamen beelden en geven een alarmsignaal af wanneer bepaalde gemeten waardes afwijken van de reguliere temperaturen. Ongeacht de camera die een bedrijf gebruikt, wordt er steeds vaker gebruikgemaakt van software om infraroodbeelden later verder te bekijken, te optimaliseren en te analyseren. Deze software is door de jaren heen steeds gebruikersvriendelijker geworden.

Oorzaken van afwijkingen

Of een bedrijf kiest voor een handheld of een inlineoplossing, hangt af van de toepassing waarvoor de camera wordt gebruikt. Toepassingen in de industrie zijn vooral te vinden in het vroegtijdig ontdekken van afwijkingen. Een hoge warmteontwikkeling wijst bij pompen of motoren vaak op een verhoogde mate van slijtage, veroorzaakt door bijvoorbeeld wrijving, een verkeerde afstelling of uitlijning, onjuiste toleranties of een gebrek aan smeermiddel. Worden er regelmatig inspecties uitgevoerd, dan zal men sneller afwijkingen ontdekken. Daarbij moet er wel worden gelet op een juiste analyse.

"Een hoge warmteontwikkeling wijst bij pompen of motoren vaak op een verhoogde mate van slijtage, veroorzaakt door bijvoorbeeld wrijving, een verkeerde afstelling of uitlijning, onjuiste toleranties of een gebrek aan smeermiddel."

EMISSIVITEITSCOEFFICIENT

Warmtebeeldcamera's meten de oppervlaktetemperatuur. Ieder materiaal heeft een bepaalde emissie van warmte. Bepaalde metalen hebben de eigenschap dat ze veel warmte reflecteren en weinig warmte absorberen. Andere materialen, zoals een baksteen, absorberen juist veel warmte en reflecteren weinig.

Bij het meten van de temperatuur moet daarom altijd rekening worden gehouden met het materiaal en de bijbehorende reflectie of absorptie. Op warmtebeeldcamera's bepaalt de emissiviteitscoëfficiënt de mate van reflectie. Op een schaal van nul tot één betekent nul weinig reflectie en veel absorptie, terwijl 1 staat voor een maximale reflectie. Doorgaans wordt een camera ingesteld op een emissiviteitscoëfficiënt van 0,95. Richt je de camera op metalen, dan is er echter een andere coëfficiënt noodzakelijk voor een juiste weergave van de temperatuur.

HOEK

Om een zo nauwkeurig mogelijke meting te doen, moet je dus altijd rekening houden met de reflectie of absorptie van het materiaal. Bij industrieel gebruik wordt hier nog al eens een fout gemaakt. Wanneer bij pompen of machines een bepaald onderdeel net is vervangen, zal dit onderdeel een grotere reflectie vertonen en daardoor een afwijkende waarde aangeven ten opzichte van de rest. Om te controleren of je te maken hebt met opwarming dan wel reflectie, kun je de hoek van de meting veranderen. Je richt de camera op hetzelfde beeld, maar verplaatst jezelf, zodat er vanuit een andere hoek wordt gemeten. Blijft het beeld hetzelfde, dan is er geen sprake van reflectie. Een andere oplossing is het plakken van een stukje tape op het reflecterende materiaal, om de werkelijke temperatuur te achterhalen.

"Om een zo nauwkeurig mogelijke meting te doen, moet je dus altijd rekening houden met de reflectie of absorptie van het materiaal."

VERGELIJKEN

Een camera heeft een automatische schaalverdeling. Binnen het beeld dat de gebruiker richt op een bepaalde machine, zal hij zijn laagste en hoogste temperatuur aangeven (blauw-rood is koud, geel en wit zijn warm). Scan je twee verschillende motoren of pompen die een verschillende hoeveelheid warmte genereren (bijvoorbeeld 180 dan wel 250 graden), dan zullen de kleuren in de beelden die worden gegenereerd, eveneens veranderen door de automatische schaalverdeling. Terwijl 180 graden bij het ene beeld wit is, zal dit in een tweede pomp geel zijn. Om een vergelijking tussen twee gelijkaardige machines te kunnen maken, zal een thermograaf zijn schaal daarom vastzetten, bijvoorbeeld tussen 0 en 200 graden. Alles wat boven de 200 graden is, is gewoon wit van kleur. Op die manier wordt het eenvoudiger verschillende machines met elkaar te vergelijken en kunnen afwijkingen sneller worden vastgesteld.

ZICH HERHALENDE PATRONEN HERKENNEN

Een aantal warmtebeeldcamera's bieden de mogelijkheid om zich herhalende patronen te herkennen over langere tijd, als je meerdere malen dezelfde inspecties kunt doen over een langere periode. Je kunt daarbij vaststellen of bijvoorbeeld bepaalde pompen of motoren harder slijten. Net zoals je met de verzamelde informatie onderhoudstermijnen voor bepaalde machines kunt bepalen, kun je dus ook de optimale tijd bepalen tussen inspecties. Mogelijk moet de frequentie worden aangepast aan de prestaties van de machines of apparatuur.

ESSENTIELE COMPONENTEN

Detector

Niet iedere camera kan voor iedere toepassing worden gebruikt. Afhankelijk van de toepassing zal een camera met bijvoorbeeld een andere gevoeligheid, bereik of detector worden gekozen. De detector, het aantal pixels dat hij weergeeft, speelt een grotere rol naarmate de elementen die moeten worden gemeten, kleiner zijn. Wordt een warmtebeeldcamera met een lager aantal pixels op een grote machine gericht, dan zal het beeld niet zo mooi zijn, maar het warmteverschil is goed zichtbaar. Richt men de camera echter op kleine objecten zoals kleine lagers, dan speelt de netheid van het beeld een veel grotere rol. Hoe kleiner het element is waarop wordt gericht, hoe nauwkeuriger en netter het beeld zal moeten zijn. Vanaf 320x240 pixels zijn fijnere elementen eenvoudiger zichtbaar.

Thermische gevoeligheid

Een tweede belangrijk element is de thermische gevoeligheid. Bij industrieel gebruik is het vaak niet zo belangrijk om heel nauwkeurig de temperatuur te weten, maar is het wel van belang om verschillen of afwijkingen op te merken. Als iets abnormaal opwarmt, moet je dit zo snel mogelijk kunnen opmerken, om preventief storingen te voorkomen. Heeft een camera een thermische gevoeligheid van bijvoorbeeld 0,1 graad, dan zal de camera bij een verschil van 1/10 van een graad al een andere kleur weergeven. Dit kleurverschil is wellicht miniem, maar wel waarneembaar.

"Welke camera het meest geschikt is, hangt volledig af van de toepassing."

BEREIK

Bij de aanschaf van een camera moet ook het bereik goed in ogenschouw worden genomen. Sommige camera's hebben een bereik tot 300 graden Celsius, andere tot 600 graden, maar er bestaan ook camera's die tot 900 graden kunnen meten, waarbij er beschermingslenzen over de lens worden gezet. Welke camera het meest geschikt is, hangt volledig af van de toepassing. Bij de aanschaf van een thermische camera wordt er vaak door de leverancier een cursus thermografie gegeven, waarbij wordt aangeleerd hoe beelden kunnen worden beoordeeld en hoe fouten of schijnbaar afwijkende waardes kunnen worden onderscheiden van de werkelijke waardes. 

 

CAMERA'S ALS HULPMIDDEL BIJ LAGERVET

Warmtebeeldcamera's worden gebruikt voor uiteenlopende inspecties. Ze kunnen daarbij ook dienen als hulpmiddel voor inspecties van lagers en lagervet. Daarbij moet eerst worden gekeken naar hoe hoog de temperatuur van lagervet wordt. Wordt het te heet, dan zal de werking van vet sneller minder worden dan gespecificeerd door de leverancier. Het is moeilijk te voorspellen hoe snel dat dat minder wordt.

Wordt de smering echter minder, dan zal er vaker oververhitting optreden en zal het slijtageproces versnellen. Vaak hebben machines ingebouwde trillingsopnemers om het trillingsniveau en trillingsspectrum te bepalen en daarmee te voorspellen hoe het slijtageproces verloopt. Wordt alleen het trillingsniveau gemeten, dan wordt het pas in een veel later stadium mogelijk aan te geven wanneer er een storing te verwachten is. En hier is de thermische camera een efficiënt hulpmiddel omdat je daarmee toch eerder een probleem kunt detecteren. Als apparatuur onder dezelfde condities wordt gebruikt, zal de temperatuur normaliter gelijk blijven. Als een gebruiker meerdere machines in gebruik heeft, is het zinvol een scan met de camera te maken en een gemiddelde temperatuur en een temperatuurverdeling te bepalen voor alle machines. Bij een normale verdeling zullen de temperaturen rond een gemiddelde waarde liggen en zullen binnen driemaal de standaarddeviatie liggen voor verschillende vergelijkbare machines onder vergelijkbare omstandigheden. Als een temperatuur hierbuiten valt, is er iets niet in orde. Meestal zijn de machines afgeschermd en is het niet mogelijk de juiste temperaturen te meten. In dergelijke gevallen zal er verder onderzoek moeten plaatsvinden met gebruikmaking van andere meetgereedschappen, zoals trillingsanalyzers en -meters, en zal er misschien vaker een inspectie moeten plaatshebben.