Hvad er termografering ?

Termografering er at måle temperaturen på overflader, ved at måle bølgelængden på den varmeudstråling som overfladen udsender - så simpelt er det. Alle legemer der er over nul grader Kelvin udsender termisk stråling. Men det er faktisk kun her teorien starter, nedenstående har jeg skrevet lidt mere indgående om alt det man skal vide før man kvalificeret kan tage termobilleder.

Termografering er det ultimative værktøj når man skal udføre planlagt vedligehold, men det skal bruges rigtigt, det har også sine svagheder. Det er denne sides ambition at du, når du har læst den, har en god forståelse for hvor man kan bruge termografering og i særdeleshed hvilke svagheder og faldgrupper der er.

Lidt teorien om termografering.

For forståelsens skyld vil jeg starte med at beskrive tre grundlæggende begreber omkring varme: Konduktion, konvektion og termisk stråling, hvilket er de vigtigste kilder til at bortskaffe varme fra en komponent (normalt benyttes betegnelsen et legeme, da det er mere omfattende og bedre beskriver at her er tale om meget mere end det vi normalt møder i vores tekniske installationer). 

Der er mange flere faktorer der har indflydelse på hvorledes varmen opstår, fordeles og fjernes. For eksempel koster fordampning varme, men de faktorer vil jeg ikke komme nærmere ind på her.

Naturen bag termisk stråling.

Elektromagnetisk stråling findes i mange former. Den meget langbølgede stråling kender vi som radiobølger, og den meget kortbølgede kendes som radioaktiv stråling. I mellemområdet findes mikrobølger, synligt lys røntgenstråler mm – og infrarød stråling. 

Det elektromagnetiske spektrum er vist grafisk på figuren herunder, hvor det synlige lys er området markeret med regnbuens farver. 

Infrarød stråling, eller varmestråling,  er den type af stråling der måles ved termografering. Bølgelængden ligger i området fra 14 til 8 mm. Kolde overflader udsender langbølget stråling og varmere overflader udsender stråling med kortere bølgelængde.

Lidt mere populært kan man sige at varmeudstråling kender vi alle, for hvem har ikke oplevet hvor behageligt det er, på en kold dag, at opholde sig nær ved noget der udstrålede varme. Men selv om alle kender til varmeudstråling er det de færreste der ved hvilke regler der gælder for varmeudstråling og måling af den, for de er ganske komplicerede. Der er mange parameter man skal være opmærksom på når man skal udføre en professionel termografering.

Når vi udfører termografering måler vores kamera bølgelængden på den termiske stråling og oversætter det til temperaturer. De fleste kameraer viser også resultatet i et billede med farver, som vi mennesker kan se. Et godt kamera kan udføre mange forskellige manipulationer af billedet, så de oplysninger man ønsker at se fremtræder tydeligt. Det er af vital betydning at man er opmærksom på at forskellige overflader har forskellig evne til at udsende, optage og reflektere termisk stråling. Evnen til at udsende termisk stråling kaldes for emission. En overflade der er optimal god til at udsende termisk stråling har emissionstallet 1 og en der ikke udsender stråling definerer vi som 0.

Emission.

Hvis man skal udføre en termomåling hvor man skal kunne stole på den temperatur man måler skal man kende overfladens emission. For mange overflader kan man slå den op i tabeller, men da oxidering og korrosion har meget stor indflydelse, kan det være svært at finde et tal man kan stole på. For eksempel er emissionen for blankt kobber 0,05 og for kraftigt oxideret kobber 0,78

En tricks er at give emnet en overflade man kender. For eksempel ved at påføre det noget tape som man i forvejen kender emissionen på. Eller alternativt at udføre en måling med et kontakt termometer og så indstille kameraets emission så temperaturen passer. Men man skal passe på for mange overflader ændre emission når de ændre temperatur. 

Lad os med det samme slå fast at en overflades farve ikke nødvendigvis fortæller os noget om overfladens emission for termisk stråling. Man kan, ud fra erfaring, få et godt fingerpeg om emissionen ved at betragte overfladen i synligt lys. Men ser en overflade hvid ud, betyder det bare at den har en lille ”emission” for synligt lys. For eksempel har menneske hud en meget høj emission på 0,98 selv om den, hos de fleste af os, ikke er speciel sort.

Et praktisk forsøg du selv kan udføre.

For at få en forståelse af emissionens betydning er der et lille forsøg som nemt kan udføres derhjemme. Tag en stegepande, af den type med nonstik-overflade og en blank bagside. Varm den op på et komfur så den er meget varm. Tag den af komfuret og hold hånden tæt på oversiden, for eksempel i 3 cm. afstand. Gør herefter det samme, men på bagsiden af stegepanden. Man kan tydeligt mærke at  varmeudstrålingen er forskellig på forsiden og bagsiden, dette skyldes at overfladerne har en forskellig emission. Høj emission på oversiden og lille emission på den blanke bagside.

 Vær nu forsigtig jeg vil nødig have at mine potentielle kunder skal brænde sig J

Vær opmærksom på at stegepanden på disse to termobilleder har samme fysiske temperatur.

Husk, det er overfladen der bestemme emissionen, og det er derfor altid overfladens temperatur vi måler. Kun ved overflader der er mere eller mindre transparent for termisk stråling kan man måle temperaturer der ligger bag den overflade man kikker på. Transparente overflader møder man forholdsvis sjældent, men man skal selvfølgelig kende til dem, da det eller kan medføre fejlfortolkninger af måleresultaterne.

Fluke der fremstiller gode termiske instrumenter skriver om dette emne i en af deres brochure, ønsker du at læse den kan den kan du hente den her: Brochure fra Fluke

Refleksion.

Hvis en overflade har en lille emission har den en stor refleksion, hvilket kan give anledning til at man ikke måler det man tror man måler. I stedet kan man risikere at måle en varmestråling som er startet fra et helt andet sted end det man egentlig ville måle. Dette har gennem tiderne givet anledning til mange dyre misfortolkninger.  

El-anlæg.

Benytter man termografering til kontrol af elektriske anlæg er det endvidere nødvendigt med et indgående kendskab til hvad der forårsager varmen og hvordan den eventuelt afskærmes eller kan bortledes. Hvis man for eksempel har en sikringsgruppe med 3 sikringer hvor af den ene er varmere end de to andre, kan man normalt ikke konkludere noget uden af kende med hvilken strøm sikringerne er belastet.

Ved en korrekt udført el-termografering, med samtidig strømmåling, kan man beregne hvilken temperatur sikringen må have i situationen og kontrollere om den er overskreden. Eller med andre ord, hvis strømmen er væsentligt forskellig er det måske en helt normal temperaturforøgelse.

 

Da man er nødt til at sammenholde temperaturen med den aktuelle belastning for at kunne konkludere om der er en fejl betyder det at man ikke kan udføre el-termografering uden der er en rimelig belastning i anlægget. Tavler skal åbnes, så man kan se de komponenter og samlinger man ønsker at kontrollere. En termografering uden på tavlelågerne opfylder ikke Teknologisk Instituts anvisninger, fordi det kun giver et meget ringe billede af forholdene inde i tavlen. En overfladetermografering kan derfor kun betragtes som et alternativ til slet intet at termografere.

Ovenstående er kun eksempler på forehold man skal kende når man vil udføre korrekt termografering. Man skal have kendskab til mange flere parametre, lige fra betydningen af vindpåvirkning, til at samme overflade kan ændre emission ved forskellige temperaturer.

Gevinsten ved termografering.

Gevinsten ved at udføre termografering af el-installationer er åbenlys. Derved opdager man de komponenter der har en varmeudstråling, der er for stor. Det vil sige man opdager, eller bliver bekræftet i, hvilke installationer der er maksimal belastet. Men mere interessant er det at man også opdager de samlinger eller komponenter der er bare lidt varmere end de må være, ved den belastning de nu har. Det kan for eksempel være en kontaktor, en sikringsgruppe eller samlinger i en tavle. Den helt store fidus er at man kan opdage en fejl længe før den udvikler sig og giver anledning til sammenbrud eller driftsforstyrrelser. Ved en grundig og korrekt udført termografering, kan man opdage fejl hvor det kan være svært at overbevise kunden om at der noget galt. Måske er temperaturstigningen kun 5 grader over det den burde være ved belastningen og alt ser korrekte ud når man kikker på det. Men tag ikke fejl, de fejl der findes ved en termografering vil over tid have udviklet sig og hvis ikke de ikke bliver efterspændt ville de have ført til kortslutninger eller nedsmeltninger. Får man termograferet sine el-installationer har man en væsentlig større sikkerhed mod at blive ramt af utilsigtede driftsstop, med de omkostninger det medfører. Problemet består tit i at det er svært at relatere udgiften til termograferingen, op mod den udgift der ville have været ved en utilsigtet strømafbrydelse, i for eksempel produktionen eller administrations afdelingen.

Certificeringsordning.

Som det fremgår af ovenstående er det ikke bare lige at tage et termobillede. Derfor er der blevet oprettet en certificeringsordning for el-termografering som varetages af  Dansk Brand- og sikringstekniske Institut. De firmaer der er godkendt her har det korrekte udstyr og den fornødne viden til kvalificeret at udføre el-termografering. Der er flere firmaer i Danmark der nu er certificeret, men jeg vil selvfølgelig gerne anbefale mit eget firma tryel.dk

Men det er ikke kun ved el-anlæg at korrekt udført termografering kan være en genvej til forebyggelse af tab og nedbrud. Ved isoleringskontrol af bygninger og tekniske anlægsdele kan man hurtigt få et indtryk af tilstanden, ved termografering af roterende dele ses en øget varmeudvikling i et leje tydeligt, ved køleanlæg kan man konstatere hvor fordampningen foregår eller se fyldningsgraden i receiveren og for forskellige processer kan man følge temperaturudviklingen.

www.tryel.dk