Eksperymentalna ocena metrologicznych właściwości

„Eksperymentalna ocena metrologicznych właściwości
termowizyjnego pomiaru temperatury przez materiały
półprzepuszczalne w wybranych zastosowaniach”
Mariusz Litwa
Stypendysta projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych za
strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu
Operacyjnego Kapitał Ludzki.
Obszar badań doktoranta dotyczy dynamicznie rozwijającej się obecnie dziedziny
nauki i techniki, jaką jest termografia, czyli detekcja promieniowania podczerwonego.
Przygotowywana rozprawa doktorska dotyczy problematyki modelowania zjawisk
towarzyszących termowizyjnemu pomiaru temperatury oraz eksperymentalnych badań
wpływu wybranych czynników na wynik pomiaru temperatury.
Ważnym celem prac prowadzonych w ramach przygotowywanej pracy doktorskiej jest
metrologiczna analiza wyników pomiarów temperatury kamerami termowizyjnymi przez
materiały półprzepuszczalne (filtry optyczne) w wybranych zastosowaniach. Konieczność
stosowania takich filtrów wykonanych w postaci okien podczerwieni występuje w różnych
sytuacjach zagrożenia zdrowia lub nawet życia osób wykonujących pomiary. Także same
kamery termowizyjne, ze względu na wysoką cenę, podlegają ochronie. Konieczność
stosowania okien podczerwieni wynika z zagrożeń biologicznych, termicznych oraz
porażenia prądem elektrycznym. Pomiary termowizyjne są bardzo często wykorzystywane w
energetyce. Wynika to z wymaganej niezawodności urządzeń oraz elementów przesyłowych,
mającej na celu ograniczenie przerw w przesyle energii i wiążących się z tym dużych strat
finansowych dostawców energii. Termografia wykorzystywana jest w rutynowych okresowych
pomiarach temperatury wybranych miejsc, urządzeń i elementów. Warto zauważyć że, z roku
na rok wzrasta w Polsce świadomość przydatności diagnostyki termowizyjnej.
Osoba dokonująca inspekcji termograficznej maszyn, urządzeń i elementów
elektrycznych narażona jest na wiele niebezpieczeństw związanych ze zjawiskami
mechanicznymi i elektrycznymi. Jednym ze sposobów zwiększenia bezpieczeństwa pomiaru
jest obserwacja poprzez dodatkowy element optyczny oddzielający obserwatora od obiektu.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
Pomimo
postępu
technologicznego,
poprawy
parametrów,
czułości
oraz
rozdzielczości kamer termowizyjnych pomiary przy użyciu tych urządzeń są nadal pomiarami
mało dokładnymi. Dlatego też wielu specjalistów w dziedzinie termografii uważa pomiary
dokonywane przy użyciu kamer za pomiary jakościowe (tzn. pomiary rozkładu temperatury),
a nie ilościowe (pomiary temperatury). Aby możliwe było dokonanie pomiarów ilościowych, z
punktu widzenia dokładności pomiaru konieczna jest znajomość kilku kluczowych
parametrów.
W przygotowywanej pracy doktorskiej zaprezentowane zostaną rozważania na temat
niedokładności pomiaru temperatury obiektu kamerą termowizyjną poprzez materiały
półprzepuszczalne, tzw. okna podczerwieni. Określony zostanie wpływ samego okna na
wynik pomiaru, jak również wpływ zmiennych warunków otoczenia. Rozprawa doktorska ma
być odpowiedzią na pytanie, jakie czynniki należy uwzględnić podczas wykonywania
pomiarów przez okna podczerwieni, aby uzyskać wiarygodny pomiar temperatury.
Główną cechą planowanych efektów i uzyskanych wniosków rozprawy jest ich
charakter aplikacyjny. Przedstawione okna podczerwieni są obecnie stosowane w
energetyce. Brakuje jednak całościowego opisu zjawisk towarzyszących pomiarom
temperatury przez te okna opartego na badaniach eksperymentalnych. W związku z tym
praca ta ma na celu usystematyzowanie możliwie wszystkich czynników wpływających na
wyniki otrzymywane podczas pomiarów. Rozprawa ma stać się również pomocą dla osób,
które zajmują się omawianymi pomiarami w praktyce. Kolejnym celem badań doktoranta jest
podniesienie świadomości osób dokonujących pomiary, tak aby zminimalizować błędy
popełniane podczas ich wykonywania.
Wdrożeniowy charakter pracy powinien skutkować poprawą konkurencyjności regionu
poprzez podnoszenie wysokospecjalistycznych umiejętności pracowników w coraz szerzej
wykorzystywanej dziedzinie termowizyjnych pomiarów temperatury. Ponadto wdrożenie jest
przejawem polepszenia współpracy pomiędzy sektorem nauki i przemysłu. Ważnym
zakładanym efektem przygotowywanej rozprawy doktorska będzie określenie kierunków
dalszych badań dotyczących okien podczerwieni oraz ich zastosowania w różnych
aplikacjach.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego