PředmětyPředměty(verze: 811)
Předmět, akademický rok 2014/2015
  
Termografie a termodiagnostika - N444030
Anglický název: Thermography and thermodiagnostics
Zajišťuje: Ústav fyziky a měřicí techniky (444)
Platnost: od 2013
Semestr: zimní
Body: zimní s.:4
E-Kredity: zimní s.:4
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:1/3 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen / neomezen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Další informace: http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html
Garant: Kadlec Karel doc. Ing. CSc.
Fitl Přemysl Ing. Ph.D.
Pro tento předmět jsou dostupné online materiály
Anotace -
Poslední úprava: Kadlec Karel doc. Ing. CSc. (23.11.2012)

Studenti se seznámí s teoretickými základy bezdotykového měření teploty, s přístrojovou technikou používanou při infračervené termografii, podrobně se seznámí s možnostmi využití termokamery v termografii a termodiagnostice, přičemž aplikace budou zaměřeny zejména do oblasti chemických a potravinářských technologií.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Kadlec Karel doc. Ing. CSc. (01.07.2013)

Studenti budou umět:

  • pracovat s termokamerou, pořizovat termogramy,
  • posoudit vhodnost využití IČ-termometrie pro měření rozložení teploty na povrchu objektu
  • vyhodnocovat termogramy,
  • zpracovat zprávu o termografickém a termodiagnostickém měření.

Deskriptory -
Poslední úprava: Kadlec Karel doc. Ing. CSc. (29.07.2013)

bezdotykové měření teploty

emisivita

detektory tepleného záření

termografie

termogram

termodignostika

Literatura -
Poslední úprava: Kadlec Karel doc. Ing. CSc. (23.11.2012)

Z: Kreidl M.: Měření teploty. BEN Praha 2005, ISBN 8073001454.

Z: Lysenko V.: Detektory pro bezdotykové měření teplot. BEN Praha 2005, ISBN 8073001801802

D: Minkina W., Dudzik S.: Infrared Thermography. Wiley 2009, ISBN 9780470747186

D: The Ultimate Infrared Handbook. Published by FLIR Systems. http://www.flir.com/uploadedFiles/Thermography/MMC/Brochures/T559243/T559243_EN.pdf

D: Příručka termografie. http://www.termokamera.com/testo/5-Zaklady-termografie/42-Prirucka-termografie

Studijní opory -
Poslední úprava: Kadlec Karel doc. Ing. CSc. (29.07.2013)

Studijní materiály k přednáškám:

http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html

Studijní materiály k laboratorním cvičením:

http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html

e-knihy:

Příručka termografie. http://www.termokamera.com/testo/5-Zaklady-termografie/42-Prirucka-termografie

FLIR - The Ultimate Infrared Handbook. http://www.flir.com/uploadedFiles/Thermography/MMC/Brochures/T559243/T559243_EN.pdf

Basics of non contact temperature measurement. http://www.micro-epsilon.cz/download/products/dat--infrared-basics--en.pdf (november 2012)

FLIR - IR Automation Guidebook. http://www.flir.com/uploadedFiles/Thermography/MMC/Brochures/T559213/T559213_EN.pdf

Metody výuky -
Poslední úprava: Kadlec Karel doc. Ing. CSc. (23.11.2012)

Přednášky:

Studijní texty k přednáškám jsou k disposici na internetu.

Laboratorní cvičení:

Učební texty a návody k laboratorním pracím jsou k disposici na internetu.

Před započetím práce jsou studenti testováni ze znalostí dané problematiky písemně nebo ústně.

Individuální projekt:

Studenti zpracují individuální projekt s tématikou termografie či termodiagnostiky. Zadání projektu vychází ze studijního zaměření studenta. Prezentace a obhajoba projektu proběhne v rámci ústní zkoušky.

Požadavky ke kontrole studia -
Poslední úprava: Kadlec Karel doc. Ing. CSc. (23.11.2012)

Před započetím každé laboratorní práce jsou studenti testování písemně nebo ústně.

Protokol k dané laboratorní práci zpracovávají písemně a odevzdávají v elektronické formě do týdne po absolvování práce.

Podmínkou udělení zápočtu je úspěšné absolvování všech laboratorních prací.

Zkouška je ústní. Součástí zkoušky je prezentace a obhajoba projektu podle individuálního zadání. Otázky u zkoušky zahrnují problematiku podle sylabu předmětu a ke studiu jsou postačující podkladové materiály k přednáškám.

Sylabus -
Poslední úprava: Kadlec Karel doc. Ing. CSc. (30.07.2013)

Sylabus přednášek:

1. Teoretické základy bezdotykového měření teploty. - Vyzařování těles, spektrum záření, černé těleso. Planckův vyzařovací zákon, Wienův zákon posuvu, Stefan Boltzannův zákon, Kirchhofův zákon. Emisivita, absorbance, reflektance, transmitance, spektrální zářiče, šedá tělesa.

2. Emisivita objektu a propustnost prostředí. - Závislost emisivity na vlnové délce a na teplotě. Stanovení emisivity. Emisivita a transmitance různých materiálů.

3. Detektory tepelného záření. - Tepelné a fotonové detektory. Spektrální citlivost detektorů.

4. Přístroje pro bezdotykové měření teploty. - IČ teploměry širokopásmové, úzkopásmové, poměrové. Jasový pyrometr. Pyrometry s vláknovou optikou.

5. Zásady měření IČ teploměrem. - Optika IČ teploměru, zorné pole. Zaměřovací systémy. Vlivy působící při měření.

6. Termografie - zobrazování teplotních polí. - IČ termografie. Zobrazování teplotních polí. Principy termovizních systémů. Detektory termokamer.

7. Termokamery. - Měřicí IČ termokamery, konstrukční uspořádání. Parametry termokamer (NETD, FOV, IFOV).

8. Termografické měření. - Vlivy působící při měření (odražené záření, emise z atmosféry, propustnost atmosféry).

9. Termogramy a jejich vyhodnocení. - Vizualizace termovizního snímku, vyhodnocení termogramu, software pro vyhodnocení termogramů.

10. Kalibrace infračervených teploměrů a termokamer. - Kalibrační černá tělesa. Kontrola správnosti měření IČ teploměrem.

11. Nejistoty a chyby při bezdotykovém měření teploty. - Nejistoty ve stanovení emisivity, chyby při nerespektování propustnosti atmosféry a záření okolního prostředí, chyby při nesprávném zaměření objektu.

12. Aplikační možnosti bezdotykových teploměrů. - Použití IČ teploměrů. Teplotní a spektrální rozsahy IČ teploměrů. Výběr vhodného přístroje. Příklady využití IČ-teploměrů. Porovnání měření IČ teploměrem a termokamerou. Přednosti a nedostatky bezdotykového měření teploty.

13. Termodiagnostika. IČ termodiagnostika. Příklady využití termodiagnostických měření v průmyslu, energetice, stavebnictví, medicíně, k zabezpečovacím účelům.

14. Termodiagnostika v chemii a potravinářství. - Termodiagnostika tepelných zařízení, hladiny v nádržích, v chemickém průmyslu, k detekci úniku plynů, v potravinářském průmyslu, v laboratorním výzkumu. Termodiagnostika chemických senzorů.

Sylabus cvičení:

1. Bezdotykové měření teploty. - Základní seznámení s bezdotykovým měřením teploty. Měření IČ teploměrem a termokamerou. (Pro studenty, kteří neabsolvovali tuto úlohu v laboratoři měřicí a řídicí techniky).

2. Bezdotykové měření teploty spektrofotometrem. - Demonstrace platnosti Planckova a Wienova zákona pomocí spektrometrického měření v oblasti vlnových délek 200 až 1 100 nm.

3. Stanovení emisivity objektu. - Stanovení emisivity objektů různými metodami a vzájemné porovnání výsledků.

4. Měření IČ teploměrem a termokamerou I. - Měření teploty rovného povrchu s různou emisivitou. Seznámení s technickými parametry, funkčními vlastnostmi a obsluhou různých typů IČ teploměrů. Využití softwaru jednotlivých IČ-teploměrů.

5. Software pro vyhodnocení termogramů. - Programy FLIR QuickReport a FLIR Reporter.

6. Měření IČ teploměrem a termokamerou II. - Měření teploty na válcovém povrchu s různou emisivitou, zjištění vlivu směrové emisivity.

7. Kalibrace IČ teploměru a termokamery. - Kontrola správnosti měření IČ-teploměrem a termokamerou s využitím kalibračních černých těles.

8. Měření propustnosti materiálů. - Měření vlivu propustnosti zadaných materiálů na údaj termokamery a IČ teploměrů s různými spektrálními rozsahy.

9. Měření IČ teploměrem a termokamerou III. - Měření teploty v modelu plynové pece, měření teploty plamene.

10. Termografie - měření termokamerou. - Měření rozložení teploty na povrchu zadaného objektu. Snímání teplotních polí zadaných objektů, respektování emisivity objektů, vlivu okolního záření a propustnosti atmosféry. Vyhodnocení termogramů. Zpracování zprávy o termografickém měření.

11. Termografie malých objektů. - Měření povrchové teploty elektronických součástek a senzorů IČ teploměrem a termokamerou se speciální optikou.

12. Bezdotykové měření teploty při dynamickém ději. - Měření teploty IČ teploměrem a termokamerou při změně teploty v závislosti na čase. Záznam a vyhodnocení dynamického děje. Termografické video.

13. Termodiagnostika. - Využití termokamery pro termodiagnostiku zadaného objektu.

14. Individuální projekt s tématikou termografie či termodiagnostiky. - Zadání projektu bude vycházet ze studijního zaměření studenta. Prezentace a obhajoba projektu proběhne v rámci ústní zkoušky.

Vstupní požadavky -
Poslední úprava: Kadlec Karel doc. Ing. CSc. (29.07.2013)

Matematika, Fyzika, případně Chemické inženýrství a Fyzikální chemie.

Je vhodné, aby student absolvoval předmět N444004 Měřicí a řídicí technika.

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Kadlec Karel doc. Ing. CSc. (29.07.2013)

Matematika I - N413022

Fyzika I - N444001

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Kadlec Karel doc. Ing. CSc. (23.11.2012)

  • Získání zápočtu z laboratorních cvičení.
  • Úspěšná prezentace individuálního projektu.
  • Úspěšné složení ústní zkoušky.

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Konzultace s vyučujícími 0,1 4
Účast v laboratořích (na exkurzi nebo praxi) 1,5 42
Obhajoba individuálního projektu 0,1 2
Účast na přednáškách 0,5 14
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi 0,5 14
Práce na individuálním projektu 0,4 10
Příprava na zkoušku a její absolvování 0,9 25
4 / 4 111 / 112
Hodnocení studenta
Forma Váha
Aktivní účast na výuce 10
Protokoly z laboratorních úloh (exkurzí nebo praxí) 10
Protokoly z individuálních projektů 10
Ústní zkouška 70

 
VŠCHT Praha