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.

Students learn the theoretical foundations of non-contact temperature measurement with instrumentation used in infrared thermography. Details are familiar with the possibilities of using IR thermal camera in IR thermography and thermal diagnostics. Applications will be focused mainly on the chemical and food technology.

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.

Students will be able to:

• work with a thermal imager, take thermograms,

• assess the suitability of using IR thermometry for measuring the temperature distribution on the surface of the object

• evaluate thermograms,

• prepare a report on thermographic measurement and thermal diagnostics.

bezdotykové měření teploty

emisivita

detektory tepleného záření

termografie

termogram

termodignostika

Noncontact temperature measurement

Emissivity

Heat radiation detectors

Thermography

Thermo-diagnostics

• Získání zápočtu z laboratorních cvičení.

• Úspěšná prezentace individuálního projektu.

• Úspěšné složení ústní zkoušky.

• Obtaining credit from the labs.

• Successful presentation of an individual project.

• Successful completion of the exam.

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

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

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

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.

Lectures:

Study texts for the lectures are available on the Internet.

Laboratory exercises:

Textbooks and manuals for laboratory work are available on the Internet.

Before beginning work, students are tested in writing from knowledge of the issue.

Individual project:

Students will prepare individual project with the theme of technological measurements. The project assignment is based on the specialization the student. Presentation and defense of the project will take place during the exam test.

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.

Before beginning any laboratory work, students are tested in writing.

The protocol for the laboratory work writing and casting process in electronic form within a week after completion of the work.

Successful completion of all laboratory work is a prerequisite for obtaining credit.

The exam is oral or written. A separate part of the test is to present and defend the project of technological measurements according to individual specifications. The questions in the exam include issues by syllabus and for study are sufficient background materials for lectures.

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.

Syllabus of lectures:

1. Fundamentals of Infrared Imaging. Blackbody radiation. Planck's radiation law; Wien's displacement law; Stefan Boltzmann law; Kirchhoff’s law.

2. Emissivity and temperature measurement. - Dependence of emissivity on the wavelength and temperature. Determination of emissivity. Emissivity and transmissivity of various materials.

3. Thermal and quantum IR-detectors. Spectral sensitivity of detectors.

4. Thermometers for non-contact temperature measurement. Construction and operation of IR thermometers (broadband, narrowband, ratio). Pyrometers with fiber optics.

5. Principles of measuring IR thermometer. - Optics, sighting techniques and Electronics of IR thermometers..

6. IR thermography. Principles of thermography systems. IR Detectors for thermo-graphic imaging.

7. Thermal imagers. - Construction and operation of thermal imagers. Parameters: NETD, FOV, IFOV.

8. Quantitative Measurements with IR Cameras. Influences measurement (reflected radiation, emissions from the atmosphere, atmospheric transmittance).

9. IR image and their evaluation. - Visualization of IR image, evaluation of temperature, software for evaluation of thermo graphic image.

10. Calibration of IR thermometers and thermal imagers. Black bodies for calibrating non-contact thermometers

11. Uncertainties and errors in non-contact temperature measurement. - Uncertainties in determining emissivity, errors in non-contact temperature measurement.

12. Applications of non-contact thermometers. Temperature and IR spectral range of non-contact thermometers. Selection of the appropriate device. Examples of using IR thermometers. Comparison of measuring with IR thermometer and thermal imager. Advantages and disadvantages of non-contact temperature measurement.

13. Thermo-diagnostics. Examples of measurements in industry, energy, construction, medicine etc.

14. Thermo-diagnostics in chemistry and food industry. - Thermo-diagnostics thermal equipment, levels in tanks in the chemical industry, for gas leak detection. Thermo-diagnostics in laboratory research Thermo-diagnostics chemical sensors.

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

Study materials for lectures:

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

Study materials for laboratory exercises:

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

e-books:

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