บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/the_photography_heat...บทท 2 หล...

19
บทที2 หลักการของเครื่องเทอร์โมสแกน 2.1 บทนํา เนื ้อหาในบทนี ้กล่าวถึงความเป็นมาของเครื่องเทอร์โมสแกน จากนั ้นกล่าวถึงเครื่องวัด กราวด์และเครื่องวัดกระแสไฟฟ้ า 2.2 ความเป็นมาของเทอร์โมสแกน กล้องส่องความร้อนหรือเรียกอีกชื่อหนึ ่งว่าเทอร์โมกราฟฟี(Thermography) หรือกล้อง ถ่ายภาพด้วยแสงอินฟราเรด กล้องถ่ายภาพนี ้สามารถสร้างภาพจากการแผ่รังสีอินฟราเรด ซึ ่ง เปรียบเทียบได้กับกล้องถ่ายภาพธรรมดา แตกต่างกันที่กล้องถ่ายภาพธรรมดาใช้การสร้างภาพจาก แสงที่มองเห็นได้ซึ ่งมีความยาวคลื่น อยู ่ใน ช่วง 450 – 750 นาโนเมตร แต่กล้องถ่ายภาพความร้อน ทํางานกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ความยาวคลื่นประมาณ 14000 นาโนเมตร ซึ ่งไม่สามารถมองเห็น ได้ด้วยตาเปล่ารังสีอินฟราเรดหรือเรียกว่าคลื่นรังสีความร้อน คลื่นรังสีอินฟราเรดหรือคลื่นรังสีความร้อนนั ้น ถูกค ้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ คือ เซอร์วิลเลี่ยม เฮอเชล (Sir William Herschel) ซึ ่งได้ค้นพบ รังสีอินฟราเรดสเปกตรัม (Infrared Ray) ในปี ค. . 1800 ขณะที่ เฮอเชล กําลังติดตามศึกษาดวงอาทิตย์อยู ่ ในกล้องดูดาว ต้องมีการใช้ เลนส์กรองแสง ซึ ่งทําเป็นสีต่างๆ เฮอเชล ต้องการทราบว่า ในเลนส์แต่ละสี จะเปลี่ยนค่าแสดงความ ร้อนของดวงอาทิตย์หรือไม่ ท่านจึงประดิษฐ์อุปกรณ์การทดลองอย่างง่ายๆ เพื่อหาคําตอบ ซึ ่งใช้วิธี ทดลองโดยใช้ปริซึมแยกแสง แล้วให้แสงต่างๆมาตกที่เทอร์โมมิเตอร์ ซึ ่งทาสีดําที่กะเปาะ เพื่อให้ ดูดความร้อนดียิ่งขึ ้น และเฮอร์เซลได้ทําการตั ้งเทอร์โมมิเตอร์ตัวหนึ ่งนอกเหนือจากแสงสีต่าง ๆ นั ้น เพื่อเป็นตัวควบคุมการทดลอง ปรากฏว่า แสงสีต่างมีอุณหภูมิสูงกว่าแสงสีขาวและอุณหภูมิ สูงขึ ้นจาก สีม่วง ไปหาสีแดง เฮอเชล จึงทําการวัดแถบเหนือแสงสีแดงขึ ้นไปที่ไม่ปรากฏสี ซึ ่งดู เหมือนแสงอาทิตย์ธรรมดา ปรากฏว่า เทอร์โมมิเตอร์ ตัวที่อยู ่นอกเหนือจากแสงสีแดงนั ้น กลับวัด ได้อุณหภูมิสูงกว่าทุกตัว เฮอเชล จึงทําการทดลองต่อไป ก็พบว่า ส่วนของแสงที่มองไม่เห็นแต่ร้อน กว่าสีแดงนี ้ มีคุณสมบัติทางกายภาพเช่นเดียวกับคลื่นแสงที่มองเห็นได้ทุกประการ เช่น การหักเห ดูดซับ ส่องผ่านหรือไม่ผ่านตัวกลาง ฯลฯ ในตอนแรก เฮอเชล เรียกแสงนี ้ว่ารังสีความ ร้อน (Calorific rays) และในภายหลังได้เปลี่ยนชื่อเป็น " รังสีอินฟราเรด "

Upload: others

Post on 22-Jan-2020

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

บทท 2

หลกการของเครองเทอรโมสแกน

2.1 บทนา

เนอหาในบทนกลาวถงความเปนมาของเครองเทอรโมสแกน จากนนกลาวถงเครองวด

กราวดและเครองวดกระแสไฟฟา

2.2 ความเปนมาของเทอรโมสแกน

กลองสองความรอนหรอเรยกอกชอหนงวาเทอรโมกราฟฟ (Thermography) หรอกลอง

ถายภาพดวยแสงอนฟราเรด กลองถายภาพนสามารถสรางภาพจากการแผรงสอนฟราเรด ซง

เปรยบเทยบไดกบกลองถายภาพธรรมดา แตกตางกนทกลองถายภาพธรรมดาใชการสรางภาพจาก

แสงทมองเหนไดซงมความยาวคลน อยใน ชวง 450 – 750 นาโนเมตร แตกลองถายภาพความรอน

ทางานกบคลนแมเหลกไฟฟาทความยาวคลนประมาณ 14000 นาโนเมตร ซงไมสามารถมองเหน

ไดดวยตาเปลารงสอนฟราเรดหรอเรยกวาคลนรงสความรอน

คลนรงสอนฟราเรดหรอคลนรงสความรอนนน ถกคนพบโดยนกวทยาศาสตรชาวองกฤษ

คอ เซอรวลเลยม เฮอเชล (Sir William Herschel) ซงไดคนพบ รงสอนฟราเรดสเปกตรม (Infrared

Ray) ในป ค.ศ. 1800 ขณะท เฮอเชล กาลงตดตามศกษาดวงอาทตยอย ในกลองดดาว ตองมการใช

เลนสกรองแสง ซงทาเปนสตางๆ เฮอเชล ตองการทราบวา ในเลนสแตละส จะเปลยนคาแสดงความ

รอนของดวงอาทตยหรอไม ทานจงประดษฐอปกรณการทดลองอยางงายๆ เพอหาคาตอบ ซงใชวธ

ทดลองโดยใชปรซมแยกแสง แลวใหแสงตางๆมาตกทเทอรโมมเตอร ซงทาสดาทกะเปาะ เพอให

ดดความรอนดยงขน และเฮอรเซลไดทาการตงเทอรโมมเตอรตวหนงนอกเหนอจากแสงสตาง ๆ

นน เพอเปนตวควบคมการทดลอง ปรากฏวา แสงสตางมอณหภมสงกวาแสงสขาวและอณหภม

สงขนจาก สมวง ไปหาสแดง เฮอเชล จงทาการวดแถบเหนอแสงสแดงขนไปทไมปรากฏส ซงด

เหมอนแสงอาทตยธรรมดา ปรากฏวา เทอรโมมเตอร ตวทอยนอกเหนอจากแสงสแดงนน กลบวด

ไดอณหภมสงกวาทกตว เฮอเชล จงทาการทดลองตอไป กพบวา สวนของแสงทมองไมเหนแตรอน

กวาสแดงน มคณสมบตทางกายภาพเชนเดยวกบคลนแสงทมองเหนไดทกประการ เชน การหกเห

ดดซบ สองผานหรอไมผานตวกลาง ฯลฯ ในตอนแรก เฮอเชล เรยกแสงนวา รงสความ

รอน (Calorific rays) และในภายหลงไดเปลยนชอเปน " รงสอนฟราเรด "

Page 2: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

5

สายตาของมนษยน นธรรมชาตไดออกแบบใหสามารถมองเหนคลนไดในระดบหนงหรอ

เรยกวา "รงสการมองเหน" (Visible Light) โดยจะอยในรปของความสวาง เราสามารถมองเหน

รงสในยานแคบ ๆ เทาน น หรอเรยกวายานสเปกตรมแมเหลกไฟฟา ซงถามองดานซายของ

สเปกตรมแมเหลกไฟฟา (Electromagnetic Spectrum) กจะตดกบยานรงสอลตราไวโอเลต ซงมนษย

ไมสามารถมองเหนในยานนและสวนดานขวาของสเปกตรมแมเหลกไฟฟา (Electromagnetic

Spectrum) กจะตดกบยานรงสอนฟราเรด (Infrared Ray) ซงเรามองไมเหน

รงสอนฟราเรด (Infrared, IR) มชอเรยกอกชอวา รงสใตแดง หรอรงสความรอน เปนคลน

แมเหลกไฟฟาทมความยาวคลนอยระหวางคลนวทยและแสงมความถในชวง 1011 – 1014 เฮรตซ ม

ความถในชวงเดยวกบไมโครเวฟ มความยาวคลนอยระหวางแสงสแดงกบคลนวทย สสารทกชนดท

มอณหภมอยระหวาง -200 องศาเซลเซยสถง 4,000 องศาเซลเซยส จะปลอยรงสอนฟาเรดออกมา

คณสมบตเฉพาะตวของรงสอนฟราเรด เชน ไมเบยงเบนในสนามแมเหลกไฟฟา ทแตกตางกนกคอ

คณสมบตทขนอยกบความถ คอยงความถสงมากขนพลงงานกสงขนดวย ดงนน ปจจบนมการนา

คลนรงสอนฟราเรดมาใชประโยชนในการสรางกลองอนฟราเรดทสามารถมองเหนวตถในความมด

ได เชน อเมรกาสามารถใชกลองอนฟราเรดมองเหนเวยงกงไดตงแตสมยสงครามเวยดนาม และ

สตวหลายชนดมนยนตารบรรงสชนดนได ทาใหมองเหนหรอลาเหยอไดในเวลากลางคน

หนวยของความยาวคลนโดยปกตจะมหนวยเปนไมโครเมตร (um)

รปท 2.1 แสดงสเปคตรมของคลนแมเหลกไฟฟาเนองจากอณหภมของวตถ

Page 3: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

6

2.3 การตรวจจบรงสอนฟราเรด

กลองถายภาพความรอน (Thermal Image camera, TI - camera หรอ Thermography) เปน

เครองมอวดอณหภมทผวของวตถ ซงเปนการวดแบบไมสมผสและไมทาลายวตถและเปนการวด

อณหภมแบบพนทสวนประกอบสาคญของกลองถายภาพความรอน ประกอบดวย เลนส (Lens) ตว

ตรวจจบรงสอนฟราเรด (Infrared detector) หรอเซนเซอรชนดอนฟราเรด (Infrared sensor) วงจร

อเลกทรอนกส (Electronic circuit) และสวนแสดงผล (Display) โดยมหลกการทางานดงน ตว

ตรวจจบรงสอนฟราเรดทาหนาทรบรงสอนฟราเรดทแผออกจากวตถเปาหมาย (Target) ผานเลนส

ของเครองมอวด แลวแปลงรงสอนฟราเรดเหลานใหอยในรปของสญญาณทางไฟฟา โดยรงสอน

ฟาเรดทตวตรวจจบรบไปนนประกอบดวยรงสทวตถเปาหมายแผออกมารวมกบรงสทแผจากวตถ

อนหรอจากสงแวดลอมสะทอนออกจากผวของวตถเปาหมาย (ตามทฤษฎการแผรงสความรอน:

Theory of thermal radiation) จากนนวงจรอเลกทรอนกสจะทาหนาทแปลงขอมลทรบมาจากตว

ตรวจจบและนาไปแสดงทตวแสดงผล ซงอาจแสดงผลออกมาในรปแบบของตวเลข ส หรอกราฟ

หรอทง 3 รปแบบ

สาหรบกลองถายภาพความรอนประกอบดวยเซนเซอรชนดอนฟราเรดหลายตว แตละตว

แสดงผลออกมาในรปแบบของสทแตกตางกนตามอณหภมของจดนน ๆ โดยทวไป สแดงแสดงผล

ของบรเวณทมอณหภมสงและสนาเงนแสดงผลของบรเวณทมอณหภมตา หรอโทนสสวางแสดงผล

ของบรเวณทมอณหภมสง และโทนสมดแสดงผลของบรเวณทมอณหภมตา ผลของแตละจดทได

จากเซนเซอรแตละตว เมอนามารวมกนจะประกอบขนเปนภาพ เรยกวา "ภาพถายความรอน

(Thermal Image) " ซงการแปลงรงสอนฟราเรดทเซนเซอรตรวจจบไดใหอยในหนวยของอณหภม

อาศยกฎของแพลค (Planck's Law) และ กฎของสตเฟน (Stefan-Boltzman's Law) ลกษณะการ

ทางานของไพโรมเตอรชนดอนฟราเรด

Page 4: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

7

2.4 ระบบการวดอณหภมโดยอาศยการแผรงสอนฟราเรดของวตถ

ในทางทฤษฏกลองถายภาพความรอนมยานการวดอณหภมตงแตอณหภมสงกวาศนยองศา

สมบรณ อยางไรกตาม ในทางปฏบตชวงการใชงานของเครองมอวดขนอยกบเทคโนโลยทใชใน

การสรางอปกรณ รวมถงชวงความยาวคลนทผผลตเลอกใช ปจจบนกลองถายภาพความรอนบางรน

สามารถวดอณหภมไดต าถง -20°C

คาความถกตองของอณหภมทวดไดจากกลองถายภาพความรอนขนอยกบชนดและลกษณะ

พนผวของวตถเปาหมายหรอวตถทตองการวดอณหภม ระยะหางระหวางเครองมอวดและวตถ

เปาหมาย และคณลกษณะเฉพาะของเครองมอวดนน ๆ รายละเอยดของปจจยทสงผลตอคาความ

ถกตอง มดงน

1. คาความสามารถในการแผรงสของวตถ (Emissivity, ε) การแปลผลพลงงานความ

รอนทไดจากการตรวจจบการแผรงสอนฟราเรดของวตถเปนอณหภมทถกตอง

จาเปนตองกาหนดคา ε ของวตถทเหมาะสม เพอใหคาอณหภมของวตถทวดไดม

คาใกลเคยงกบคาทแทจรง นอกจากนเครองมอวดอณหภมชนดอนฟราเรดทดควร

มฟงกชนใชงานทสามารถปรบคา ε ใหเหมาะสมกบชนดและลกษณะพนผวของ

วตถได

2. คาการสะทอนรงสของผววตถ (Reflection,Gref) เนองจากตวตรวจจบรงส

อนฟราเรดทตดตงภายในเครองมอวดไมไดรบเฉพาะรงสอนฟราเรดทเกดจากตว

วตถเปาหมายเทานน แตยงรบรงสทสะทอนมาจากวตถอนดวย ทาใหคาอณหภมท

วดไดเกดความคลาดเคลอน ดงนน เพอใหรงสอนฟราเรดทเซนเซอรรบไปเปน

รงสทเกดจากวตถจรงเทานน จงตองปอนคาอณหภมของสงแวดลอมหรอวตถอน

ทแผรงสมากระทบกบวตถเปาหมายใหกบเครองมอวดดวย เพอนาอณหภม

ดงกลาวไปใชในการชดเชยคาการสะทอน ซงคาทอานไดจากเครองมอวดจะม

ความถกตองมากยงขน

3. ระยะหางระหวางวตถกบเครองมอวดคาความผดพลาดของไพโรมเตอรชนดอาศย

การเปลยนแปลงการแผรงสของวตถ อาจเกดจากการเคลอนทของรงสผาน

Page 5: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

ตวกลาง เชน อากาศทม ไอ ควน กาซหรอฝ นละอองกระจายอย เปนตน

8

2.5 ตวอยางการประยกตใชงานกลองถายภาพความรอนในอตสาหกรรมอาหาร

1. การตรวจสอบสภาพของฉนวนความรอน เชน ฉนวนหองเยนหรอหองแชแขง ฉนวน

หมหมอฆาเชอ และฉนวนหมทอไอน า ดวยกลองถายภาพความรอน ซงสามารถใช

ตรวจหาความผดปกตไดอยางรวดเรว โดยแสดงผลเปนภาพถายความรอน ตวอยางการ

แปลผลการตรวจสอบสภาพฉนวนหองเยนดวยกลองถายภาพความรอน ไดแก การ

ถายภาพความรอนจากภายนอกหองเยนแลวปรากฏพนทบางบรเวณของผนงมอณหภม

ตากวาผนงสวนอน หรอการถายภาพความรอนภายในหองเยนแลวปรากฏพนทบาง

บรเวณมอณหภมสง สามารถแปลผลไดวาอาจเกดการเสอมสภาพของฉนวนทบรเวณ

นน

2. การตรวจสอบการทางานของมอเตอรทอยในกระบวนการผลตดวยกลองถายภาพความ

รอน เปนการตรวจสอบแบบพนท ความผดปกตทเกดขนอาจแสดงในรปของเฉดสแดง

ปรากฏในภาพถายความรอน อยางไรกตาม การแปลผลทไดจากเครองมอวดเพอ

ประเมนความผดปกตดงกลาว ควรอาศยขอมลอนเพมเตมเพอประกอบการตดสนใจ

3. การวดอณหภมของผปฏบตงานในสายการผลตอาหารดวยกลองถายภาพความรอน ซง

เปนการวดแบบไมสมผส ซงในอตสาหกรรมอาหารหากผปฏบตงานมการเจบปวยโดย

ไมแสดงอาการใหสงเกตเหน สามารถใชเครองมอวดอณหภมชวยตรวจสอบได เพอ

ปองกนการแพรกระจายเชอโรคจากคนไปสอาหาร โดยนยมใชเครองมอวดอณหภม

ชนดใชกลองถายภาพความรอน หรอเทอรโมมเตอรชนดอนฟราเรด (Infrared

thermometer) เนองจากสามารถวดไดอยางรวดเรวโดยทผตรวจไมตองสมผสกบผปวย

การตรวจสอบคณภาพของผลตภณฑในกระบวนการแปรรปโดยตดตงกลองถายภาพ

ความรอนทบรเวณปลายสายพานลาเลยง (Conveyor) เพอตรวจสอบอณหภมของชน

อาหารหากพบวามอณหภมตากวาทกาหนดไว ผปฏบตงานสามารถนาชนอาหารทม

ปญหาออกไดทนท หรอหากพบวาความผดปกตอย ท เค รองจกรทใชแปรรป

Page 6: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

ผปฏบตงานสามารถหยดการปฏบตงานไดทนทเชนกน โดยไมตองสญเสยเวลาและ

สนเปลองวตถดบ

9

รปท 2.2 เครองเทอรโมสแกน

Fluke Ti10 และ Fluke Ti25 เปนกลองถายภาพความรอนรนพเศษ ทมเทคโนโลย IR (IR-Fusion

Technology) ใหใชไดทงในตวกลอง และในซอฟตแวร ชวยใหชจดปญหาและทารายงานไดอยาง

งายดาย ดวยความสามารถในการรวมภาพความรอนกบภาพทตาเหนพรอมกน (Molded) แบบเตม

จอ (Full Screen) หรอวางภาพความรอนบนบางสวนของภาพจรง (Picture-in-Picture)

2.6 ความสามารถของ Fluke Ti10 และ Ti25

(IR-Fusion Technology) มใหใชไดทงในตวกลองและในซอฟตแวร สาหรบการรวมภาพ

ความรอนกบภาพจรง เพอชวยในการวนจฉยและชจดปญหาไดโดยงาย และจดทารายงานไดทนท

โดยการรวมภาพจรงกบภาพความรอนไดทงแบบเตมจอ และแบบภาพเลกบนภาพใหญ มอปกรณ

ใหครบทงฮารดแวรและซอฟตแวร ปฏบตงานไดทนท

Page 7: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

รปท 2.3 รายละเอยดเครองเทอรโมสแกน

10

2.7 การประยกตใชงานกลองถายภาพความรอน

Fluke Ti10/Ti25 เหมาะสาหรบงานบารงรกษาในโรงงานและงานตดตง เปนเครองมอของ

วศวกรและชางเทคนคในการแกไขและปองกนปญหาทของเกยวกบ งานไฟฟาระบบจายและ

บรการ, มอเตอร/ปมปและเครองกล, อปกรณในกระบวนการผลตและการตดตง, งานระบบถายเท

อากาศและทาความเยน (HVAC/R)

รปท 2.4 ภาพเทอรโมสแกนฟวส

งานไฟฟา เชน

Page 8: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

• การเกดอนบาลานซโหลด

• ผลของฮารมอนกส (เกดกระแสฮารมอนกสท 3 ในสายนวตรอน)

• เกดโอเวอรโหลดในระบบ หรอกระแสสงเกนไป

• ขวตอไฟฟาหลวม เกดการกดกรอน มความตานทานเพมสงขนในวงจร

• การรวหรอหมดสภาพของฉนวนไฟฟา

• มชนสวนอปกรณชารด ไมทางาน

• การตอสายผดพลาด

• ใชชนสวนอปกรณทตากวาพกดระบ

11

รปท 2.5 เทอรโมสแกนมอเตอร

งานเครองจกรกลไฟฟา เชน

• การระบายความรอนไมด เนองจากอากาศไหลผานไมสะดวก

• ปญหาคณภาพไฟฟา เชน อนบาลานซ, โอเวอรโหลด หรอเกดแรงดนฮารมอนกสท 5

• การปรบตงแนวแกนไมด

Page 9: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

• ปญหาฉนวนในขดลวดมอเตอร

• ปญหาตลบลกปน การหลอลน, สกหรอ, และอนๆ

รปท 2.6 เทอรโมสแกนถงนามน

งานกระบวนการผลต

• ทอผกรอน หรอเหตอนๆ จนเสยโครงสราง

12

• เกดการไหลของความรอนหรออณหภมลดลงอยางผดปกต

• วาลวหรอจดตอใชงานของทอชารด

• แกสหรอไอนารวไหล

• ตรวจสอบสอบระดบของเหลวหรอวตถดบในถงปดทบ

2.8 เทอรโมสแกนกบงานซอมบารง

งานซอมบารงในโรงงานอตสาหกรรมเทอรโมสแกนมกจะหมายถงการใชภาพถายความ

รอนของเครองจกร เพอหาจดทมอณหภมรอน (Hot spot) กวาปกต ซงจะบงบอกไดวาเครองจกรนน

กาลงมปญหา ซงคานนอาจจะไมใชคาอณหภมทแทจรงกไดเพยงแตเปนจดทรอนทสดและมความ

ผดปกตกวาจดอน แตถาภาพความรอนไดรบการบนทกมาดวยปจจยทถกตองเหมาะสม คอ พนผว

วดคา สภาวะบรรยากาศ และคณลกษณะของกลองอนฟราเรดจะสามารถใชภาพนนในการ

ตรวจสอบอณหภมทแตละจดของภาพไดอยางแมนยาและวเคราะหในเชงลกได การวดคาแบบน

Page 10: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

เรยกวาปรมาณความรอน (Quantitative Thermography) การวเคราะห (Thermography) เปน

เครองมอทสาคญอยางหนงของงานซอมบารงแบบเฝาระวง

งานททาควบคกนไปกบวธการเฝาระวงอน ๆ ประโยชนทสาคญทสดของเทอรโมสแกน

คอการตรวจสอบหาปญหาหรอความบกพรองของเครองจกรทอาจจะเกดขน ในบทความนจะให

ความรเบองตนของเทอรโมสแกน และการใชงานในโรงงานอตสาหกรรม

ปจจบนการบารงรกษาเชงปองกนแบบตรวจสอบสภาพ (Condition aced Maintenance)

นนไดเปนกลยทธหนงทผอยในแวดวงอตสาหกรรมนยมใชมากขนเนองจากจะทาใหลดคาใชจาย

ในดานการบารงรกษาประเภทอนๆลง จะปฏเสธไมไดวากลองอนฟราเรดกเปนอปกรณชนดหนงท

ชวยใหเราสามารถตรวจสอบสงผดปกตในระบบไฟฟาหรออปกรณตางๆในโรงงานอตสาหกรรม

เพอจะไดทราบปญหากอนทจะเกดความเสยหายขน ไมเพยงแคนนยงทาใหระบบในโรงงานมความ

เชอถอไดสงและสามารถแกไขปญหาทเกดขนไดถกจดอก สาหรบการใชกลองอนฟราเรดนนดโดย

ภาพรวมแลวเรากอาจจะคดวานาจะใชงานงายเพยงแคสองไปยงพนทหรอวตถทเราตองการตรวจวด

อณหภมแคนนกเสรจแลวแตในความเปนจรงนนกยงมปจจยตางๆอยหลายประการทอาจจะทาให

เราวดอณหภมดวยกลองอนฟราเรดผดพลาดไป

13

2.9 สาเหตของการเกดความผดพลาดจากการใชกลองเทอรโมสแกน

• ผลกระทบเนองจากลม

บางครงในการตรวจสอบระบบไฟฟาภายในบรเวณโรงงานเรานนจาเปนจะตอง

ตรวจสอบอปกรณไฟฟาในบรเวณกลางแจงดงนนผลกระทบทเกดขนจากลมกคงจะหลกเลยงไมได

เชนกน เนองจากการทมลมพดบรเวณวตถหรออปกรณทเราตองการตรวจสอบดวยกลองอนฟราเรด

นนกจะทาใหมการระบายความรอนทดขนซงกจะมผลทาใหวตถดงกลาวมอณหภมลดลงกวาความ

เปนจรง ตวอยางเชนจดรอนขณะทถกวดอณหภมบรเวณนนลมมความเรวท 5m/sec.(10 knots)

อณหภมทวดไดจะมคาลดลงประมาณ 2 เทาเมอเทยบกบเมอมความเรวลมท 1m/sec. และถาวด

อณหภมของจดรอนขณะทมความเรวลม 8m/sec. กจะทาใหอณหภมทวดไดจะมคาลดลงประมาณ

Page 11: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

2.5 เทาเมอเทยบกบเมอมความเรวลมท 1m/sec. ดงนนโดยปกตแลวการตรวจสอบระบบไฟฟาใน

บรเวณทโลงแจงนน ไมควรดาเนนการตรวจสอบถาขณะนนบรเวณดงกลาวมความเรวลมมากกวา 8

m/sec. แตถงอยางไรกตามขอแนะนาขางตนนนจะเปนการใชกรณปกตแตถามความจาเปนกยงคง

สามารถทาการตรวจสอบได

• ผลกระทบเนองจากฝน

การเกดฝนตกน นกจะมผลทาใหอปกรณไฟฟาทเราตองการตรวจสอบน นม

อณหภมทตาลงแตถงอยางไรการตรวจสอบระบบไฟฟาดวยกลองอนฟราเรดนนกจะคงสามารถ

ดาเนนการและพอใหผลการตรวจสอบยอมรบไดในระดบหนง ถาในขณะนนเกดฝนตกไมหนกมาก

นกแตถามฝนตกหนกกจะทาใหคณภาพของภาพอนฟราเรดททาการตรวจสอบดอยลงไป แตถาม

ความจาเปนใหพยายามตรวจสอบใหใกลอปกรณทตองตรวจสอบใหมากทสดเพอลดผลกระทบ

ของสงรบกวนดงกลาวแตถงอยางไรการปฏบตการตรวจสอบดงกลาวจะตองคานงถงความ

ปลอดภยเปนหลกดวยผลกระทบเนองจากสนามแมเหลกไฟฟา การทอปกรณทมการใช

กระแสไฟฟาทมปรมาณมากนนกจะเปนสาเหตการความเขมสนามไฟฟาขนสงในบรเวณนน ซงก

จะทาใหเกดการรบกวน การทางานภายในของกลองอนฟราเรดขน ซงกจะสงผลใหภาพทไดจาก

การตรวจสอบนนมความชดเจนตาผลกระทบอนเนองจากสาเหตสนามแมเหลกไฟฟา ภาพถาย

ความรอนทแสดงนนมขนาดเลกกวาขนาดปกต และในขณะเดยวกนไอโซเทอม (Isotherm) กไม

สามารถมองเหนได ความแตกตางทเกดขน เมอมการเคลอนทของกลองอนฟราเรดซงทาใหไม

สามารถแสดงสเกลและยานการแสดงคาของอณหภมไดอยางชดเจนจากภาพเราจะเหนไดวาการท

เราตรวจสอบระบบไฟฟาในบรเวณทมความสงๆ มากนน กจะมผลตอการตรวจสอบระบบไฟฟา

14

2.10 กรณศกษา การนากลองถายภาพความรอนไปใชกบงานดานอตสาหกรรม

1. ประเภทไฟฟา

• จากรปท 2.7 เปนภาพถายความรอนหมอแปลงไฟฟา ไมพบวามสภาวะผดปกตใด ๆ

ความรอนกระจายตวอยางเหมาะสมอณหภมยอมรบได

Page 12: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

รปท 2.7 เทอรโมสแกนหมอแปลงไฟฟา

• จากรปท 2.8 เปนภาพถายความรอนจดตอไฟฟาเทอรมนอลดานซายรอนกวาจดอน

ควรไดรบการซอมในระยะเวลาอนใกล และควรเฝาระวงโหลดไฟฟาอยางใกลชด

รปท 2.8 เทอรโมสแกนบสบาร

15

• จากรปท 2.9 เปนภาพถายความรอนฟวส มฟวสอนหนงรอนกวาปกตตองเปลยนทนท

Page 13: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

รปท 2.9 เทอรโมสแกนฟวสบรเวณเอาทพท

• จากรปท 2.10 เปนภาพถายความรอนมอเตอรไฟฟา ความรอนกระจายไปทว

แกน (Winding)อณหภมสงสดมากกวา 90 °C ควรเฝาระวงสงเกตอยางใกลชด

รปท 2.10 เทอรโมสแกนมอเตอร

2. ประเภทเครองกล : งานดานเครองกลมกมปญหาจากแรงกระทาสงเกนไป ทาใหเกดความ

รอนสงขน สาเหตมกจะมาจากความเสยดทาน หรอ ศนยเพลา เปนตน เทอรโมสแกนจงถกนามาใช

ในการตรวจสอบชนสวนตาง ๆ เชน คลปปลง มเลย สายพานไดโดยไมตองหยดเครองจกร

16

Page 14: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

รปท 2.11 เทอรโมสแกนคลปปลงมอเตอร

• จากรปท 2.12 เปนภาพถายความรอนสายพาน มความรอนสงผดปกตทมเลย ฝงขบ

เนองจากการเยองแนวสายพาน

รปท 2.12 เทอรโมสแกนมเลย

• จากรปท 2.13 เปนภาพถายความรอนตลบลกปน มความรอนสงผดปกตท

ตลบลกปนฝง NDE ควรตรวจสอบ การหลอลน และความสนสะเทอนเพมเตม

เพอการวเคราะหเชงลก

Page 15: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

17

รปท 2.13 เทอรโมสแกนตลบลกปน

3. ประเภทอนรกษพลงงาน : เปนงานทตองการไมใหเกดการรวไหลของพลงงานออก

รปท 2.14 เทอรโมสแกนหนาแปลน

• จากรปท 2.15 เปนภาพถายความรอน (Drying cylinder) ในโรงงานกระดาษ

ภาพแสดงวาอณหภมทลกกลง สงกวา 60 °C ซงจะสงผลกระทบตอคณภาพ

ของกระดาษทผลต

Page 16: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

18

รปท 2.15 เทอรโมสแกนลกกลง

4. ประเภทความปลอดภยในโรงงาน : ภาพถายเทอรโมกราฟฟ (Thermography) ของเตาท

แสดงดงรปท 2.16 แสดงใหเหนถงความรอนกระจายตวอยางผดปรกต ซงอาจจะเกดจากความ

เสยหายของอฐทนไฟภายในเตา

รปท 2.16 เทอรโมสแกนเตา

Page 17: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

19

รปท 2.17 เครองวดกราวด

2.11 แคลมปมเตอรสาหรบวดกราวดลปของดน

เปนแคลมปวดกราวดลปของดนตามรปท 2.17 สาหรบวดความตานทานดนโดยใชวธ

ทดสอบแบบไมตองปกแทงโลหะ (Stakeless) ซงเปนเทคนคทชวยหลกเลยงอนตราย และลดการ

สญเสยเวลาในการตอสายกราวด หลายๆเสน รวมถงเวลาทใชในการหาตาแหนงปกแทงโลหะทา

ใหคณสามารถทดสอบกราวดไดในทกท แมในอาคาร หรอในจดทไมสามารถเขาถงดนไดโดยตรง

ดวยเทคนคทดสอบกราวดแบบไมตองปกแทงโลหะน จะถกวางไวใกลกบแทง (ground rod) หรอ

สายตอกราวด โดยไมตองใชแทงโลหะสาหรบวดแตอยางใด คาแรงดนและกระแสจะถกเหนยวนา

ขนท แคลมป และคานวณออกมาเปนคาความตานทานกราวดลปของจดตอกราวดโดยอตโนมต

Page 18: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

ชวยประหยดเวลาไดเปนอนมาก

รปท 2.18 การใชงานเครองวดกราวด

20

2.12 ขอดของแคลมปมเตอรสาหรบวดกราวดหลปของดน

• ทางานไดเรวและใชงาย ไมจาเปนตองใชแทงโลหะปกลงในดน

• ปากแคลมปเปดไดกวาง 35 mm (1.35 inch)

• วดความตานทานกราวดไดจาก 0.025 ถง 1500 Ω

• วดกระแสรวไหลไดจาก 0.2 ถง 30 mA

• มเสยงแจงเตอน High และ Low

2.13 คลปแอมป

คลปแอมปเปน เครองมอวดแรงเคลอนไฟฟา (Volte) การวดคาความตานทานไฟฟา (Ohm)

และวดกระแสไฟฟา (Amp) เครองมอวดไฟฟา เปนสงจาเปนทควรมไวใชในระบบเพอแกไขหรอ

ใชประโยชนในดานตางๆในชวตประจาวนเรองระบบไฟฟา

รปท 2.19 เครองวดกระแสไฟฟา

2.13.1 การวดแรงเคลอนไฟฟา (Voltage)

กอนทเราจะวดจะตองเสยบสายเขายงชองทเสยบสายทใชสาหรบวดโวลท และปรบปม

เลอกสเกลมายงชองโวลท (หรอAC.V) เสยกอน โดยใหมาอยในตาแหนง 300 หรอ 750 โวลท ทงน

ขนอยกบกระแสไฟฟาทจะทาการวด หากเปนระบบไฟฟา 1 เฟส หรอ 220 โวลท ควรปรบใหมาอย

ในชอง 300 โวลท ถาเปนระบบไฟฟา 3 เฟส หรอ 400 โวลท จะตองปรบใหมาอยในชอง 750 โวลท

เมอปรบเสรจแลวควรสงเกตดวาเขมชทตาแหนงศนย หรอไม ถาหากไมชในตาแหนงศนย ใหใชไข

Page 19: บทที่ 2research-system.siam.edu/images/coop/THE_PHOTOGRAPHY_HEAT...บทท 2 หล กการของเคร องเทอร โมสแกน 2.1 บทน า

ควงปากแบนไขปมปรบใหมาอยในตาแหนงศนย แลวจงทาการวดอานคาทไดคอเขมชทตาแหนงใด

ตวเลขตรงนนเปนคาของแรงเคลอนไฟฟาทวดได มหนวยเปนโวลท (V)

21

2.13.2 การวดกระแสไฟฟา (Amp)

กอนทจะวดแอมปจะตองปรบเครองมอวด คอปมเลอกสเกลมายงชองแอมป (หรอ

AC.A) เสยกอน โดยใหมาอยยงชองทมคาสงๆกอน เพอปองกนเครองมอชารดและใหสงเกตดวา

เขมทชอยทตาแหนงศนย หรอไม ถาไมอยใหใชไขควงปากแบนไขปรบปมมาใหอยในตาแหนง

ศนย จากนนใหนากามปคลองสายทจะวดเพยงเสนเดยวและอานคาทหนาปทม สงเกตดวา ถาเขม

ขนมาเพยงเลกนอยใหเปลยนสเกลลงมายงคาตาๆจนสามารถอานคาได คาทวดไดจะมหนวยเปน

แอมป (A) ในการวดแอมปนจะวดไดเฉพาะตอนทอปกรณไฟฟาตางๆทางานอยเทานน ถาหากวา

อปกรณไฟฟาไมมหรอไมทางานกจะไมสามารถวดคาได

2.13.3 การวดคาความตานทาน (Ohm)

การวดโอหมนจะแตกตางไปจากการวดโวลทหรอวดแอมปคอการวดโอหมนเปนการวด

คาความตานทานของขดลวดมอเตอรวาชารดหรอไม การวดหาคาคาปาซเตอร (capacitor) ตลอดจน

วดสายไฟฟาวามการชารดขาดหรอไม ดงนนจงจาเปนตองใชถานไฟฉายใสไปในชองใสถานของ

เครองมอวด จากนนใหเสยบสายเขาชองเสยบสายทสาหรบวดโอหม และปรบเครองมอวดใหมาอย

ในชองวดโอหม ตอจากนนใหนาปลายสายมาแตะกนแลวสงเกตดวาเขมอยในตาแหนงศนยหรอไม

หากไมอยในตาแหนงศนย ใหปรบปมดานขางๆใหมาอยในตาแหนงศนย และควรปรบคามาอยท

x100 กอน จงวดคา คาทวดไดมหนวยเปนโอหม (Ω )