Badanie podgrzewanych szyb samochodowych przy użyciu kamer termowizyjnych.

Badanie podgrzewanych szyb samochodowych przy użyciu kamer termowizyjnych.

Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie szybkiej metody kontroli jakości podgrzewanych szyb samochodowych. Badania wykonane zostały przy użyciu kamery termowizyjnej o wysokiej rozdzielczości, wyniki obrobiono w oprogramowaniu ResearchIR do analizy danych pomiarowych.

Kontrola jakości podgrzewanych szyb samochodowych wymaga odrzucenia wszystkich szyb, w których występują wady ścieżek grzewczych. Na podstawie przeprowadzonych badań termowizyjnych możemy stwierdzić, iż najszybszą metodą kontroli jakości jest wykorzystanie naukowej kamery termograficznej FLIR SC655 wraz z zaawansowanym oprogramowaniem do analizy danych FLIR ResearchIR.

Już pierwszy test, trwający zaledwie 3s ujawnia istniejące wady. W czasie 2,5s szyba, w miejscu zainstalowania elementów grzejnych, ogrzewa się o około 0,4oC. Zobrazowanie tak niewielkiego gradientu temperatury na małej powierzchni jest możliwe dzięki wysokiej rozdzielczości oraz czułości termicznej kamery termograficznej FLIR A655sc. Kamera termowizyjna pozwala zobaczyć przebieg ścieżek grzewczych, co w znacznym stopniu przyspiesza inspekcję.

Rys.1. Rozkład ścieżek grzewczych

Dzięki zastosowaniu narzędzia profil temperatury możliwe jest uzyskanie rozkładu termicznego wzdłuż dowolnej krzywej. Profil temperatury w przekroju szyby pozwala nam zobaczyć, iż w czasie badania ścieżki rozgrzewają się zaledwie 0,4°C w stosunku do szyby.

Rys.2. Przyrost temperatury w pierwszych 3s.

Do analizy sekwencji pomiarowych wykorzystany został program FLIR ResearchIR. Jest to oprogramowanie do wszechstronnych analiz obrazów i filmów termowizyjnych zarejestrowanych kamerami FLIR. Posiada on szereg funkcji, do obróbki danych radiometrycznych pozwalających na prześledzenie zmian intensywności promieniowania w podczerwieni lub temperatury, po odpowiednim skompensowaniu parametrów obiektu. Charakterystyki zmian temperatury można wykreślić z obszaru, punktu lub linii. Każde narządzie może posiadać własne parametry kompensacyjne takie jak emisyjność, odległość czy temperatura odbita.

ResearchIR pozwala na uzyskanie wyraźnego obrazu nawet przy bardzo małych gradientach sygnału dzięki zastosowaniu specjalnych filtrów cyfrowych. Pierwszy filtr z jakiego skorzystano podczas analizy to Fixed Substraction, który pozwala uzyskać obrazy różnicowe absolutne lub względne. Wartości każdej klatki obrazu odejmowane są od wybranej klatki referencyjnej. Przykład działania filtru przedstawia Rysunek 1. Dla wygładzenia obrazu oraz poprawy jakości profilu zastosowano drugi filtr Gaussian. Jest to filtr dolnoprzepustowy, który z zadanym współczynnikiem określającym natężenie wygładzenia, pozwala na poprawę jakości obrazu.

Rys. 3. Profil temp. wzdłuż lini Li1 po zastosowaniu filtra Gaussian.

Rys. 4. Profil temp. bez zastosowania filtra Gaussian.

Alternatywnym sposobem badania szyb wielowarstwowych jest obserwacja przewodów grzejnych przez szkło przy pomocy kamery termograficznej z detektorem fotonowym InSb, FLIR X6540 lub FLIR GF320. Wyniki badania kamerą z detektorem fotonowym zostaną przedstawione w kolejnym artykule.