manual curso termografia-final

8/14/2019 Manual Curso Termografia-Final

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PRESENTAPRESENTA

TEORIA DEL DIAGNOSTICO ENMANTENIMIENTO PREDICTIVOBASADO EN TERMOGRAFIA

Presentacin Elaborada Por: ING. WILLIAM MARTINEZ CLEVES


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TERMOGRAFIA En el mbito industrial la aplicacin de la termografa en el rea

de mantenimiento es una de las ms difundidas, especialmente

en el denominado MANTENIMIENTO PREDICTIVO el cualbase del monitoreo de condicin de equipos.

La Termografa Infrarroja en el rea de mantenimiento presentaventajas comparativas inigualables y quiz sea el ensayo msdivulgado y exitoso de los ltimos aos por los beneficiosinmediatos del tipo operativo y de seguridad brindada

Por lo cual, en estos tiempos la justificacin de su uso ya es unaprueba superada; lo relevante en estos tiempos es ejecutarla demanera efectiva y eficiente


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PROGRAMA A DESARROLLAR1.0 INTRODUCCION AL MANTENIMIENTO.

* Filosofas de Mantenimiento- Correctivo- Preventivo- Predictivo- Productivo- Comparacin de Costos entre las Filosofas

* Objetivo del Mantenimiento* Programas de Manto Predictivo

- Lineamientos a Seguir- Seleccin de Equipos a Monitorear- Secuencia del Monitoreo- Monitoreo, Deteccin y Anlisis- Tendencias y Diagnostico- Variables a Medir en el Predictivo

2.0 VARIABLE TEMPERATURA* Por que Medir Temperatura* Equipos de Monitoreo de Temperatura

- Sistemas de Monitoreo Fijos- Termocuplas- RTDs- Termistores- Pinturas Trmicas

- Pirmetros pticos- Sistemas de Monitoreo Porttiles

- Termmetros de Contacto- Termmetros pticos por Radiacin

- Escalas de Medida de Temperatura- Fahrenheit- Celsius- Kelvin- Rankin

3.0 TEORIA DE LOS INFRARROJOS* Principio de Funcionamiento

* Resea Histrica* Fenmenos Bsicos* Captura de la Radiacin* Medicin Bsica* El Espectro Electromagntico* El Espectro Infrarrojo* Distribucin de la Energa Radiada

* Factores que Intervienen en la Medicin con Infrarrojos- Emisividad- Mtodos para Determinar la Emisividad- Reflexin- Transmisin- Ejemplos de Seleccin de un Termmetro Infrarrojo

* Partes de un Sensor Infrarrojo- Sistema ptico- Sistema de Enfoque- Elementos Detectores- Respuesta Espectral

* Justificacin Algebraica de los Sensores Infrarrojos

4.0 INFARRROJOS DE MONITOREO Y CONTROL* Equipos Porttiles de Monitoreo

* Equipos Fijos de Control

5.0 TERMOMETRIA DE SUPERFICIES* Introduccin a los Sistemas de Escaneo Trmico* Que son los Sistemas de escaneo Trmico* Sistemas de Escaneo Trmico en Forma Puntual* Ejemplos de Uso de los Sistemas de Escaneo* Sistemas de Escaneo Trmico de Forma Zonal* Ejemplos de Uso de los Sistemas de Escaneo


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PROGRAMA A DESARROLLAR6.0 EQUIPOS DE IMAGEN TERMICA

* Definicin de Anlisis Trmico

* Definicin de Imagen Trmica* Definicin de Termografa* Teora de Toma de Imagen Trmica* Historia de los Equipos de Termografa

- Equipos con Tecnologa de Sistemas de Escner- Equipos con Tecnologa de Espejos Rotantes- Equipos con Tecnologa F.P.A.

* Procesamiento de Imagen* Reportes de Diagnostico* Funciones de Anlisis* Beneficios de la Termografa

7.0 EJEMPLOS DE IMGENES TERMICAS* Aplicaciones Generales* Aplicaciones en Mantenimiento Predictivo

* Aplicaciones en Instalaciones Elctricas- En Subestaciones de Media y Alta Tensin- En Equipos de Baja Tensin- En Protecciones- En Motores

* Aplicaciones en Equipos Mecnicos- Sistemas de Lubricacin

- Acoples de Ejes- Chumaceras- Defectos de Lubricantes- Desalineacin Entre Ejes- Verificacin de Reparaciones- Aplicaciones Generales

* Aplicaciones en lneas de Conduccin de Fluidos- Lneas de Agua Caliente- Lneas de Vapor

* Aplicaciones de Control de Calidad- Industria de Vidrio Moldeado

- Industria de Aluminio Moldeado- Industria Automotriz- Industria de Alimentos- Industria Cermica- Industria Textil- Industria del Vidrio Formada (Gota)- Industria de Luminarias

- Industria del Vidrio Laminado* Aplicaciones en la Electrnica* Aplicaciones en la Aeronutica* Aplicaciones en la Veterinaria* Aplicaciones en los Incendios* Aplicaciones de Bsqueda y Rescate* Aplicaciones en Flujo Vehicular* Aplicaciones en Seguridad

8.0 ESPECIFICACION DEL EQUIPO TERMOGRAFIA* Elementos Componentes* Especificaciones de Diseo* Software de Anlisis


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LA LABOR DEL

MANTENIMIENTO

1.0 INTRODUCCION1.0 INTRODUCCION


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FILOSOFIA DEL MANTENIMIENTO

MANTENIMIENTO CORRECTIVO:Realizar una labor correctiva de forma inmediata al cuando se presenta una falla el proceso productivo es detenido por una inoperancia de algn equipo(se rompe / se cambia).

MANTENIMIENTO PREVENTIVO:Mediante inspecciones fsicas del tipo abiertas a los equipos y realizadas demanera peridica se establece la condicin de operacin de cada componente quelo integra.(desarmar / armar)

MANTENIMIENTO PREDICTIVO:Bajo el apoyo de ciertas herramientas (termografa, termometra, Vibraciones,etc.) se ejerce un monitoreo de las condiciones operativas de los equipos enfuncionamiento, para determinar la condicin real de operacin.(se mide / se analiza / se predice).

MANTENIMIENTO PRODUCTIVO:Consiste en el asocio del predictivo en funcin de la produccin; donde elpredictivo establece las condiciones de operacin y produccin ayuda aprogramar y a coordinar las jornadas del tipo preventivo y correctivo sobre losequipos.


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MANTENIMIENTO CORRECTIVO

Existe una falta de control sobre el comportamiento de los equipos.

No se sabe si la operacin del dispositivo esta dentro de rangos permisibles.

No se puede determinar si la vida til de los dispositivos es la adecuada.

No se puede anticipar problemas asociados con los equipos y sus componentes. No permite determinar si las posibles causas de falla son originadas en el

dispositivo que sale de servicio es un problema asociado.

Genera altos costos por periodos de paro de los equipos en falla.

Genera perdidas por paro en el proceso asociado. Adiciona un costo a la mano de obra necesaria por la inmediatez.

Genera sobre costo en la obtencin de los repuestos por la inmediatez.

Ocasiona altos inventarios de repuestos para suplir estos imprevistos.

Genera perdidas por dejar de producir. Ocasiona personal y equipos inactivos.

Se refleja un alto estrs en el personal del grupo de mantenimientodisminuyendo su eficiencia y desarrollo personal.

Otros valores agregados.


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MANTENIMIENTO PREVENTIVO

Los repuestos de los equipos son reemplazados de manera peridica de acuerdo aregistros generalizados y no por su estado operativo real.

Se reemplazan partes sin determinar la verdadera causa del deterioro.

No se establece un mtodo efectivo para la recepcin de trabajos realizados. Genera un costo peridico en contratacin de mano de obra especializada.

Permite programar una consecucin peridica de los repuestos.

Requiere de paradas regulares y repetitivas de forma programada.

Genera costos de produccin frecuentes por los paros frecuentes para dicha labor. Se acta sobre todos los equipos de proceso as no lo requiera.

Ocasiona largas jornadas de trabajo.

Permite una estabilidad en la operacin de los equipos, pero estos pueden estar

sujetos a fallas inesperadas por la accin de problemas asociados. Permite generar un ambiente ms pensante en el equipo de mantenimiento.

Es una filosofa que siempre va estar involucrada en cualquier empresa, dado quees un primer paso hacia el predictivo y ser otra herramienta del productivo.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Se apoya en herramientas de medicin como lo son: Termografa, Termometra,Vibraciones, Anlisis de Espectros, Ultrasonido, Gamaloga (Rayos X), Presiones,Flujos y otras variables de proceso.

Determina la condicin real de operacin del equipo en pleno funcionamiento.

Permite lograr una programacin eficiente real de los recursos de mantenimiento. Detecta de manera directa los dispositivos en falla.

Establece rpidamente la causa de la falla y as se evita la repeticin de misma.

Logra aprovechar al mximo la vida til de los dispositivos.

Permite que el proceso este a velocidad nominal de produccin inclusoaumentarla a un valor permisible para los componentes.

La mano de obra es programada y limitada a las labores requeridas y necesarias.

Logra una consecucin programada de los repuestos evitando altos inventarios y/

negociaciones especiales con los proveedores. Permite crear una conciencia de integracin multitareas del equipo de trabajo.

Conlleva a elevar la capacitacin del personal y a un mejor nivel de vida.

Racionaliza las las perdidas en los costos de produccin.


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COMPARACION DE COSTOS

FACTURACION ANUAL: US$70,000,000.oo

DESCRIPCION CORRECTIVO PREVENTIVO PREDICTIVO PRODUCTIVOMANO DE OBRA 80,167.oo 31,763.oo 8,300.oo 4,905.oo

HERRAMIENTAS 2,717.oo 2,717.oo 1,087.oo 544.oo

REPUESTOS 148,882.oo 58,988.oo 15,414.oo 9,109.oo

CAPACITACION 0 543.oo 1,630.oo 815.oo

EQ. MEDICION 0 0 24,300.oo 12,150.ooPRODUCCION 343,575.oo 136,126.oo 35,570.oo 21,020.oo

TOTAL 575,342.oo 230,136.oo 86,301.oo 48,544.oo

COSTO / MES 47,945.oo 19,178.oo 7,192.oo 4,045.oo

Los siguientes datos se obtuvieron de la actualizacin (valores de hoy) de costos en el proceso deuna empresa desde su correctivo hasta el productivo en el transcurso de los ltimos cinco (5) aos.

Si analizamos bien, nos damos cuenta que se llega a un punto donde no se puede reducir ms el costodel mantenimiento; por lo cual ese punto de equilibrio es que se debe conservar y no creer que ya todose ha realizado y desfallecer en ese momento dado que retrocederamos en el proceso.


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OBJETIVO DEL MANTENIMIENTO

Garantizar un proceso productivo eficiente, efectivo, repetitivo y seguro .

Garantizar el menor nmero de fallas en los equipos.

Prever fallos inesperados en el proceso. Maximizar la productividad.

Asegurar una estabilidad de operacin.

Garantizar un mnimo tiempo de parada para mantenimiento y reparacin.

Suministrar continuidad al proceso productivo. Optimizar el diseo de los equipos para lograr un costo mnimo de operacin yaumentar la calidad la cantidad.

Suministrar seguridad al medio, al personal y al proceso.


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IMPLEMENTACION

DE UNPROGRAMA EN


Parte de seis (6) aspectos bParte de seis (6) aspectos bsicos:sicos:

Lineamientos a seguir.Lineamientos a seguir.

CreaciCreacin de la consciencia de la necesidad.n de la consciencia de la necesidad. Tiempo necesario para ser ejecutado.Tiempo necesario para ser ejecutado. Presupuesto disponible para tal efecto.Presupuesto disponible para tal efecto. JustificaciJustificacin de la necesidad del proyecto del predictivo.n de la necesidad del proyecto del predictivo. ImplementaciImplementacin.n.


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LINEAMIENTOS A SEGUIR

Cuales son los equipos que deben ser incluidos dentro del programa.

Que tipo y cuales son las mediciones que se deben realizar a cada uno de losequipos seleccionados.

Disear una ruta a seguir para cada variable y adecuada para cada equipo. Capacitar adecuadamente el personal para cada trabajo especifico.

Determinar las herramientas adecuadas para cada labor especifica.

Establecer los convenios de asociacin si econmicamente es ms favorable.

Cual es la forma para manejar la informacin obtenida. Crear la hoja de vida de cada equipo.

Relacionar tendencias y variables por equipo.

Involucrar a produccin en el manejo de la informacin.

Periodo de inicio.


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SELECCION DE LOS EQUIPOS

Equipos problema que ms reinciden poseen una alta probabilidad de falla. Aquellos que posee un alto efecto sobre la produccin.

Aquellos que generan inseguridad al personal.

Los que requieren un manejo especial, ya sea tcnico fsico.

A los que se les pueda clasificar segn la rapidez de la evolucin de la falla:EQUIPOS CRITICOS:

Esenciales en el proceso por que no paran.

Cuya reparacin posee un costo elevado.

Poseen un alto impacto sobre la produccin final.

Aquellos que la falla progresa rpidamente.

Ocasionan inseguridad en condicin de falla.

Son crticos en el arranque y en la parada.

EQUIPOS ADECUADO BALANCE:

Requiere nicamente monitoreo frecuente (semanal, mensual).

No es maquinaria crtica posee bajo riesgo de inseguridad.

Pequeo efecto en la produccin y bajo costo de mantenimiento.

Posee bajas especificaciones tcnicas para su manejo.


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SECUENCIA A ESTABLECER PORVARIABLE Y POR EQUIPO

VARIABLE(temperatura)INTERVALO

(mensual)

VALOR MEDIDO

( 50 C )LIMITE ESTABLECIDO( 50 C )

ANALISIS(est en alarma)

TOMA DECISION(coordinar)

ACCION(modificar intervalo)

INTERVALO(semanal)

ACCION(consultar produccin)

LABOR(programar labor)

LABOR(preventiva)

INTERVENCION(paro equipo)

SI

NO


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CUANDO REALIZO LA MEDICION

La experiencia que suministra el pasado de la mquina, con los problemashistricos que se han desarrollado; permite establecer los intervalos de tiempoadecuados para las medicines.

Mquinas con una buena historia de operacin, se pueden asignar intervalos demedicin largos.

DETECCION Y ANALISIS DETECCION: se determina cada variable a medir; se establecen los limites de

alarma de cada una; cuando se determinen valores tendientes a los limites se lenotifica al analista del problema.

ANALISIS: una vez detectada la alarma, se realiza un anlisis estricto delproblema para as determinar la causa del problema.


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Deteccin: REGISTRO DE TENDENCIAS

010

20

30

40

50

60

70

80

Ene

Mar

May Ju

lSep

Nov

Temperatura

Alarma

Peligro

El registro de tendencias, permite establecer el comportamiento real y de normaloperacin para as ajustar alarmas y limites de peligro.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1997 1998 1999 2000 2001

Promedio

AlarmaPeligro


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Anlisis: DIAGNOSTICO

Se comparan valores contra los nominales del fabricante.

Se crean tendencias de comportamiento.

Se obtienen la rapidez de evolucin de la falla.

Se asocia con otras variables para encontrar causas. Se especifican acciones a seguir.

Se crean responsabilidades.

Se realizan proyecciones en el tiempo.

Se generan manuales de operacin.

Se capacita el personal en lo equipos (supervisores, operarios, mantenimiento,produccin).

Se encuentran y explican causas / efectos de las fallas.

Se garantiza el manejo de la informacin.

Se coordinan actividades interdisciplinarias a realizar. Se realiza un seguimiento de las mediciones y de las labores a realizar.


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VARIABLES A MEDIR EN UN PROGRAMA DE


TEMPERATURATEMPERATURA VIBRACIONES MECANICAS

GAMALOGIA (RAYOS X). ULTRASONIDO PARTICULAS MAGNETICAS TINTAS PENETRANTES MEDICION DE ESPESORES

PRUEBAS DE IMPULSO PRUEBAS DE AISLAMIENTO ANALISIS DE ACEITES (CROMATOGRAFIA) LUBRICACION PRESIONES DE PROCESO

FLUJOS DE PROCESO VELOCIDADES DE PROCESO


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VARIABLE

TEMPERATURA

1.0 BASE CONCEPTUAL1.0 BASE CONCEPTUAL


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TEMPERATURA

Es un indicador directo de la condicin de operacin de cualquier elemento; dado,que al momento de presentare un deterioro en su composicin normal se ve reflejadoen temperatura (partiendo del principio que la energa no se crea ni se destruye sinose transforma).

Ejemplos:

En equipos mecnicos la friccin por perdida de lubricacin.

En estructuras cargas aplicadas incorrectamente esfuerzos inadecuados.

En equipos elctricos, un mal contacto disipa temperatura. En transformadores las corrientes parsitas ocasionan calentamiento.

En conductores elctricos las perdidas de aislamiento disipan temperatura.

En aislamientos trmicos de estructuras refractarias, al entrar en deterioro permite

la fuga de calor. En alimentos, cuando entra en descomposicin genera una temperatura mayor.

En el ser humano cuando se enferma eleva su temperatura corporar del sitio alcual est afectado.


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SISTEMAS DE MONITOREO DE TEMPERATURAS

FIJOS:Son aquellos que se instalan de manera permanente sobre el dispositivo amonitorear, otorgando la informacin para registro visual, grfico de control.

Se emplea en equipos crticos como los de gran importancia en la produccin, enequipos con alto grado de inseguridad, en equipos cuya falla progresarpidamente.Unos ejemplos tpicos de estos equipos son:

Turbo Moto Generadores, Compresores de Alta Potencia, Mquinas que Operan aAlta Velocidad, Bombas Para Combustibles, Motores de Alto Caballaje, etc.

Para lograr esta medicin se emplean diversas tecnologas como lo son:TERMOCUPLAS seal en mV - cortas distancias para la seal - amplios rangos demedida - permite inducciones deterioro de la seal.

RTDs seal tipo resistiva - aplica para distancias medias - no interesa la induccin -rangos limitados de temperaturas - ideal en aplicaciones robustas.

PINTURAS TERMICAS no generan seal elctrica, solo indicacin visual - nosson reutilizables - rangos de medida estrechos.

PIROMETROS OPTICOS capturan la radiacin energtica de los cuerpo paraobtener su temperatura son mas seguros y poseen seales seguras.


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MONITOREO FIJO SUPERVISION EN LINEA


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MONITOREO FIJO TERMODETECTORES

TERMOCUPLAS:Elementos detectores basados en el efectoSEEBECK debido a Mr. Thomas Seebeck que lodescubri en 1821 y que consiste en unir dos (2)metales diferentes en uno de sus extremos, el cual al

calentarse crea un flujo de electrones y la aparicinde una diferencia de potencial (Voltaje) entre los dos(2) extremos libres de este circuito Termo-Elctrico,con la caracterstica que la seal es no lineal en sucomportamiento.

( - )

( + )

eab

TIPO (+) (-) Seal (mV) Rango (C)J Fe Cu-Ni -8,1 .... 69,6 -210 .... 780

K Ni-Cr Ni-Al -6,5 .... 54,9 -210 .... 1372

T Cu Cu-Ni -6,3 .... 20.8 -270 .... 400

E Ni-Cr Cu-Ni -9,8 .... 76,4 -270 .... 1000

N Ni-Cr-Si Ni-Si-Mg -4,3 .... 47,5 -270 .... 1300

R Pt-13%Rh Pt -0,2 .... 21,1 -50 .... 1768

S Pt-10%rh Pt -0,2 .... 18,7 -50 .... 1768

B Pt-30%Rh Pt-6%Rh 0 .... 13,8 0 .... 1820

V Cu Cu-Ni ------ 0 ..... 80

G Tungs Tung-26%Radio 0 .... 38,6 0 .... 2320


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RTDRTDss


RTDs:DETECTOR de TEMPERATURA RESISTIVO y consiste enel cambio de resistencia de los metales ante la temperatura; yeste fenmeno lo descubri Mr.. Humphrey Davy en 1821 yen 1826 Sir William Siemens empleo el Platino para construirla primer RTD. La construccin est basada en arroyar unalambre metlico como el Platino sobre una base de mica yluego recubrirla en vidrio de pared delgada.La seal posee un comportamiento lineal de rpida respuesta,aplica en rangos de temperatura bajos (-182,76 hasta 630,74) yusos no robustas; de las construcciones mas conocidas son:Pt100 - Platino 100 Ohm - Coeficiente 0.00385Pt200 - Platino 200 Ohm - Coeficiente 0.003902Pt500 - Platino 500 Ohm - Coeficiente 0.003920Pt1000 - Platino 1000 Ohm - Coeficiente 0.003920Ni100 - Nquel 100 Ohm - Coeficiente 0.00617Ni120 - Nquel 120 Ohm - Coeficiente 0.00672Cu10 - Cobre 10 Ohm - Coeficiente 0.0042Tg50 - Tunsgteno 10 Ohm - Coeficiente 0.0045

Negro

Negro

Rojo


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TERMISTORES:Es una RTD ms estable y sensible, construido con semiconductores y lamayora posee coeficiente de temperatura negativo (disminuye la salida elctricaa mayor temperatura); traducen cambios muy rpidos y pequeos (0.02 C / Seg)que no se pueden observar con otros Sensores y aplicado a bajas temperaturas

(0-100 C). La seal elctrica es lineal y corresponde a la curva de estabilizacinrespecto al poder calorfico al cual reacciona (Joules = I2R).

I=10 uA / K

10 KOhm

SENSOR DE CORRIENTE

(-)

(+)

(+)

(-)

10 uV / K

SENSOR DE VOLTAJE


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PINTURAS TERMICAS:Son elementos de fcil y rpida indicacin visual de la presencia de una altatemperatura en una pequea rea; la pintura en ambiente normal posee una coloraciny al ser afectada por la temperatura se oxida y cambia la coloracin.

No poseen rangos amplio, vienen en kits por rangos de temperaturas limitados, noprecisan un valor de temperatura exacto si es la temperatura actual en quemomento sucedi con tiempos de exposicin entre 0.3 a 10 segundos.

Se vuelve no practica y de riesgo en procesos donde el contacto es peligrosos.

Aplica en : Circuitos Electrnicos, Tuberas Calientes, Ductos de Are, Trampas de

Vapor, Caucho y Plstico, Partes Mecnicas de Autos Aviones.


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PIROMETROS OPTICOS:Se denominan as por que emplean lentes para lacaptura de la energa que permite calcular latemperatura sobre el cuerpo.Estos elementos se emplean donde los elementos

de contacto no se emplear, como: AltaTemperatura, Abrasin, Friccin, Contaminacin,Movimiento, Induccin, Distancia de Separacin,Rapidez en Respuesta, Exactitud.Para encontrar el como funcionan estos detectores

es necesario estudiar el principio de lo infrarrojosy cuyo tema es el centro de esta presentacin.

Fibra Optica


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PORTATILES:Son de uso frecuente en mediciones peridicas ya sea para mantenimiento,

control de calidad produccin; as mismo estos se pueden clasificar como:

SISTEMAS DE MONITOREO DE TEMPERATURAS

TERMOMETROS DE CONTACTO: Elementos tradicionales, como

Bimetlico, Termocupla RTD sonlos encargados de producir laindicacin anloga digital.

El tiempo de respuesta de estoselementos es lento, generalmente esentre 1 y 2 minutos.

La precisin depende de laresolucin de la escala que posee elinstrumento; ej: 1 C.

Se dificulta la aplicacin en sitios dedifcil acceso en equipos rotativos en sistemas elctricos dado que se

vuelve una accin peligroso.

70.870.8 CC


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PORTATILES:

TERMOMETROS OPTICOS POR RADIACION:Denominados as por que capturan la radiacin infrarroja emitida por los cuerposcalientes y calcula la temperatura, para ello existen diferentes modelos en elmercado:

Elementos de FILAMENTO los cuales compensan con un potenciometro lascorrientes del detector que circulan por un filamento y as establecer el rango demedida.Luego aparecen los TERMOMETROS INFRAROJOS los cuales describimos msadelante en la presentacin:

5555 CC

Elemento de Filamento

Termmetro ptico Termmetro ptico


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Escala en FAHRENHEIT: (F)Escala comnmente conocida desde el 1700 cuando el Sr.. Gabriel Fahrenheit creoun instrumento en Mercurio que otorgaba una alta exactitud y repetibilidad, conuna escala desde los cero grados (creado por una mezcla de agua + hielo y clorurode amonio) una mxima de 96 grados (permita dividir en 12 24 48 partes) que

equivala a la temperatura de la sangre del cuerpo humano.

Escala en CELSIUS: (C)En 1742 Mr.. Anders Celsius propuso una escala entre el punto de melting del hieloy el punto vapor del agua para determinar una divisin en 100 partes; desde 1948

esta escala fue revisada y se oficializaron los dos (2) extremos quedando como unaescala se oficial.

Escala en KELVIN: (K)En 1800 Mr. William Thomson (Lord Kelvin) desarrollo una escala termodinmica

universal basado en el coeficiente de expansin del gas ideal; estableciendo elconcepto del cero absoluto para la termometra actual.

Escala en RANKIN: (R)Es un equivalente de los Fahrenheit en la escala de Kelvin.

ESCALAS DE MEDIDA PARA TEMPERATURA

C=5/9 (F-32) F= (9/5 * C) + 32

K= C + 273.15

R= F + 459.67


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MEDICION DETEMPERATURA POR

INFRARROJOS

PRINCIPIO DEFUNCIONAMIENTO


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RESEA HISTORICA

Tecnologa desarrollada en 1933, para efectosde investigacin; con muchas limitaciones parasu poca en cuanto a tamao de los equipos(robustos por operar con tubos al vaco) y

capacidad de medida limitada a bajastemperaturas.

Durante la segunda guerra mundial tuvo undesarrollo a ser aplicado en la ubicacin debarcos de guerra.

En la dcada de los 70s con el desarrollo delos microprocesadores empez a ser empleadoen la industria, dado que, el tamao y costo seredujo drsticamente.

En este momento poseen altas velocidades deoperacin y amplios rangos de medida.


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FENOMENOS BASICOS EN LA MEDICIONUn buen ejemplo para entender el como funciona la radiacin de energa infrarroja,es un pocillo que contiene un lquido caliente el cual evidencia un nico principioque es el de EQUILIBRIO TERMICO y ocasiona tres (3) fenmenos:Al tomar el pocillo en la mano esta se caliente por el principio de laCONDUCCION que acta a travs de la pared del pocillo; luego el medioadyacente (are) se calienta por la emanacin de vapor denominadaCONVECCION y la cara libre emite RADIACION hacia el medio adyacente.

RADIATIONRADIATION

CONVECTIONCONVECTION

CONDUCTIONCONDUCTION

RadiaciRadiacinn

ConvecciConveccinn

ConducciConduccinn


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CAPTURA DE LA RADIACION

Teniendo claro los fenmenos presentes en el comportamiento de un cuerpo, sedebe implementar un sistema que vea dicha emisin de energa y asociado a unmtodo de medida determine una temperatura presente en el cuerpo a evaluar y nosea solamente de emitir un concepto de caliente fro.

?


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MEDICION BASICAEl termmetro

determina latemperatura del objetomediante medicin dela energa infrarrojaemitida

La energa es una ondaelectromagntica similar a la de laluz o las seales de radio

Objetocaliente queemite lasradiacionesinfrarrojas

IRCONIRCON

Todos los cuerpos al superar el cero absoluto de temperatura (-273 K)presenta unaagitacin molecular y por ende un movimiento atmico el cual est asociado con laagitacin de los electrones de los tomos y cuya oscilacin crea un campo

electromagntico que viaja a partir del cuerpo caliente.

La velocidad de transmisin de radiacindepende de las variables fsicas comocomposicin, estado fsico (liquido, slido) y

tamao del cuerpo.


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ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

Entonces hay que iniciar por recordar el espectro electromagntico, que nos esms que la escala usada para medir radiacin de cualquier forma de energa.Hay que recordar que el primero en descubrir el espectro electromagntico fue elSr. Isaac Newton al descomponer la luz blanca (solar) a travs de un espejo enforma de prisma.


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10 KHz 1 MHz 100 MHz 100 m 0.1 m

.4 m.7 .7 mm20 20 m.m.

OndaLarga

A.M. OndaCorta

F.M. LuzVisible

LuzInvisible

Rayos X

Rayos YSeales de Radio

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

Al recordar el espectro electromagntico, se encuentra una escala bien definidapor la LONGITUD DE ONDA que corresponde a la velocidad con la cual sepropaga la radiacin y esta posee como unidad el MICROMETRO (m)que es ladistancia recorrida por una onda con este periodo. Veamos un Ej: 10 mcorresponden al grosor de un cabello.


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EL ESPECTRO INFRARROJO

Siguiendo los pasos de Newton en elao de 1840 los seores WILLIAMy JHON HERSCHEL descubrieron

un mtodo para medir las diferentesfranjas del espectro infrarrojo;tambin mediante la descomposicinde la luz blanca a travs de unprisma y reflejada sobre una placa

plana a escala para tal efecto ydonde lograron determinar el anchode banda para cada segmento decobertura dentro del espectro total.Desde entonces se determino el rea

que corresponde a los infrarrojos yque se limita entre 0.01m y 100mde longitud de onda..


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De forma adicional los seores HERSCHEL pudieron cuantificar la energarelativa correspondiente a cada color, de tal manera que entre mayor es latemperatura del cuerpo caliente el color de este tiende hacia los rojos losinfrarrojos. Ejemplo: al calentar un cuerpo este al calentarse va cambiando sucolor hacia el rojo y luego cuando llega al melting el color tiende al blanco.



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Esta cuantificacin de la energa podemos observar en una grfica de Longitudde Onda versus Energa Radiada y con el perfil observado de la intensidad deenerga radiada vemos que a mayor temperatura va pasando de los infrarrojos ylos rojos hacia los dems colores bsicos.

Longitud de OndaLongitud de Onda

Energ

EnergaRadiada

aRadi

ada

DISTRIBUCION DE LA ENERGIA RADIADA


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DISTRIBUCION DE LA ENERGIA RADIADAPOR UN CUERPO.

Podemos observar en la

grfica de la Energa

Radiada Por El Cuerpo Vs

Longitud Onda, que lospuntos ms altos de

temperatura corresponden

al valor ms elevado del

nivel de energa y esto

dentro del rango delongitudes de onda

correspondiente a la luz

infrarroja, con la

caracterstica de bajas

temperaturas paras altaslongitudes de onda y de

altas temperaturas para

bajas longitudes de onda.

0,30,3 0,50,5 11 22 55 1010 2020 5050 100100

--5050 CC

2020 CC

200200 CC

700700 CC20002000 CC

0,40,4

0,20,2

0,00,0

0.60.6

0.80.8

1.01.0

Longitud de Onda ( m)

( Intensidadde Radiacin )

FACTORES A TENER EN CUENTA PARA UNA


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EMISIVIDAD

Propiedad que poseen los cuerpos y que define la cantidad de energa posible a serradiada por ellos y la cual equivale a la cantidad de energa que es posible absorber.

TRANSMITIVIDADPropiedad que define la facilidad para dejar pasar a travs de el cuerpo la radiacininfrarroja emitida por otro cuerpo ubicado posterior a l.

REFLECTIVIDAD

Propiedad que posee la superficie de los cuerpos y que determina la cantidad deradiacin infrarroja reflejada en ella.RESPUESTA ESPECTRAL

Se refiere al valor de longitud de onda () sobre el cual se define la radiacin emitidasegn sea la temperatura presente.

CUERPO NEGRORepresenta al emisor y receptor ideal de energa, solo existe como un concepto delespacio dado que crearlo fsicamente en el momento es imposible; existen elementosde laboratorio que lo asemejan con un 99.99% de acercamiento.

FACTORES A TENER EN CUENTA PARA UNAMEDICION DE INFRARROJOS

FACTORES EN UNA MEDICION CON


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E + R + T = 1.0Reflexin

EmisinIRCONIRCON

Transmisin

FACTORES EN UNA MEDICION CONINFRARROJOS

Cuando se realiza una medicin de temperatura con infrarrojos, el termmetrocaptura la energa total proveniente de la Reflexin + Transmisin + Emisin;donde lo nico que nos interesa medir es la emisin.

FACTORES EN UNA MEDICION CON


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FACTORES EN UNA MEDICION CONINFRARROJOS DENTRO DE UN HORNO

IRCON

Emis

in

Reflexi

n

Transmisin

500500 CC

En este caso, vemos que la radiacin de energa de las paredes internas del hornoinciden sobre la medicin; adicionalmente la Transmisin que interviene es la delmedio por el cual viaja la radiacin infrarroja.De esto podemos concluir que la Transmisin se puede compensar internamente enel termmetro tanto en su electrnica como en su adecuada seleccin.

LA EMISIVIDAD


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LA EMISIVIDAD

Como decamos este parmetro determina la cantidad de energa radiada por elcuerpo caliente segn sea su construccin molecular.Este parmetro es de comparacin, donde se toma como el cuerpo emisor ideal unCuerpo Negro que es el nico en absorber y emitir toda su energa interna.Por lo cual la Emisividad de un cuerpo no es mas que la intensidad de radiacin de

un cuerpo a cierta temperatura respecto a la radiacin de un cuerpo negro a lamisma temperatura.

Radiacin del Objeto Real a Una Longitud de Onda Radiacin de Cuerpo Negro a Una Longitud de Onda

E =

100% deEnergaTrmicaContenida

ReflexinInterna

% deEnergaTrmicaEmitida

E=0,86 determina que el

cuerpo radia el 86% de suenerga interna, respecto a laradiacin que tendra uncuerpo negro.

EMISIVIDADES DE ALGUNOS MATERIALES


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EMISIVIDADES DE ALGUNOS MATERIALES Hierro y Acero Pulido = 0,35

Hierro y Acero Oxidado = 0,85 Aluminio Pulido = 0,13

Aluminio Oxidado = 0,40

Cobre Pulido = 0,06

Cobre Oxidado = 0,80 Ladrillo Construccin = 0,80

Asfalto = 0,85

Asbesto = 0,90

Bronce Brillante = 0,05 Bronce Oxidado = 0,60

Cromo = 0,07

Constatan Brillado = 0,15

Constatan Oxidado = 0,65 Manganeso = 0,10

Manganeso Oxidado = 0,65

Inconel Pulido = 0,20

Inconel Oxidado = 0,70

Monel = 0,15

Monel Oxidado = 0,40 Nquel-Cromo = 0,10

Nquel-Cromo Oxidado = 0,60

Cromo-Aluminio = 0,10

Cromo-Aluminio Oxidado = 0,65 Cobalto = 0,04

Cobalto Oxidado = 0,60 Oro = 0,02 Nquel = 0,04 Nquel Oxidado = 0,85 Platino = 0,07 Plata Pulida = 0,02 Plata Oxidado = 0,10

Estao = 0,06 Estao Oxidado = 0,60 Titanio = 0,15 Titanio Oxidado = 0,70 Tungsteno = 0,06

Zinc = 0,04

EMISIVIDADES DE ALGUNOS MATERIALES


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Zinc Oxidado = 0,30

Almina = 0,85 Ladrillo Rojo = 0,80

Ladrillo Refractario = 0,65

Ladrillo de Silica = 0,80

Cermica = 0,65 Carbn Grafito = 0,80

Holln de Carbn = 0,95

Cemento y Concreto = 0,65

Textiles rea Cerrada = 0,75 Vidrio = 0,85

Papel = 0,80

Cartn = 0,95

Plsticos Opacos = 0,85 Plsticos Semi-transparen = 0,75

Plstico Transparente = 0,45

Pintura de Aceite = 0,90

Pintura Esmalte = 0,90

EMISIVIDADES DE ALGUNOS MATERIALES Pinturas Laca = 0,85

Pintura Aluminica = 0,45

Caucho Duro Negro = 0,95

Goma Duro = 0,95

Caucho Suave Gris = 0,85

Goma Suave Gris = 0,85 Agua = 0,95

Madera = 0,85

Los valores de emisividades dealgunos materiales que no seencuentren en esta tabla, puedenconsultarlos con los diferentesfabricantes con la base dedatos que poseemos.

METODO PRACTICO PARA OBTENER LA


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Termocupla

Indicador

EMISIVIDADES DE ALGUN MATERIALExisten varios mtodos para obtener la Emisividad de un material en el taller demantenimiento, entre ellos podemos mencionar el METODO DE COMPARACIONel cual consiste en medir de forma paralela la temperatura de la superficie a evaluarcon el termmetro infrarrojo y un termmetro de contacto, mediante la modificacin

de la Emisividad sobre el infrarrojo variamos la indicacin de la temperatura delmismo hasta que las dos lecturas sean iguale y esta ser la Emisividadcorrespondiente.

METODO PRACTICO PARA OBTENER LA


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EMISIVIDADES DE ALGUN MATERIAL

El siguiente METODO DE LA EMISIVIDAD CONOCIDA se basa en el empleo deuna pintura esmaltada de color negro y la cual posee una Emisividad conocida de,por lo cual con el termmetro infrarrojo con la Emisividad ajustada procedemos amedir sobre la pintura obteniendo la temperatura real sobre la superficie; el segundo

paso consiste en medir con el infrarrojo en un rea inmediatamente adyacente a lapintura y modificamos la Emisividad del infrarrojo hasta que la temperatura que esteindique sea la misma al obtenida sobre la pintura negra.

EFECTOS DE LA EMISIVIDAD SOBRE LA


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MEDICION DE TEMPERATURA POR

RADIACION. Una emisividad errnea introduce imprecisin en la medicin, como por ej:

una emisividad alta cercana a 1,0 determina valores inferiores a la temperaturareal; una emisividad baja tendiendo a 0,1 establece temperaturas superiores

al valor real. Un valor diferente de emisividad, establece una rata de flujo de energa

diferente al real presentado por el material que estemos analizando.

Cada material cada cuerpo posee una emisividad caracterstica, no esarbitraria sino que es particular de cada cuerpo.

LA REFLEXIN


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LA REFLEXIN

Es la caracterstica que posee la superficie del material para reflejar la radiacininfrarroja emitida por cuerpos adyacentes al que estamos analizando.Entonces este fenmeno lo podemos considerar como una perturbacin en lamedicin y como ocasiona un efecto nocivo en la medida es necesario implementaruna solucin a tal efecto.

Para solucionar esta perturbacin sele adiciona al montaje unos

accesorios fsicos al termmetrodenominados LIMITADORES DECAMPO FOCAL los cuales impidenque los radiacin reflejada alcance ellente del termmetro.

Cabezal de CensadoCabezal de Censado

RefrigeraciRefrigeracin por Aguan por Agua

Purga de AirePurga de Aire

Limitador deLimitador deCampo FocalCampo Focal

Horno CalienteHorno Caliente

ObjetivoObjetivo

LA REFLEXIN


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Para los cuerpos con superficies curvas, esto no presenta ningn efecto sobre laEmisividad del mismo, solo se afecta la emisividad por el espesor que tenga lasuperficie curva (define un material particular).Para efectos de la medicin de temperatura, las superficies curvas afectan eldimetro del (spot) rea a medir permitiendo mayor menor rea.

En caso de medicin sobre superficies curvas se sugiere se realicen tomas adistancias superiores a 1.75 veces el radio.

TRANSMISION


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Este es un aspecto importante en la medicin de temperatura por el mtodo de los

infrarrojos, dado que cualquier elemento intermedio entre el cuerpo caliente y eltermmetro ocasiona un efecto de reduccin en la energa capturada por eltermmetro incidiendo de forma directa en el resultado obtenido; dentro deelementos intermedios tenemos: combustiones, polvo, vapores, gases, are yventanas mirillas de contencin del medio hostil.

Condiciones Ideales

Cabezal de Censado Campo de Medicin

Objetivo

Radiacin Emitida PorEl Cuerpo Caliente

Condiciones Reales

Llama PolvoyGases

VaporyHumo

VentanaMirilla

CuerposSlidos

TRANSMISION


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0,90,9--1,81,8 mm 1,81,8--2,22,2 mm 4,84,8--5,25,2 mm 88--1414 mm

TTrraannssmmiissiinn

AAtt

mmoossffrriiccaa

Longitud de Onda (Longitud de Onda (m)m)

Es el factor que afecta la intensidad de la energa infrarroja que viaja a travs del

medio, delimitando la respuesta espectral (longitud de onda) dentro de la cual debetrabajar el sensor a ser empleado y as lograr una mayor eficiencia.Generalmente este elemento intermedio de transmisin es el are, por lo cual ah quedefinri la zona de transparencia del are a los infrarrojos.

TRANSMISION


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0,90,9--1,81,8 mm 1,81,8--2,22,2 mm 4,84,8--5,25,2 mm 88--1414 mm

TTrraannss

mmiissiinn

AAtt

mmoossffrriiccaa


0.65-1.1 m (700-3500 C)Acero, Hierro y Vidrio Fundido

Como veamos existen cuatro franjas definidas para la transmisin de los infrarrojos

a travs del are y en muchas aplicaciones este no es el nico elemento queinterviene; tambin existen otros elementos a manera de ventanas para medir atravs de ella sobre ellas, por lo cual cada franja est ligada de forma directa conaplicaciones especificas. Esta franja es para altas temperaturas en slidos opacos

TRANSMISION


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0,90,9--1,81,8 mm 1,81,8--2,22,2 mm 4,84,8--5,25,2 mm 88--1414 mm

TTrraannss

mmiissiinn

AAtt

mmoossffrriiccaa


1.6-2.4 m (300-1100 C)Moldeado de Metles

En esta franja del espectro de 1.6 - 2.4 m, es especial para aplicaciones a altastemperaturas en cuerpos opacos y donde se ignoran gases reflexiones externas; sepueden conseguir equipos porttiles fijos para solventar la medida.

TRANSMISION


58/230

0,90,9--1,81,8 mm 1,81,8--2,22,2 mm 4,84,8--5,25,2 mm 88--1414 mm

TTrraannss

mmiissiinn

AAtt

mmoossffrriiccaa


3.4 m (0-800 C)Plsticos

En este pequea franja del espectro electromagntico de 3.4 m, se puede medirtemperaturas sobre pelculas de plstico transparente de colores claros y concalibres pequeos; dado que, all el plstico ser opaco a la transmisin de radicininfrarroja emitida por cuerpos posteriores al punto de medicin.

TRANSMISION


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Para la franja del espectro electromagntico comprendida entre 3.8-4,2 m, es

usualmente empleada para las aplicaciones de los equipos de tomo de imagentrmica; este tipo de aplicaciones son posibles por que es una franja intermedia paraaltas y bajas temperaturas, como tambin para medir sobre cuerpos transparentes yalgunos gases.

0,90,9--1,81,8 mm 1,81,8--2,22,2 mm 4,84,8--5,25,2 mm 88--1414 mm

TTrraannss

mmiissiinn

AAtt

mmoossffrriiccaa


3.8-4.2 m (-20 .... +600 C)Equipos de imagen Trmica

TRANSMISION


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0,90,9--1,81,8 mm 1,81,8--2,22,2 mm 4,84,8--5,25,2 mm 88--1414 mm

TTrraannss

mmiissiinn

AAtt

mmoossffrriiccaa


4.8-5.2 m (0-900 C)Superficie Vidrio

Para esta ventana del espectro entre 4.8-5.2 m de longitud de onda, es empleadapara mediciones sobre superficies de vidrio; aqu el vidrio opaco a la transmisin deinfrarrojos emitidas por cuerpos posteriores al punto de medicin. Estasaplicaciones pueden ser laminado de vidrio, curado de pinturas sobre vidrio.

TRANSMISION


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0,90,9--1,81,8 mm 1,81,8--2,22,2 mm 4,84,8--5,25,2 mm 88--1414 mm

TTrraannss

mmiissiinn

AAtt

mmoossffrriiccaa


7.9 m (20-400 C)Pelcula Poliester

En la franja de 7.9 m es empleada para medir temperaturas sobre pelculas dePoliester ya sea para aplicaciones textil para recubrimientos con este material.

TRANSMISION


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0,90,9--1,81,8 mm 1,81,8--2,22,2 mm 4,84,8--5,25,2 mm 88--1414 mm

TTrraannss

mmiissiinn

AAtt

mmoossffrrii

ccaa


8-14 m (-50...+400 C)Propsitos Generales

Por ltimo la franja del espectro electromagntico comprendido entre 8-14 m sepuede considerar la de aplicaciones generales con temperaturas bajas y ambienteslimpios; estas aplicaciones pueden ser en labores de mantenimiento, produccin control de calidad.

PARTES DE UN SENSOR INFRARROJO.


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SISTEMA FOCAL establece la correcta ubicacin del objetivo.

SISTEMA OPTICO colecta la energa radiado por el objeto. SISTEMA DETECTOR convierte la energa infrarroja en un valor elctrico.

SISTEMA AMPLIFICADOR adecua la seal elctrica aun nivel mas alto.

SISTEMA PROCESADOR compara y establece la temperatura.

SISTEMA DE SALIDA genera la respuesta de salida (control indicacin).

Cuerpo CalienteCuerpo Caliente

Sistema FocalSistema Focal

DetectorDetector

AmplificadorAmplificador ProcesadorProcesador

LinealizadorLinealizador

Salida (IndicaciSalida (Indicacinn Control)Control)

SISTEMA OPTICO


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.El sistema ptico de un termmetro de

infrarrojo es el encargado de capturar laradiacin infrarroja y direccionarla hacia elelemento detector para que sea evaluada.Un termmetro ptico involucra un lenteprincipal y otro auxiliar (cncavo y convexo)

instalados en la ventana frontal, de tal maneraque uno es de apertura y el otro de restriccinhacia su centro focal, para efectos de crear uncampo ptico y poder capturar la radiacin decuerpos pequeos a cortas distancias y cuerpomas grandes a mayores distancias.Adicionalmente antes de llegar la radiacin alelemento sensor pasa a travs de un lente queconcentra toda la radiacin y direccionarla alelemento detector.Esta es la razn que origina la creacin detablas que relacionan distancias de medicionesy reas de incidencia de la medida.

SISTEMA OPTICO


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Materiales mas utilizados en los sistemas pticos de los equipos de medicin de

temperatura por infrarrojos.

SISTEMA DE ENFOQUE


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Es el que permite correlacionar de manera directa la distancia a la cual nosubicamos para ejecutar la medicin respecto al rea promedio que encierra el campofocal del sensor empleado, como tambin da la certeza de un correcto enfoque delelemento que estamos midiendo y no la combinacin de temperaturas de variosdispositivos.

Este sistema de enfoque puede ser del tipo visual como el ejemplo de la figura de laderecha del tipo luminoso como la figura de la izquierda; un sistema laser puntualsolo indica el centro del rea de medida, mas no la totalidad del rea de medicin.

ELEMENTOS DETECTORES


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Los elementos detectores, son losLos elementos detectores, son lostransductores que convierten latransductores que convierten laseseal electromagnal electromagntica en una setica en una sealalelelctrica; esta transformacictrica; esta transformacin den deseseal puede ser originada deal puede ser originada dediversas formas, que originan tresdiversas formas, que originan trestipos de detectores:tipos de detectores:PIROELECTRICOS generanPIROELECTRICOS generanseseales en forma de corriente deales en forma de corriente denAnA. y tiempo de Respuesta 100mS.. y tiempo de Respuesta 100mS.Las TERMOPILAS funcionanLas TERMOPILAS funcionancomo el fencomo el fenmenomeno SeebeckSeebeck y suy suseseal es en voltaje deal es en voltaje de V conV contiempo de repuesta de 300mS.tiempo de repuesta de 300mS.SILICONADOS desarrollado porSILICONADOS desarrollado porcada fabricante y su funcionamientocada fabricante y su funcionamientoes por una reaccies por una reaccin qun qumica similarmica similaral de las bateral de las bateras. Tiempos deas. Tiempos derespuesta de 10mS.respuesta de 10mS.Cada uno tiene su aplicaciCada uno tiene su aplicacinnespecifica.especifica.

ELEMENTOS DETECTORES


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Los detectores mas comLos detectores mas comnmentenmenteinstalados en los equipos deinstalados en los equipos determograftermografa se encuentran los dea se encuentran los decomposicicomposicinn InGaAsInGaAs que trabajan aque trabajan auna determinada longitud de onda yuna determinada longitud de onda yle permite se usado en diferentesle permite se usado en diferentestipos de aplicaciones.tipos de aplicaciones.Estos detectores se construyen de laEstos detectores se construyen de lacomposicicomposicin y recubiertos con unan y recubiertos con unapequepequea la lmina de vidrio paramina de vidrio paraaislarlos de otros componentes yaislarlos de otros componentes ycada celda generara uncada celda generara un pixelpixel en laen laimagen.imagen.

Oblea de InGaAs en fabricacin

Oblea de InGaAs de 4 con Chip de Imagen

RESPUESTA ESPECTRAL DE ALGUNOSDETECTORES


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2,0 hasta 2,5

0,8 hasta 1,8

0,7 hasta 1,1

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Termopila

Celda Piroelctrica

Led de Sulfito

Led de Germanio

Led de Silicio

Longitud de Onda (m)

JUSTIFICACION ALGEBRAICA DE LAMEDICION POR INFRARROJOS.


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MEDICION POR INFRARROJOS.Para determinar las expresiones algebraicas que representan el comportamiento de la radiacininfrarroja de los cuerpos calientes, debemos tener en cuenta ciertas leyes y principios fsicos:

La energa total contenida por un cuerpo caliente corresponde a la relacin

1 = EABSORBIDA

+ EREFLEJADA

+ ETRANSMITIDA; entonces se puede decir que

1 = A + R + T.Al aplicar a aplicar la LEY DE LA CONSERVACIN DE LA ENERGIA que establece que la

Energa Absorbida es igual a la Energa Radiada, EABS = ERAD; luego, A = E.

La energa radiada (E) por el cuerpo caliente se mide respecto a la energa radiada por uncuerpo negro a la misma temperatura; que para cumplir esto los CAMBIOS DETEMPERATURA (t) ocasionan CAMBIOS EN LA LONGITUD DE ONDA () de la EnergaRadiada por el cuerpo caliente. E = 1 - R - T.

Para realizar la medicin de temperatura es necesario evaluar la radiacin en el punto de

mayor intensidad de emisin (E), por lo cual debemos encontrar la longitud de onda () paraese punto; siendo la LEY DE DESPLAZAMIENTO DE WIENS la que establece la relacin.Esta ley establece una relacin entre la longitud de onda y la mxima cantidad de energa

emitida ante pequeos cambios de temperatura. max (2.89x103 m K)/ t

JUSTIFICACION ALGEBRAICA DE LAMEDICION POR INFRARROJOS.


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MEDICION POR INFRARROJOS.

Una vez obtenida la Longitud de Onda de mxima emisin (max), podemos encontrar laenerga radiada (W) relacionando la Emisin (E) y la temperatura presente en la superficiede anlisis; siendo la LEY DE PLANCKS la que establece la relacin directa.

W = C1 * E * [5

* (E C2/ t - 1)]-1

Donde los trminos (C1 = 3.74x10-16 W m2) corresponde a la primera constante de Plancks y(C2 = 0.014388 m K) corresponde a la segunda constante de Plancks.

Con la emisin de energa radiada por el cuerpo caliente, podemos establecer una relacin conla energa radiada por un cuerpo negro a la misma temperatura; esto mediante la LEY DE

STEPHAN BOLTZMANN. W = Eo * t4Donde (Eo) corresponde a la emisin de energa del cuerpo negro que estamos tomando dereferencia, cuyo valor es muy cercano a 1.

Ahora podemos resumir en una sola ecuacin los cambios de energa radiada como la longitud

de onda ()ante un cambio de temperatura (t):

* t = C1 * ( + )-5x10(C2 / t)

TERMOMETRIA


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Podemos definir TERMOMETRIA como:Podemos definir TERMOMETRIA como:

PROCEDIMIENTO CON EL CUAL PDEMOS DICERNIR UN VALOR DEPROCEDIMIENTO CON EL CUAL PDEMOS DICERNIR UN VALOR DETEMPERATURA PRESENTE EN UN CUERPOTEMPERATURA PRESENTE EN UN CUERPO..

Luego podemos realizar termometrLuego podemos realizar termometra de muchas maneras, mediante el empleo dea de muchas maneras, mediante el empleo determtermmetros infrarrojos portmetros infrarrojos porttilestiles con equipos de termografcon equipos de termografa.a.

TERMOMETROS PORTATILES PARAINSPECCION


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Los termmetros porttiles son lasherramientas mas usuales en losprogramas de mantenimiento predictivo,dado que permiten monitorear las

temperaturas en motores, chumaceras,bombas, compresores, tuberas y elsistema elctrico; siendo estas lasaplicaciones mas usuales, donde lasdistancias de medicin no superan los 5

metros y las temperaturas no sonsuperiores a 500 C.Los sistemas de enfoque para estosdispositivos pueden ser LASER (un hazluminosos que indica el centro del rea

medida), LASER + HAZ CIRCULAR(que permite establecer de forma directael rea de medicin), VISUAL (dondemedinate la ptica vemos de formadirecta el rea medida).



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Existe otra gama de aplicaciones dentrode los programas de mantenimientopredictivo y son aquellas cuya distanciade medicin se incrementa, como lo

puede ser monitorear temperaturas ensistemas elctricos como estructuras demedia tensin y subestaciones de patio;en estas aplicaciones las distancias demedicin son superiores a 10 metros, por

lo cual los equipos pueden medirtemperaturas hasta de 50 metros conreas de superficie relativamenteadecuadas.Aplicaciones generales, con rangos desde

-50 .... +1000 C.Aplicaciones en mantenimiento,Produccin, Control calidad eInvestigacin.



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Existen algunas aplicaciones an masespecificas para equipos para uso enindustrias especificas, como lo puedenser medir temperaturas en lneas detransmisin de energa; para estasaplicaciones las distancias demedicin son superiores a los 40metros y con cuerpo de medicinpequeos como los conectores otrosdispositivos.Para solventar dichas aplicaciones serequieren de termmetros infrarrojoscon sistemas pticos potentes quepermitan solventar la aplicacin y contemperaturas de medicin entre 0 ...+400 oC.

TERMOMETROS FIJOS PARA CONTROL


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En muchos procesos industriales lascondiciones de trabajo pueden serespeciales debido a una altatemperatura ambiente, contaminacindel are, productos a medir de tipo

abrasivos corrosivos, elementosslidos y otras condiciones que nopermiten la instalacin de unelemento de contacto ya sea porrestriccin fsica directa, por

deterioro inmediato progresivo delsensor por baja exactitud en lamedida perdida de calibracin delinstrumento.Estos instrumentos permiten medir y

corregir temperaturas de formainmediata en el proceso debido a queposeen altas velocidades de respuestacomo son de 3 mSeg.

Acero 950 C

950 C

Paredes 1100 CAre 1150 C



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Secador

paraCereal

Cereal

Seco

Con las condiciones especialesantes mencionadas yrepresentadas en esta imagen,vemos que los sensores fijos

deben adaptarse a lascondiciones de proceso; por locual se encuentran formasconstructivas como puedenser: Compactos y de Fibra

ptica.

Los compactos poseen la electrnica integrada y los defibra ptica travs de una gua de luz llevan la radiacininfrarroja hasta electrnica que se encuentra remota.

Para ambas construcciones existen accesorios comosistemas de refrigeracin de la electrnica paratemperaturas ambientes elevadas y purgas de are paraambientes contaminados.



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Termmetro InfrarrojoFijo De ConstruccinCompacta ConAccesorio de Purga deAre y Chaqueta de

Refrigeracin.

Termmetro Infrarrojo Fijo

Con Amplificador Remotoy Fibra ptica.


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SISTEMAS DE SCANEO TERMICO


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Los sistemas de SCANEO TERMICO nospermiten monitorear cuerpos en DOS (2)DIMENSIONES como lo pueden ser superficiesplanas (Lminas de Vidrio, Pelculas de Plstico Textiles, Paredes de Hornos Refractarios)

generando un anlisis trmico sobre toda lasuperficie para tomar acciones de control masacertadas.

Para realizar el scaneo existen dos formas:PUNTUAL que fue la primera existente desde la

dcada de los 40s y de las mas empleadas enmuchas aplicaciones. La segunda forma es porZONAS con velocidades de muestro mas altas ymejor resolucin.

En ambos casos partimos de una medicin sobre

un rea definida y con un recorrido establecido,de tal manera que se pueda establecer un perfiltrmico de la superficie analizada.

SISTEMAS DE SCANEO TERMICOEn la forma PUNTUAL se realizan


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varias mediciones sobre la superficie y enel recorrido establecido, todas con un rea(spot) definido de acuerdo a lasexigencias de la aplicacin.En cada medicin puntual se captura la

radiacin emitida y luego se procede conun elemento mvil a ubicar el punto de lasiguiente captura; generalmente, estemovimiento es creado por un motor ensincronismo con la velocidad de

transporte de la superficie evaluada.El elemento encargado de capturar laradiacin son espejos rotantes que ladireccionan directamente sobre elelemento detector y de manera sucesiva

se capturan los siguientes puntos demedicin.Para estas aplicaciones es necesarioestablecer un rango en grados a definir,que generalmente son 90 120.


En la forma PUNTUAL es importante


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pestablecer la seccin mnima demedicin, la cual determinara laresolucin de medida y esta a su vezestablece la distancia de ubicacin delescner.Estos sistemas generalmente vanasociados con software que permitenestablecer la relacin de temperatura decada franja de medicin y con laubicacin del punto medido en lasuperficie analizada.En el ejemplo vemos que es posibledeterminar si sobre alguno de loscostados se concentra mayor temperaturaque sobre el otro extremo si en la partecentral la temperatura disminuye.En general es muy buena herramientapara determinar acciones correctas decontrol.


Esta forma PUNTUAL permite un


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panlisis completo muy til no solo desdeel punto de vista tcnico; sino, tambindesde el punto vista de produccin yaque genera informacin importante de lacalidad del proceso y el efecto del mismoen el producto terminado.

Los software asociados en la formaPUNTUAL son verstiles en el manejode la informacin, generando escalas decolores respecto a la escala detemperaturas, permiten obtenertemperaturas puntuales promedios,generar reporte incluso estableceracciones de control directas.



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Dentro de las estructuras de anlisis permiten comparaciones entre estadosactuales instantneos de operacin y estados predeterminados como referencia denormalidad.De forma adicional y bajo condiciones de programacin especiales, estainformacin en dos (2) dimensiones se puede convertir en imgenes del tipo tres(3) dimensiones para hacer proyecciones calculadas del comportamiento trmicocontenido en el volumen encerrado por la superficie analizada, obteniendoseinformacin como por ejemplo del desgaste de refractarios adherencia yconcentraciones de material al interior de algn horno.



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Para los sistemas de escner en forma de ZONAS no solamente interesa latotalidad de la superficie sino zonas especificas que son cruciales para obtener unbuen proceso, por lo cual es posible analizar uno, dos, tres cuatro n sectoresde la superficie de manera instantnea.Este tipo de anlisis lo especifica el proceso con el requerimiento de resolucin

deseada, como tambin con el nmero de zonas especificas y que tipo deinformacin requerida como lo puede ser temperaturas puntuales, promedios,deltas, perfiles y otros tipos de diagnsticos eficaces a ser asociados con lasestrategias de control a implementar.



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Scaner en Kilns Adherencia en Refractarios

Zoom de Scaneo Histrico Adherencia


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ANALISIS TERMICO MEDIANTEEL EMPLEO DE IMGENES

TERMOGRAFIA


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EQUIPOS DE TERMOGRAFIA


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QUE ES UN ANALISIS TERMICO

Es el seg imiento monitoreo de d i


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Es el seguimiento y monitoreo detemperaturas estados trmicos presentesen un conjunto de elementos queconforman una imagen del sistema para elevento proceso productivo evaluado.

Para realizar el anlisis es necesarioestablecer de forma peridica unasecuencia de mediciones que van deacuerdo al tipo de proceso, donde latermografa aplica casi para todo proceso

productivo; es necesario crear parmetrosde comportamiento mediante el estudio delos muestreos, as se puede establecer laevolucin y desarrollo de cada eventos,para a partir de ello diagnosticar la

anomala y poder tomar medidascorrectivas dentro de un trabajoprogramado.

QUE ES UNA IMAGEN TERMICA


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Apoyados en una tecnologa mixta queintegra una combinacin entre lossistemas de vdeo y los termmetrosptico por radiacin infrarroja, permite la

capturar de las emisiones naturales deradiacin emitidas por los cuerposcalientes en cada uno de sus puntos de lasuperficie y as poder reproducir unaimagen del cuerpo analizado con

diferenciacin de colores y as permitir ladistribucin de energa trmica.

Este tipo de sistemas poseen la granventaja de inspeccionar procesos equipos en plena operacin sin detener laproduccin ni ocasionar perdidas detiempo, debido a su no contacto y grancobertura de superficies evaluadas.

QUE ES TERMOGRAFIA

Termografa proviene del Latn TERMO deTemperatura y GRAFOS de Foto


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Temperatura y GRAFOS de Foto,resumiendose como Foto Trmica; por lo cualpodemos decir que TERMOGRAFIA es elmtodo para la captura de una foto trmica.

Este mtodo de inspeccin es de no contacto yno destructivo, generalmente empleado para eldiagnostico de sistemas procesosproductivos; con l podemos obtener ladistribucin trmica sobre todos los

componentes sistema y determinar latemperatura presente en cada punto de lasuperficie en forma instantnea y representadacomo una foto.

De forma adicional la inspeccin se basa en el

hecho que todos los componentes del sistemapresentan una diferencia de temperatura entreellos y a su vez un incremento en la mismaante un mal funcionamiento.

Debemos entender que para poder lograr

TEORIA DE LA TOMA DE IMAGEN TERMICA


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Debemos entender que para poder lograresta toma de imagen, tenemos queapoyarnos en los conocimientos bsicosde la teora infrarroja de la fsica ptica.

Por lo cual, la cmara de termografa

captura la energa electromagnticaradiada por los cuerpos calientes yestablecer una relacin con latemperatura de los mismo; la nicadiferencia para este caso es que la

cmara de termografa posee varioselementos de deteccin para capturar laradiacin dentro de la cmara, realizandolas mediciones de forma sectorizadasobre la superficie a analizar y medinateel sistema ptico poder establecer unarelacin de temperaturas contra posiciny as generar una imagen foto.

Esta foto imagen se genera en forma de

coordenadas dentro de un plano X-Y donde



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coordenadas dentro de un plano X Y, dondecuerpos tridimensionales pueden seranalizados en un plano y de esta maneraidentificar de forma efectiva la temperaturaperteneciente a cada punto referido.

Como las temperaturas presentes en todos lospuntos que conforman la imagen a analizar sondiferentes, ocasionan diferentes niveles deradiacin infrarroja ocasionado por elcalentamiento diferente de cada rea puntode la superficie; como tambin por ser tanamplias las muchas aplicaciones industrialesque existen, es necesario que los equipos detoma de imagen puedan cubrir un amplio

rango del espectro electromagntico, y asproporcionar un amplio cubrimiento detemperaturas y de longitudes de onda en losinfrarrojos otorgandoles en nombre deSENSOR DE AMPLIA BANDA DE ONDA.

Los equipos de toma de imagen trmica al



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Los equipos de toma de imagen trmica alestar compuesto por detectores infrarrojos seencuentra entre 0,1 y 14 m, existiendo unadiferencia para los detectores que deben sersensibles a la mayor emisin de FOTONES

para las temperaturas de las aplicacionesevaluadas; cumpliendose esto en dos rangosespecificados y que son entre 3,8 y 5,2 mpara amplias y bajas temperaturas y conespecial nfasis en aplicaciones de

produccin y de 8 a 14 mm para aplicacionesde mantenimiento predictivo.

Siguiendo dentro de las caractersticas demedicin por radiacin, el equipo de toma deimagen debe poseer control sobre los valoresde emisividad de cada punto y as informarleal equipo cual es el nivel de radiacin delmaterial observado.

10 KHz 1 MHz 100 MHz 100 m 0.1 m

0.4 m0.7 m20 m

Los equipos de toma de imagen trmica, al

momento de realizar la termografa, debe



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momento de realizar la termografa, debeposeer la capacidad de involucrar otrosparmetros que intervienen y los cuales sonde referencia en la medicin.

Estos parmetros adicionales son factorescomo distancia hasta el cuerpo a medir,para relacionar el campo focal (reamnima de medicin) y el efecto que puedatener la absorcin atmosfrica; en algunosequipos este parmetro de absorcinatmosfrica lo integran con la humedadrelativa del ambiente lo cual exige unhigrmetro.

De forma adicional estos equipos son para

uso en cualquier ambiente, traenincorporados filtros de polarizacin solar yluminosa para evitar ignorar efectosadversos de estos sobre la medida.

HISTORIA DE LOS EQUIPOS DE TERMOGRAFIA

En 1960 aparecen las primeras cmarasde toma de imagen trmica, siendo


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de toma de imagen trmica, siendoequipos muy robustos y no empleadoen aplicaciones industriales.

Operacin basado en sistemas de

escaneo de un solo detector. Tiempo de captura de imagen de 10minutos para realizar cada escaneo.

Tamao constructivo grande y con unpeso de 85 libras.

Posean sistemas de refrigeracin conNitrgeno lquido.

Uso en aplicaciones limitadas.

Imagen a blanco y negro.

No permita medir temperatura solomostraba puntos calientes.

No permita realizar anlisis

CAPTURA DE IMAGEN MEDIANTE SCANEO

Este tipo de equipos operan igual que lossistemas de escaneo pero capturando la


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p pradiacin en las dos direcciones(horizontal y vertical), con un soloelemento detector pero integrando lasmediciones para conformar la imagen.

El tiempo de respuesta es bajo por sumisma forma de operacin, ya que tieneque realizar muchas mediciones paraintegrar la imagen; por lo general superan

el segundo.El direccionamiento en los dos sentidos locrean varios juegos de espejos mviles rotantes movidos por servomotores y conngulos de inclinacin especficos.

Generalmenteposeen un alto peso y unsistema de refrigeracin por gascomprimido y la resolucin de imagen esbaja.

IMAGEN CON UN SISTEMA DE SCANEO


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Imagen de un transformador en sucuerpo y conexiones.


En 1973 las cmaras de toma deimagen trmica empiezan a emplear


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imagen trmica empiezan a emplearelementos electrnicos.

Siguen operando con sistemas deescaneo de un solo detector.

Capturaban en 0.5 minutos cadaescaneo.

Construccin robusta y con un peso de30 libras.

Operan con bateras. Sistema de refrigeracin con Nitrgeno

lquido otro gas.

Se amplia el rango de aplicaciones.

Imagen a blanco y negro.

No permita medir temperatura solomostraba puntos calientes

No permita realizar anlisis

En 1978 las cmaras soni i d l



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optimizados sus elementoselectrnicos.

Siguen operando con sistemas deescaneo de un solo detector.

Capturaban en 1 segundo cadaescaneo.

Con un peso de 14 libras.

Operan con bateras recargables.

Sistema de refrigeracin con gascomprimido.

Uso en todas aplicacionesindustriales.

Imagen a blanco y negro. Permite medir temperaturas

No permita realizar anlisis en PC

En 1986 son equipos completamenteelectrnicos en el sistema de imagen y



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electrnicos en el sistema de imagen ymecnico en la parte de refrigeracin.

Sistemas de escaneo de un solodetector.

Realizaban 5 escenas en un segundo

Peso de 10 libras.

Operan con bateras recargables.

Sistemas mejorados de refrigeracin

con gas comprimido. Uso en todas aplicaciones industriales.

Imagen a blanco / negro y aparece elcolor.

Permite medir temperaturas y realizaranlisis en campo

Permita el anlisis en PC y generarreportes.

En 1990 aparecen los sistemas de escaneo de

varios detectores (12 mas) para medir latemperatura y el empleo de espejos rotantes



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temperatura y el empleo de espejos rotantespara lograr mayor resolucin de imagen ymedida (pixeles ms pequeos)

Capturan 25 escenas en un segundo (imagen

en vivo) Peso de 7 libras y operan con baterasrecargables.

Sistemas de refrigeracin Termo-elctricos,mediante el empleo de microprocesadores.

Uso en todas aplicaciones industriales,medicinales y estructurales.

Imagen a color y almacenamiento de imagenen vdeo y disquetes.

Mide temperaturas puntuales, cambio decoloraciones, perfiles, desplazamiento cursoren campo.

Permite anlisis y generacin reportes en PC

Este es otro sistema de captura deimagen trmica por escaneo, donde

TOMA DE IMAGEN CON ESPEJOS ROTANTES

Ventana Lente

Mirilla


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existen varios detectores como 12, 24 48 y mediante un sistema de espejosrotantes se direcciona la imagen a cada

detector y as configurar el plano X-Y.En este diagrama podemos observar demanera simple la configuracin de estetipo de toma de imagen.

La radiacin infrarroja emitida por el

cuerpo caliente es captada en la ventanadel equipo, pasando a travs de ella yllegando hasta los (8, 16 32) espejosrotantes.

La radiacin es reflejada por losespejos y dirigida hacia los detectores,pero primero pasa a travs de dos filtrospolarizadores y antireflejantes.

UnidadProcesador

de seal

Salidade Video

EspejosRotantes

Controles

Detector

LentePolarizador


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Entonces para cada revolucin completa

de los espejos, se reproduce un nmerode puntos franjas escaneadas


ESPEJO1

1122334455667788

99101011111212

1122

1 2 3 170


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p jcorrespondiente al nmero de detectorespor el nmero de espejos; veamos elejemplo de 12 detectores y 8 espejos (12

detectores X 8 superficies de espejos).As se puede lograr entonces 96 puntos Pixeles en sentido horizontal.

Para completar la imagen se debe ahoraconfigurar los puntos Pixeles verticales

para completar la imagen a lo ancho, quepara algunos casos es de 172 256franjas sucesivas por cada escena creadapor cada cara de espejo.

Mediante esto se ha logrado entoncescrear una resolucin de imagen de 96 x172 Pixeles para el ejemplo anterior.

Siendo uno de los equipos mscomnmente encontrado en el mercado.

ESPEJO6

ESPEJO7

ESPEJO4

ESPEJO5

ESPEJO2

ESPEJO

3

ESPEJO8

33445566778899101011111212

112233445566

778899101011111212

112233445566778899101011111212

112233445566778899101011111212

112233445566778899101011111212

11

2233445566778899101011111212

112233445566778899101011111212

Una vez completado cada escena con lal i ifi d l it



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resolucin especificada, el proceso se repitepara lograr la siguiente escena y assucesivamente hasta completar un nmero deescenas mayor igual a 24 para poder crearuna visin de imagen en vivo.

Cada imagen es convertida en una seal deltipo digitalizada con resolucin de 12 16bits, permitiendo a travs del procesador

evaluarla y retransmitirla al puerto serial paradireccionarla hacia la unidad de memoria delequipo al PC; de forma adicional se produceuna retransmisin anloga en forma de sealde TV dirigida a la mirilla de observacin

del termgrafo inspector.

En 1996 hasta hoy son sistemas de escaneode muchos detectores como (256x256) concada escaneo lee la temperatura de cada

i l d i d FPA ( l f l



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pixel, denominados FPA (arreglo focalplano) y realizan 25 27 escenas en unsegundo (imagen en vivo); poseen ajuste

automtico del rango de temperatura deacuerdo a la escena que se estudia.

Peso entre 2 y 4 libras son muy Livianas yporttiles que operan con baterasrecargables con sistemas de refrigeracin a

gas (bolometrica) Termo-elctricos conmicroprocesadores.

Uso en todo tipo de aplicaciones.

Imagen a color con resolucin de 256coloraciones y almacenamiento de imagen

en vdeo, disquetes tarjetas PCMCIA. Permite anlisis en campo en el PC con

temperaturas puntuales, coloraciones,perfiles, desplazamiento cursor.

CAPTURA DE IMAGEN CON TECNOLOGIA FPAPara cada pixeles de resolucin le corresponde un detector que realiza la medicin yconforma la imagen, por lo cual se poseen detectores ubicados de manera horizontal y

vertical.Se pierde resolucin en la medicin de temperatura por la cantidad de detectores que se


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Se pierde resolucin en la medicin de temperatura por la cantidad de detectores que seinstalan, pero se gana resolucin de imagen que es casi a la real observada.Para aquellos que poseen sistema de refrigeracin a gas, la vida til del sistema eslimitada por que un sistema de refrigeracin bolomtrico exige mantenimiento que es

muy costoso; pero si posee un sistema de refrigeracin tipo microprocesador con lasalvedad que estos son muy especiales con gran capacidad de disipacin que soportan.

Procesador

RadiacinInfrarroja

Ventana

Detectores 256x256Controles

Mirilla

VdeoPC

CAPTURA DE IMAGEN CON TECNOLOGIA FPA

La gran cantidad de detectores que posee estos equipos de termografa le otorgan una

gran resolucin de imagen como lo podemos ver en las fotos expuestas abajo, siendoesto una gran ayuda para el correcto anlisis y diagnostico en aplicaciones donde lasdif i d d i idi l d i i


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diferencias de temperatura componentes muy cercanos puedan incidir en la decisinde correctivo

EQUIPOS DE TERMOGRAFIA


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PROCESAMIENTO DE LA IMAGEN TERMICA

Los equipos de toma de imagent i d b iti


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trmica deben permitir uncompleto anlisis de la imagen ypor ende poseen salida del tipo

video (PAL NTSC) para ver enun monitor almacenar en unvdeo cassette; salida serial paradar un manejo digital a dichasimgenes en un computador enuna red LAN en donde se puede

analizar y generar reportes conespecial manejo de la imagen y lainformacin contenida en ella.

Tarjeta

Entradas -Salidas deControl


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R D T t A li d b i l

FUNCIONES DE ANALISIS Y DIAGNOSTICO


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- Rango De Temperatura Amplio que pueda cubrir lamayor cantidad de aplicaciones (-20 .... +600 C).

- Modo De Medicin de temperaturas en forma

Puntual, Diferencial (deltas), Mximos, Mnimos.- Establecimiento de perfiles a recorridos trayectorias.

- Realizacin de histogramas anlisis porcentual de

participacin de temperaturas sobre algunas reas.- Manejo amplio de las paletas de colores (8 colores einvertirlos y con 64 coloraciones por cada color.

- Ajuste de enfoque, zoom, congelamiento ygrabacin de imagen para mejorar el detalle de

anlisis.- Ajuste De Emisividad entre 0.01 y 1.00.

PROLONAR LA VIDA UTIL DE LOS EQUIPOS Y SUS COMPONENTES

UTILIZARLOS PARA LOS PERIODOS DE TIEMPO DISEADOS. REDUCIR LOS TIEMPOS DE PARADA EN LA PRODUCCION

OCASIONADAS POR FALLOS INESPERADOS

BENEFICIOS DE LA TERMOGRAFIA


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OCASIONADAS POR FALLOS INESPERADOS.

LA PRODUCCION PUEDE SER INCREMENTADA, DEBIDO A LAREDUCIN DE LOS TIEMPOS DE PARADA, REFLEJANDO UNA

MAYOR CONFIABILIDAD Y PRODUCTIVIDAD DEL PROCESO EN ELMISMO PERIODO DE TIEMPO.

LOS TIEMPO DE PARADA POR REPARACIONES SE VUELVEN MASFAVORABLES, POR QUE SOLO SE INTERVIENEN LOS EQUIPOS QUEPRESENTAN ANORMALIDAD EN SU OPERACIN.

LA CALIDAD DEL TRABAJO DE REPARACION PUEDE SERINSPECCIONADO PARA DETERMINAR SI LLEGO A BUEN TERMINO.

LAS PERDIDAS DE ENERGIA DISIPADA EN FORMA DE CALORPUEDEN SER REDUCIDAS.

MEJORAS EN COMBUSTIONES Y REDUCCION DE COSTOS DECOMPRAS DE COMBUSTIBLES.

REDUCCION EN LAS FUGAS DE MATERIALES DE PROCESO.

APLICACIONES POTENCIALES DE UN ANALISISDE IMAGEN TERMICA.

INSPECCION EQUIPOS ELECTRICOS: Sistemas elctricos en general.


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Sistemas elctricos en general. Transformadores de Corriente, de potencial, de

distribucin y transmisin. Fusibles, Aisladores, Interruptores, Seccionadores. Conexiones, Cables, Empalmes, Barrajes. Generadores, Motores, Condensadores.INSPECCION EQUIPOS MECANICOS: Rodamientos, Chumaceras. Reductores. Engranajes, Acoples, Sist. De Lubricacin. Compresores, Bombas, VentiladoresINSPECCION EQUIPOS DE CALEFACCION

Y/O FRIO: Tuberas, Vlvulas y Trampas para Vapor. Calderas, Reactores, Hornos, Enfriadores. Intercambiadores, Torres Enfriamiento.INSPECCION AISLAMIENTOS TERMICOS: Refractarios, Aislamientos Cermicos. Fugas de Gases y/ Producto.

APLICACIONES DE IMAGENES TERMICAS ENMANTENIMIENTO PREDICTIVO

En todas las industrias las paradas deplanta son deben ser programadas, con


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planta son deben ser programadas, conel fin de reducir costos y afectar lomenos posible a la produccin.

Los esquemas de mantenimientopredictivo han sido integrados, paraidentificar esos problemas potenciales yreducir el tiempo de parada inesperadas.

La termografa en el mantenimiento

ayuda por su mtodo de no contactopermite la deteccin de incrementos detemperatura que ocurren ante un malfuncionamiento.

Las rutinas de inspeccin enfuncionamiento sin detener laproduccin pueden traer innumerablesbeneficios en produccin y costos.

COMO SE REALIZA LA MEDICIN YEVALUCIN DEL SISTEMA

Cuando nos apoyamos en una tcnica de diagnostico como es la TERMOGRAFAdebemos tener ciertas consideraciones al momento de capturar la imagen y


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p g ydiagnosticar:

Calidad de Imagen adecuada que permita identificar los componentes del sistema;

esto, se logra mediante un adecuado foco, contraste de colores y disminucin de ruido.Ajustar una escala mtrica adecuada para el rango de temperatura presente.

Analizar las variaciones mostradas en la imagen y encontrar la causa que la producen.

Con los puntos anteriores podemos agrupar la mayor cantidad de informacin del

sistema para un diagnostico efectivo.


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CRITERIO ASIGNACION ANORMALIDADESTADO

DEOPERACION

SIGLA DELTA

TEMP(C)

DEFINICION

SA S AC O O S 0 5 d l d i i i


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SATISFACTORIO S 0-5 Estado normal de operacin sin comentario.

LIGERAMENTESEVERO

L.S 6-15 Anormalidad suave, la cual es necesario monitorear paraestablecer su avance.

SEVERO S 16-25 Anormalidad que indica una falla en progreso y la cuales necesario programar una inspeccin.

CRITICO C 26-35 Anormalidad que indica falla presente y se debe realizaruna jornada de correctivo programado.

PELIGROSO P 40 ..... Anormalidad que indica falla presente y se debe realizar

un correctivo inmediato.

SIN ASIGNACION ASNA Anormalidad no definida y es necesario consultar con elfabricante del equipo.

INSPECCIONES EN INSTALACIONESELECTRICAS

Las principales causas de disipacin de energa en forma de calor en los circuitoselctricos es el aumento de la resistencia un excesivo flujo de corriente, presentandoanormalidad en ambos casos y generando un alto potencial de deterioro.


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Aumento de la resistencia: Mal Contacto Entre Superficies, Falta de Apriete de lasConexiones, Sulfatacin, Mala Planitud, Minima Area de Contacto, etc.

Excesivo Flujo de Corriente: Sobre Carga de los Circuitos, Desbalance Entre Fases, UsoDispositivos de Menor Capacidad, etc.

Lo anterior se debe a la relacin entre resistencia, corriente y potencia:

Ley de Ohm P=I2

R, por lo cual hay que establecer los niveles permisibles de trabajo yevitar resultados peligrosos en los circuitos electricos; que pueden ser Ruptura delAislamiento, Melting del Elemento, etc.

Para realizar una inspeccin termografica sobre un sistema elctrico, esnecesario que la carga presente en el circuito equipo en el momento que serealiza la inspeccin sea superior al 40% del valor nominal y este operando



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realiza la inspeccin sea superior al 40% del valor nominal y este operandopreviamente durante un periodo de tiempo prudente, para considerarse como unamuestra representativa del comportamiento en concordancia con la losparmetros de norma NFPA 70B.NFPA 70B: Aplicacin Conjunta de Tcnicas de Mantenimiento para la

Deteccin de Anomalias.


Las fallas en los circuitos elctricos de alto

riesgo como los dispositivos en media yalta tensin, pueden ser detectadasrpidamente y de manera segura


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rpidamente y de manera segura.

Recordando el hecho que ante una malaconexin se presenta un mal contacto querefleja un aumento de la resistencia delpunto y disipa energa en forma detemperatura.

Este mtodo de inspeccin permite detectar

y corregir nicamente los puntos crticos yno intervenir todos los componentes delcircuito, reduciendo tiempos de parada.

CONECTORES que se aflojan.

SECCIONADORES cuerpos deformadosFUSIBLES degradados por transitorios

AISLADORES fracturados por esfuerzos

INTERRUPTORES con mala tierra


FACILIDADES ELECTRICAS:Los anlisis termogrficos sonherramientas muy eficientes en el


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ymonitoreo de subestaciones para ladeteccin de anomalas en todos sus

componentes como prticos, barrajes,protecciones, grupos de medida ytransformadores; evitando la perdida degran cantidad de dinero por reparacin ytiempos.



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Los niveles de carga presentes sobre el circuito se ven reflejados en la imagen trmica,por lo cual el grado de severidad debe ser evaluada frente a parmetros reales.

Por ejemplo; en la imagen vemos los mismos puntos a diferentes horas y con diferente

niveles de carga, evidenciando diferentes valores de temperatura.

Ahora, nos asiste otra inquietud Para Este Anlisis Cmo Afecta el Viento en elValor de Temperatura Medido?


Al realiza

manual curso termografia-final

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