Termografia - aplicação em navios
Por: ruigarcia • 1/5/2016 • Trabalho acadêmico • 1.593 Palavras (7 Páginas) • 268 Visualizações
ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE[pic 1]
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MARÍTIMA
Mestrado em Engenharia de Máquinas Marítimas
´
Termografia de infravermelhos
Aplicação a navios
Autoria de:
Rui Garcia nº58
Índice
Índice
1. Introdução
2. Objectivos do trabalho
3. Introdução teórica
4. Descrição do trabalho 7
5. Conclusão 10
6. Bibliografia 10
- Introdução
O crescente desenvolvimento da termografia de Infravermelhos, bem como o aparecimento no mercado de equipamentos cada vez mais completos e versáteis, tem permitido um desenvolvimento crescente das aplicações da termografia de Infravermelhos. Nas suas inúmeras aplicações, uma das mais comuns é a sua aplicação na análise de sobreaquecimento de componentes eléctricos e mecânicos. A termografia de infravermelhos tornou-se uma poderosa ferramenta utilizada no controlo de condição permitindo a detecção de inúmeras possíveis avarias antes das mesmas ocorrerem.
2. Objectivos do trabalho
Neste trabalho baseado no artigo “Infrared Termography in Marine Applications”, procura-se explorar de um modo mais exaustivo as possibilidades da termografia de Infravermelhos quando aplicada a instalações marítimas (navios).
3. Introdução teórica
A termografia é uma técnica que permite determinar as temperaturas dos corpos com base na radiação electromagnética que emitem na gama do infravermelho, sendo proporcional à sua temperatura. Uma parte da radiação electromagnética denominada radiação térmica, resultante do movimento dos electrões, é de especial interesse para a termografia pois é proporcional à temperatura dos corpos. A radiação térmica é continuamente emitida por todas as substâncias que possuem uma temperatura acima do zero absoluto ( 0 K = -273,15 ºC ) pelo que todos os corpos emitem constantemente radiação térmica. No espectro electromagnético a radiação térmica engloba uma pequena parte da gama do ultravioleta e as gamas do visível e infravermelho, estendendo-se em termos de comprimento de onda λ dos 0,1 aos 100 µm.
[pic 2]
Figura 1 – Espectro electromagnético
A lei de Stefan-Boltzmann determina que a radiação total emitida por um corpo, em condições ideias, é função única da temperatura
W = σ ⋅ T 4
Constante de Stefan-Boltzmann σ = 5,6697 * 10-8 W/ m-2 K-4
De acordo com a lei de Kirchoff a emissividade e a absorção são iguais em qualquer corpo a uma dada temperatura e espectro.
ε = a
Na realidade os objectos não se comportam de acordo com a análise isoladas das leis acima descritas. Os objectos absorvem, a, parte da energia recebida, reflectem, r, outra parte e transmitem, t, o restante. Desta forma a emissividade é resultante
ε = 1 – (a + r + t)
A lei de Stefan-Boltzmann aplicada aos corpos reais é assim definida
W = ε ⋅ σ ⋅ T 4
A emissividade representa a capacidade de emissão dos corpos reais (0 < ε < 1)
[pic 3]
Figura 2 – Exemplos de emissividade utilizados em termografia
A atmosfera não é completamente transparente aos infravermelhos atenuando a radiação que a atravessa e emitindo nova radiação. Os principais parâmetros da atmosfera que influenciam a medição da radiação são a densidade do ar, a temperatura e a humidade relativa. Existem bandas espectrais em que esta atenuação não é tão expressiva nomeadamente entre os 3 -5μm e os 8 - 14μm. Os modernos equipamentos possuem programas computacionais que prevêem a atenuação provocada pela atmosfera e utilizam-na no processo de análise.
[pic 4]
Figura 3 – Atenuação atmosférica em diferentes comprimentos de onda
Com base no acima exposto, podemos concluir que a radiação térmica é proporcional à temperatura num determinado comprimento de onda. Assim é possível determinar a temperatura de um corpo se for medida a radiação térmica emitida por este. Um equipamento de termografia efectua a conversão da radiação térmica captada num determinado comprimento de onda na zona do infravermelho, num mapa de temperaturas, que pode ser visualizado numa imagem denominada termograma.
[pic 5]
Figura 4 – Representação esquemática de medição termográfica
No processo de leitura de imagem a camara recebe radiação do objecto em análise, bem como, a resultante da reflecção dos objectos existentes na área circundante. Ambas as radiações são atenuadas pela atmosfera. Em determinadas situações de utilização da camara em espaços exteriores, a radiação solar será, também, um foco de perturbação da leitura. Nesta situação caberá ao operador aferir, através da sua experiencia, do grau de erro que poderá existir. De forma a atenuar este erro deverá procurar um posicionamento em que a radiação solar não interfira de forma tão intensa, ou caso possível, procurar criar uma sombra durante o processo de leitura.
...