Лабораторная работа 9.3. Диагностика веществ и материалов на месте пожара
 Скачать 21.28 Kb.
|
|
Лабораторная работа 9.3 « «Диагностика веществ и материалов на месте пожара» ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России Кафедра пожарно-технических экспертиз Отчет о лабораторной работе №9.3 Тема: «Диагностика веществ и материалов на месте пожара» Работу выполнил Черкасов А.П ОВ217СС (ФИО, № группы) Железногорск 2020 Цель работы: Изучение устройства, принципа действия приборов бесконтактного измерения температур ограждающих конструкций Учебные вопросы 1. Исследование строительных конструкций на месте пожара 2. Измерение температур поверхностей ограждающих конструкций бесконтактным методом с применением ИК-пирометра Extech VIR50 и тепловизора Testo 890-2 Принцип работы: Бесконтактные измерения с применением ИК-пирометров Инфракрасные термометры или пирометры - это компактные приборы, позволяющие мгновенно измерять температуру в диапазоне -50°С - +3000°С на расстояниях от 1 до 30 м. Достаточно просто направить пирометр на объект измерения и нажать на кнопку. Размеры области определения температуры пирометром зависят от оптического разрешения (показателя визирования) прибора. Показателем визирования называется отношение диаметра пятна контроля прибора на объекте измерения к расстоянию до объекта и обозначается D:S. Вначале с помощью тепловизора производится визуальный обзорный осмотр теплоемких конструкций, выявляется наличие участков с повышенной (относительно окружающей среды и других конструкций) температурой. Факт наличия таких участков может быть зафиксирован в протоколе. Затем производится основная съемка тепловых полей. Большинство современных тепловизоров позволяет делать это с записью изображения на Flash -карты. Компьютерные распечатки изображений в дальнейшем могут быть приобщены к материалам уголовного дела. Желательно, чтобы тепловизор имел в комплекте специальную программу обработки изображений, позволяющую обрабатывать видеозапись с построением (в псевдоцветах) температурных полей. Полученные изображения гораздо нагляднее и информативнее обычных тепловых картинок; их можно успешно использовать для выявления и документального подтверждения расположения очага пожара. Принцип действия основан на измерении мощности теплового излучения объекта. Как известно все тела на Земле излучают тепловые волны в диапазонах инфракрасного излучения. Именно эти волны используются для определения температуры. Инфракрасный сенсор находящийся внутри пирометра воспринимает излучение и передает аналоговый сигнал на электронную схему. Сигнал оцифровывается и на его основе производятся вычисления результата, который выводится на ЖК дисплей. Тепловизор Testo 890-2 комплект "Профи" предназначен для определения бесконтактным методом и визуализации распределения температур на поверхностях. На практике он применяется для инспектирования зданий (оценка энергоёмкости, а также инспектирование систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха); сервисное обслуживание: механическое и электрическое инспектирование систем и установок, включая инспектирование энергораспределительных систем; контроль производства (обеспечение качества): контроль производственных процессов; Экспертные консультации в области энергетики, поиск и обнаружение течей; Контроль фотоэлектрических модулей В расследовании пожаров: Вначале с помощью тепловизора производится визуальный обзорный осмотр теплоемких конструкций, выявляется наличие участков с повышенной (относительно окружающей среды и других конструкций) температурой. Факт наличия таких участков может быть зафиксирован в протоколе. Затем производится основная съемка тепловых полей. Большинство современных тепловизоров позволяет делать это с записью изображения на Flash -карты. Контрольные вопросы: Какое длинноволновое излучение регистрирует тепловизор? 2. От каких параметров зависит точность измерения поверхностной температуры объекта? 3. Чем определяются линейные и угловые размеры наблюдаемой тепловизором картины и от чего зависит его угловое (видимое) увеличение? 4. Классификация тепловизоров и пути их развития. 5. Объясните природу теплового излучения. Ответы 1 вопрос. Инфракрасное излучение — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между концом красной области видимого света (с длиной волны (λ), равной 0,74 мкм и микроволновым радиоизлучением с длиной волны 1…2 мм. 2 вопрос. Точность измерения поверхностной температуры зависит также от конструкции термоприемника, способа его монтажа на поверхности объекта, точности вторичного прибора и условий измерения. 3 вопрос Способность тепловизора различать размеры элементов температурно-градационной картины оценивается по угловому или линейному разрешению. Угловое разрешение определяется как предельный угловой размер полоски или щелевого промежутка, регистрируемого на фоне поверхности с постоянной заданной температурой. Угловое разрешение можно определить на основе частотно-контрастных характеристик как обратную величину полупериода граничной пространственной частоты на которой еще различается минимальный температурный контраст. 4 вопрос Классификация тепловизоров тепловизорыклассифицируют по самым разным критериям.. По принципу получения изображения: 1. Сканирующие тепловизоры (тепловизоры с оптико-механическим сканированием). Термограмма в таких приборах получается путем сканирования пространства. Система, состоящая из вращающихся и качающихся зеркал и призм поочередно экспонирует на приемник излучение каждой точки наблюдаемого пространства. Приемник излучения при этом, может быть одноэлементным, либо состоять из линейки чувствительных элементов, либо небольшой матрицей. Преимуществом сканирующих систем является то, что измерение в каждой точке термограммы получено одним датчиком (в одноэлементной системе). К недостаткам относят наличие движущихся деталей и относительно невысокую скорость формирования термограммы. 2. Матричные тепловизоры, обладающие матрицей в фокальной плоскости, FPA — focal plane array). В фокальной плоскости оптической системы матричных тепловизоров устанавливается многоэлементный приемник ик-излучения — матрица. Каждая точка (пиксель) в термограмме получается в результате преобразования соответствующим детектором матрицы ик-излучения. В современных тепловизорах размеры матрицы и получаемой термограммы могут сильно отличаться. В дешевых моделях начального уровня могут быть установлены матрицы размером от 60х60 до 180х180 точек. В коммерческих профессиональных тепловизорах устанавливаются матрицы размером 640х480 точек. Размер матрицы серьезно влияет на стоимость тепловизора, поскольку матрица и объектив являются самыми дорогими элементами в тепловизорах. Подавляющее большинство современных тепловизоров являются матричными. По спектральному диапазону: 1. Коротковолновые тепловизоры. У таких тепловизоров рабочий спектральный диапазон составляет от 3 мкм до 5 мкм. Правильнее называть эти тепловизоры средневолновыми, поскольку они работают в средневолновом ИК-диапазоне, который соответствует окну прозрачности атмосферы примерно от 3 мкм до 5 мкм. Коротковолновыми их стали называть по отношению к длинноволновым моделям тепловизоров, поскольку на практике, при осуществлении тепловизионного контроля, используют только эти два спектральных диапазона. Линзовые объективы коротковолновых тепловизоров изготавливают из кремния. Коротковолновые тепловизоры представляют собой охлаждаемые тепловизионные камеры, причем охлаждение может быть либо азотным, либо термоэлектрическим; также может быть использован микрохолодильник Стирлинга. 2. Длинноволновые тепловизоры имеют рабочий спектральный диапазон от 8 мкм до 14 мкм. Матрицы таких тепловизоров не требуют охлаждения. Линзовые объективы длинноволновых тепловизоров изготавливают из германия, довольно редкого элемента. Большинство профессиональных тепловизоров являются длинноволновыми. По типу исполнения 1. Стационарные тепловизоры. Предназначаются для стационарной установки, наблюдения за фиксированной зоной и передачи информации через каналы связи. Такие тепловизоры используются: - в системах безопасности (могут устанавливаться на привод наведения); - в промышленности (следят за температурным режимом движущихся объектов (например, на конвейере) или поверхностей (например, вращающихся печей). 5 вопрос Тепловое излучение, т.е. излучение нагретых тел представляет собой электромагнитное излучение. Оно обусловлено возбуждением атомов и молекул при соударениях в процессе теплового движения. Возбуждение происходит за счет того, что атомы и молекулы тела, имеющие большую энергию, сталкиваясь с атомами и молекулами с меньшей энергией, передают им часть своей энергии, энергия медленных молекул и атомов увеличивается. Но так как все системы при данных условиях стремятся занять энергетически наиболее выгодное состояние, то возбужденные частицы самопроизвольно переходят в состояние с прежней энергией, испуская электромагнитную волну. |