Med IR-kameror kan du utföra inspektioner på säkert avstånd. Det innebär att du kanske inte behöver stoppa verksamheten eller klä på dig fullständig personlig skyddsutrustning. De kan både spara produktionstid och bidra till att förhindra exponering för farliga miljöer. För vissa tillämpningar måste du dock ta bilder av föremål som är mycket svåra att komma tillräckligt nära utan att gå in i en farozon, klättra upp på en stege eller kanske till och med använda en hiss eller en helikopter. Du kommer att behöva ett extra objektiv till din kamera. Teleobjektiv och makroobjektiv av hög kvalitet kallas ofta ”smarta objektiv”, eftersom de inte behöver kalibreras för att användas med en viss kamera. De kan även användas omväxlande med andra kompatibla IR-kameror.
IR-teleobjektiv med 2 och 4 gångers förstoring förstorar din vy så att du kan se mycket fler detaljer från marken eller från ett säkert avstånd. Alternativt ger ett 25 mikrometers makroobjektiv en nivå av värmedetaljer som hjälper dig att identifiera problem som du inte skulle ha kunnat fånga med ett standardobjektiv. Den här detaljnivån är avgörande för att säkerställa konstruktionsintegriteten och produktionskvaliteten för ständigt krympande kretskort och mikroelektroniska komponenter.
Högkvalitativa teleobjektiv gör långt mer än att bara föra bilden närmare. De kan hjälpa dig att fånga förbättrade detaljer och samtidigt öka den spatiala upplösningen så att du kan se och eventuellt även mäta avvikelser som du kanske inte hade kunnat se med standardobjektivet. Det kan hjälpa dig att bedöma möjliga problem medan du fortfarande är på plats. De här teleobjektiven passar för en mängd olika tillämpningar, inklusive kraftgenerering, kraftöverföring och kraftdistribution, kemikalie-, olje- och gasproduktion, metallförädling, byggnadsinspektion eller vilken större industriell eller kommersiell verksamhet som helst.
Då ska du använda ett vidvinkelobjektiv
Vidvinkelobjektiv är bäst för att visa stora objekt på relativt nära avstånd. Om du behöver se ett stort område eller arbetar i trånga utrymmen, vilket är särskilt användbart för el-, underhålls- och processtekniker. Och byggnadsinspektörer kan använda de här objektiven för inspektion av tak och industribyggnader, eftersom de kan se ett större område på en gång.
Den här bilden togs med en TiX560 IR-kamera och ett Fluke IR-teleobjektiv med 2 gångers förstoring.
Den här bilden togs med en TiX560 IR-kamera och ett Fluke IR-teleobjektiv med 4 gångers förstoring.
Då ska du använda ett teleobjektiv med 2 gångers förstoring
Teleobjektiv med 2 gångers förstoring är ett bra val för små till medelstora objekt när du inte kan komma tillräckligt nära för att se de detaljer som behövs med ett standardobjektiv. Om din IR-kamera med ett standardobjektiv till exempel har ett D:S-förhållande på 764:1 kan du stå 764 cm (7,6 meter) från ett föremål och se en punktstorlek på 1 cm. Med samma kamera och ett teleobjektiv med 2 gångers förstoring blir ditt D:S ungefär dubbelt så stort, vilket ger dig ca 1530:1 (15,3 m) från en punkt på 1 cm). Det skulle ge dig möjlighet att se samma punktstorlek från nästan dubbelt så långt avstånd eller ungefär 0,5 cm2 yta från samma avstånd.
Objektivet med 2 gångers förstoring ger mycket mer detaljer än standardobjektivet. Det innebär att det kan minska behovet av att gå in i riskområdet på anläggningen eller klättra upp på en hög stege för att registrera kritiska felsöknings- eller underhållsdata. Det här gör det mycket användbart för att inspektera elektrisk och elektromekanisk utrustning samt processutrustning. Det är också ett bra val för skanning av överliggande ventilationskanaler, kanalsystem, ledningsdragning eller möjligen för skanning under marknivå för att se detaljer i ett källarvalv eller en liten sump.
En utvändig skanning av utvändig utrustning i en transformatorstation med en TiX560 IR-kamera och ett standardobjektiv registrerade en avvikelse på en av fasväxlarna.
Skanning av samma område med ett teleobjektiv från Fluke med 2 gångers förstoring visar en definitiv het punkt på växeln.
Den här tredje bilden av kraftledningen i transformatorstationen, tagen med ett teleobjektiv från Fluke med 4 gångers förstoring, visar tydligt en varm punkt eller hög resistans på en knivströmbrytare.
Då ska du använda ett teleobjektiv med 4 gångers förstoring
Teleobjektiv med 4 gångers förstoring är utmärkta för att fånga värmeprofiler av små objekt på mycket större avstånd. Om D:S-förhållandet för din IR-kamera till exempel är 764:1 med standardobjektivet skulle det vara cirka 4 gånger så stort – ca 3056:1 – med ett teleobjektiv med 4 gångers förstoring (30,6 m) från en punkt på 1 cm. Så om du står 7,6 meter från objektet skulle du upptäcka en punktstorlek på ungefär 0,25 cm2. Ett teleobjektiv med 4 gångers förstoring är ett utmärkt val för många användningsområden, till exempel:
- luftledningar
- transformatorstationer
- höga skorstenar i petrokemiska anläggningar
- metallförädling
- andra svåråtkomliga, spänningssatta eller osäkra områden.
Med ett teleobjektiv med 4 gångers förstoring kan du se viktiga detaljer på ett avstånd som inte skulle vara lätt att se på något annat sätt, så att du kan identifiera potentiella problem på en kraftledningsskarv eller med bristande eldfasthet som skulle kunna skapa problem med produktkvaliteten, en osäker arbetsmiljö eller förlorade intäkter.
Kraftledningsstolpe, fångad med en TiX560-kamera och standardobjektiv.
Samma ledningsstolpe som togs på samma avstånd som föregående bild, men med ett teleobjektiv från Fluke med 2 gångers förstoring.
Den högra anslutningspunkten är tagen på samma avstånd som den första bilden men med ett teleobjektiv från Fluke med 4 gångers förstoring. Med teleobjektivet med 4 gångers förstoring får du den detaljrikedom du behöver för att kontrollera om du har ett möjligt problem eller om det bara är en reflektion, som i det här fallet.
Sätta makroobjektiv i arbete
Vare sig du konstruerar en ny enhet, kör kvalitetskontrolltest på komponenter eller färdigmonterade kretskort eller felsöker färdiga enheter, kan möjligheten att se små skillnader i värmeprofiler för mikroelektroniska komponenter hjälpa dig att diagnostisera problempunkter eller godkänna kort eller komponenter snabbare.
Precisionsmotståndschip taget med standardobjektiv och Fluke TiX560.
En närmare vy av mönsterdetaljer i precisionsmotståndschippet, fångat med en TiX560 och ett 25 mikrometers makroobjektiv.
Vi skannade ett kretskort och hittade en het punkt med en värmekamera och ett standardobjektiv. Med hjälp av Flukes 25 mikrometers makroobjektiv kunde vi se att den heta punkten i själva verket var två separata kretsar i en enda integrerad krets som båda fungerar normalt. Om en av kretsarna hade gått sönder skulle du kunna se det tydligt på makrobilden. I det fallet skulle bara en rektangel vara het medan den andra skulle vara mörk. Bilden som tagits med standardobjektivet visar inte tillräckligt med detaljer för att indikera två kretsar. Därför skulle du inte kunna se skillnaden om den ena var varmare än den andra eller kall (vilket tyder på ett fel) och i stället skulle du gå vidare och undersöka andra områden på kortet.
Att diagnostisera och lösa ett tillverkningsproblem är avgörande för att maximera produktavkastningen, något som vi upptäckte i en av våra egna tillverkningsverksamheter på Fluke. Vi hade plötsligt ett mycket högre antal fel än genomsnittet vid testning av våra keramiska pyroelektriska detektorer. En minskning på 50 % av avkastningen tydde på ett tillverkningsproblem. Genom en enkel strömmätning upptäckte vi att detektorn drog för mycket ström, vilket indikerade en kortslutning. Problemet var hur kortslutningen skulle lokaliseras.
Vi bestämde oss för att köra en IR-skanning på den strömsatta detektorn med hjälp av en IR-kamera med höga prestanda. När vi tog en bild med ett standardobjektiv syntes inga avvikelser. Men när vi satte på makroobjektivet på 25 mikrometer visade den resulterande bilden en märkbart het punkt på den annars enhetliga ytan.
När vi visste var problemet låg tog vi bort det keramiska materialet från detektorn och skannade kiselavläsningschippet igen med makroobjektivet. Den här skanningen visade en tydligt definierad het punkt med en diameter på cirka 100 mikrometer.
Efter att ha lokaliserat området av intresse undersökte vi problemområdet på kiselchippet, med ett skannande elektronmikroskop (SEM). Den här undersökningen uppdagade inbuktningar i silikonmaterialet som skapade en spricka och orsakade en kortslutning mellan de positiva och negativa strömförsörjningsbanorna. Genom att följa stegen i tillverkningsprocessen upptäckte vi att vid en punkt i processen kom skärmningsplattan i kontakt med kiselchippet, vilket skapade inbuktningarna.
Vi justerade skärmplattan för att förhindra den kontakten och problemet löstes. Produktionsavkastningen återgick till tidigare nivåer. Om vi inte hade kunnat begränsa problemområdet med IR-makroobjektivet skulle det ha tagit mycket längre tid att hitta problemet. Vi skulle ha varit tvungna att köra SEM över hela chippet för att hitta problemet, vilket kunde ha tagit timmar istället för minuter med ett 25 mikrometers makroobjektiv.
Värdet av en makrobild under hela produktcykeln
Eftersom ett 25 mikrometers IR-makroobjektiv kan fokusera så exakt på sådana små objekt är det oerhört värdefullt för att analysera följande:
- Materialintegritet/-kvalitet
Ett 25 mikrometers IR-makroobjektiv visar värmemönster som kan indikera avbrott, felmatchade gitter eller andra icke-enhetliga förhållanden. Konsekventa termiska avvikelser i flera prover kan peka på tillverkningsfel. - Parametrar för materialprestanda
Alla material och komponenter har driftsspecifikationer, t.ex. temperaturområde och luftfuktighet. Värmemönster kan indikera om en komponent eller ett material beter sig som förväntat under de angivna förhållandena. Förmågan att hitta värmeskillnader mellan detaljer som är så små som 25 mikrometer kan hjälpa dig att hitta potentiella fel på komponenter i nära mikroskopstorlek. - Materialets livscykel och tillförlitlighet
Att registrera värmemönster i material under en längre testperiod med ett makroobjektiv kan hjälpa utvecklingsingenjörer att fastställa en komponents förväntade livslängd och identifiera problemområden som kan leda till tidiga fel.