Korkean suorituskyvyn lämpökameran käyttö tulipesämittauksissa. VI Liekkipäivä, Lappeenranta 26.1.2012 Sami Siikanen, VTT



Samankaltaiset tiedostot
RAKENNUSTEN LÄMPÖKUVAUS uudet ohjeet 2015

Uudet mittausinnovaatiot nopeaan sekoitukseen liittyen

Päivityskoulutus Lämpökuvaajat Tiiviysmittaajat

LÄMPÖKUVAUS. Kattoristikoiden vinosauvojen alle muodostuneiden puhallusvilla tunneleiden lämpökuvaus. Lämpökuvausraportti 20.1.

Rakennuksen lämpökuvaus, uudet ohjeet

Täydennyskoulutus Hermanni Lehtomäki

Atomispektroskopia kaivosteollisuudessa

Naudan lämpökuvaus osa 1 Perusteita

3D-kuvauksen tekniikat ja sovelluskohteet. Mikael Hornborg

Mikroskooppisten kohteiden

FYSIIKAN LABORATORIOTYÖT 2 HILA JA PRISMA

VÄRISPEKTRIKUVIEN TEHOKAS SIIRTO TIETOVERKOISSA

Nanomateriaalien vaikutus tulevaisuuden jätteenkäsittelyyn ja materiaalikierrätykseen. Niina Nieminen Teknologiakeskus KETEK Oy

Binja tiivistelistan vaikutuksen lämpökuvaustutkimus

11. Astrometria, ultravioletti, lähiinfrapuna

T10xx-sarjan pikaopas (2016)

Työ 2324B 4h. VALON KULKU AINEESSA

Hakkeen kosteuden on-line -mittaus

DIGIBONUSTEHTÄVÄ: MPKJ NCC INDUSTRY OY LOPPURAPORTTI

Fluken infrapunamittalaitteet. Kokemus. Suorituskyky. Luotettavuus. Lämpötilan mittausratkaisut

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma

Uusia teollisia mittausratkaisuja kuituprosesseihin

Pitkän kantaman aktiivinen hyperspektraalinen laserkeilaus

EPMAn tarjoamat analyysimahdollisuudet

The acquisition of science competencies using ICT real time experiments COMBLAB. Kasvihuoneongelma. Valon ja aineen vuorovaikutus. Liian tavallinen!

7.4 Fotometria CCD kameralla

Poltossa vapautuvien metallien laserdiagnostiikka

Lämpökamera teollisuuden kunnossapitoon. Fluken Ti-sarja Helppo ja turvallinen tapa tunnistaa ongelmat ja vähentää suunnittelemattomia seisokkeja

Havaitsevan tähtitieteen pk1 luento 7, Astrometria, ultravioletti ja lähi-infrapuna. Kalvot: Jyri Näränen, Mikael Granvik & Veli-Matti Pelkonen

EVOLUTION 6000 Lämpökamerat. Koska jokaisella elämällä on tarkoitus...

Kuvaa Nautaa lämpökuvaus nautojen hoidon tukena. EIP-ryhmien tapaaminen Helsinki Salla Ruuska Kuvaa Nautaa -hankkeen projektipäällikkö

Online DGA mittausteknologiat. Vaisala

Kohina. Havaittujen fotonien statistinen virhe on kääntäen verrannollinen havaittujen fotonien lukumäärän N neliö juureen ( T 1/ N)

Teledyne Optech Titan -monikanavalaser ja sen sovellusmahdollisuudet

JOHDATUS TEKOÄLYYN TEEMU ROOS

Optiset vedenlaadun kenttämittaukset

Upeita kuvia heikossakin valossa

15. Sulan metallin lämpötilan mittaus

Park systems XE-100 atomivoimamikroskoopin käyttöohje

Luokkansa parhaat tarkennusjärjestelmät

JOHDATUS TEKOÄLYYN TEEMU ROOS

Sähkömagneettinen säteily ja sen vuorovaikutusmekanismit

d sinα Fysiikan laboratoriotyöohje Tietotekniikan koulutusohjelma OAMK Tekniikan yksikkö TYÖ 8: SPEKTROMETRITYÖ I Optinen hila

Spektrin sonifikaatio

Limsan sokeripitoisuus

LIIKKEENVAHVISTUSKUVAUS

Autonomisen liikkuvan koneen teknologiat. Hannu Mäkelä Navitec Systems Oy

1/6 TEKNIIKKA JA LIIKENNE FYSIIKAN LABORATORIO V

Lämpökuvaus nopea ja varma tarkastusmenetelmä

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I. Spektroskopia. Jyri Lehtinen. kevät Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos

Päästötön moottoripalaminen

Projektisuunnitelma ja johdanto AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt Paula Sirén

The spectroscopic imaging of skin disorders

Radioastronomian käsitteitä

Rataverkon kunnon ja liikkuvan kaluston akustinen valvonta kuituoptiikan avulla

Mittaustulosten tilastollinen käsittely

Työn tavoitteita. 1 Johdanto

Tutustu kameraasi käyttöohjeen avulla, syksy2011 osa 2

Tutkimuksen tekijä: Hannu Turunen Laboratoriopäällikkö EVTEK-ammattikorkeakoulu puh:

MAIDON PROTEIININ MÄÄRÄN SELVITTÄMINEN (OSA 1)

RAKENNUSTEN LÄMPÖKUVAUS. 1

IR-LÄMPÖMITTARIT. Infra-punasäteily. Kollimoitu ja fokusoitu säde. Sähkömagneettinen säteily

Havaitsevan tähtitieteen pk 1 Luento 11: (kalvot: Jyri Näränen ja Mikael Granvik)

Kaksoislämpömittari TLC730

CCD-kamerat ja kuvankäsittely

Divisioona 2: Valon ja säteilyn fysikaalinen mittaus

Hiukkaspäästöjen mittaus

Lämpökamerakuvaus Terrafame Oy:n Sotkamon kaivosalueella

ModerniOptiikka. InFotonics Center Joensuu

Kokeellisen tiedonhankinnan menetelmät

Kuvaus- ja näyttöperiaatteet. Mikko Nuutinen

Mikko Åkerman LÄMMÖNSIIRTIMIEN TUKKEUTUMISEN ENNAKOINTI LÄMPÖKAMERAN AVULLA

Nanolla paremmaksi lisäarvoa tuotteisiin nanoteknologialla

Jere Aho LÄMPÖKUVAUS PUIMURIN VIKOJEN ETSINNÄN TYÖKALUNA

Fysiikan laboratorio LÄMPÖKUVAUSRAPORTTI Dickursby skola Pääkoulu Urheilutie VANTAA

Uudet tutkimusmenetelmät rintadiagnostiikassa

LÄMPÖKAMERAKUVAUSRAPORTTI PAPPILANMÄEN KOULU PUISTOTIE PADASJOKI

Säilörehunurmen sadon määrän kaukokartoitus

TIIVISTELMÄRAPORTTI (SUMMARY REPORT) MATALAN INTENSITEETIN HAJASPEKTRISIGNAALIEN HAVAITSEMINEN JA TUNNISTAMINEN ELEKTRONISESSA SODANKÄYNNISSÄ

Digitalisaation hyödyt teollisuudessa

Fysiikan laboratorio LÄMPÖKUVAUSRAPORTTI Dickursby skola Puukoulu Urheilutie VANTAA

LÄMPÖSÄTEILY. 1. Työn tarkoitus. Oulun yliopisto Fysiikan opetuslaboratorio Fysiikan laboratoriotyöt 2

RAKENNUSTEN LÄMPÖKUVAUS uudet ohjeet 2015

Muokattu pääosin esityksestä Presentation in the Norwegian Geotechnical Society meeting, Oslo , Pauli Saksa, Geosto Oy

Fluke 279 FC -yleismittari/lämpökamera

Mittausaallonpituuden optimointi

8. Fotometria (jatkuu)

Materiaalien käytettävyys: käsikäyttöisten lämpömittarien vertailututkimus

Automaatiotekniikka Vaasan Yliopisto

Lehdokkitien virastotalo

Suomen kaatopaikat kasvihuonekaasujen lähteinä. Tuomas Laurila Ilmatieteen laitos

Kuvaan perustuva mittaus

Infrapunaspektroskopia

+ Samsung Kompaktikamerat

Operaattorivertailu SELVITYS 3G VERKKOJEN DATANOPEUKSISTA

S OPTIIKKA 1/10 Laboratoriotyö: Polarisaatio POLARISAATIO. Laboratoriotyö

Eksimeerin muodostuminen

Säteilyturvakeskuksen määräys ionisoimattoman säteilyn käytöstä kosmeettisessa tai siihen verrattavassa toimenpiteessä

Refraktorit Ensimmäisenä käytetty teleskooppi-tyyppi

Fysiikan laboratorio LÄMPÖKUVAUSRAPORTTI Tammirinteen vastaanottokoti Tammirinteentie VANTAA

Transkriptio:

Korkean suorituskyvyn lämpökameran käyttö tulipesämittauksissa VI Liekkipäivä, Lappeenranta 26.1.2012 Sami Siikanen, VTT

2 OPTICAL MEASUREMENT TECHNOLOGIES TEAM Kuopio, Technopolis Key research area: Development of optical measurement technologies Customer segments: Pulp and paper Pharmaceuticals Environment, energy Wellness, biomedical VTT's main location in Eastern Finland

3 Korkean suorituskyvyn lämpökameran ominaisuuksia + Suuri paikkaresoluutio + Suuri lämpötilaresoluutio + Suuri kuvankaappausnopeus + Suuri tiedonsiirtonopeus + Mahdollisuus käyttää erilaisia linssejä + Mahdollisuus käyttää erilaisia optisia suotimia - Korkea hinta - Jäähdytetyt kennot lämpötilaresoluution parantamiseksi - > pitkä käynnistysaika - > kohonnut vikaantumisherkkyys

4 Korkean suorituskyvyn lämpökamera Cedip Titanium detektorimateriaali indiumantimonidi (InSb) pikselimäärä 640x512 spektraalinen vaste 1.5-5.1 µm alaikkunointi, pikseliä 320x256 160x128 16x4 [käyttäjän määrittelemä] kuvankaappausnopeus jopa 100 Hz @ 640x512 -> 4980 Hz @ 16x4 pikselin koko 15 µm x 15 µm detektorin herkkyys (NETD) < 25 mk @ 25 C (20 mk tyypillisesti) apertuuri F/3 digivideoliikenneprotokolla Camera Link suodinkiekko 4 paikkaa 1 tuuman suotimille

5 Tulipesämittaukset lämpökuvauksella Normaalikäyttöön tarkoitettu lämpökamera ei näe liekkien läpi. Cedip Titanium lämpökameralla nähdään liekkien läpi, kun sen suodinkiekkoon detektorin ja linssin väliin asennetaan erityinen liekkisuodin. Liekkisuodin on optinen kaistanpäästösuodin, jonka keskiaallonpituus on noin 3,5 4,1 µm. Kameralla voidaan sen jälkeen tutkia tulipesiä palamisprosessin ollessa käynnissä. Lämpökuvaus on kohdetta koskettamaton mittaus, joten se ei häiritse prosessia.

6 Tulipesän sisäpintojen havainnointi Tulipesän sisäpinnoista voidaan saada suhteellisia (ei absoluuttisia) pintalämpötilalukemia. Lämpökuvauksella voidaan löytää mahdolliset ongelmakohdat rakenteissa nopeasti. Pintoja mitattaessa kameran kuvankaappausnopeus on oltava pieni, että lentävät partikkelit saadaan eliminoitua pois kuvasta. Kuva: sellutehtaan soodakattilan sisäseinä.

7 Lentävien partikkelien havainnointi Tulipesässä lentävien partikkelien nopeutta, suuntaa, kokoja ja muotoja voidaan tutkia korkean suorituskyvyn lämpökameralla. Tällöin kuvankaappausnopeuden on oltava niin suuri, että partikkelit saadaan kuvattua liikkumattomina pysäytyskuvassa. Kuvankaappausnopeutta nostettaessa tulipesän seinämien näkyvyys yleensä menetetään. Kuvat: sellutehtaan soodakattilassa lentäviä lipeäpartikkeleita.

8 Hyperspektraalinen kuvantaminen Hyperspektraalinen kuvantaminen on spektroskopian haara, jossa spektraalista informaatiota kerätään kuvatason jokaisesta pisteestä. Hyperspektraaliset anturit tallentavat informaation joukoksi kuvia ( images ). Jokainen kuva edustaa tiettyä kaistaa ( spectral band ) sähkömagneettisesta spektristä. Kuvat yhdistämällä saadaan kolmiulotteinen hyperspektraalinen kuutio datankäsittelyä ja analyysejä varten. Kuva: Esimerkki hyperspektraalisesta kuutiosta. [2007 Grahn, Geladi ]

9 Aineiden tunnistaminen hyperspektraalisella kuvantamisella Cedip Titanium lämpökameraan voidaan kiinnittää erityinen spektrograafioptiikka, jonka avulla voidaan tehdä hyperspektraalista kuvantamista. Spektrograafioptiikka muuttaa kameradetektorin pystyakselin aallonpituusakseliksi. Vaaka-akseli jää spatiaaliakseliksi eli mittausviivaksi. Kohdetta liikuttamalla (viivaskannaus) saadaan aikaan hyperspektraalinen kuutio. Kuva: metaanin polton hyperspektraalista kuvantamista.

emission intensiteetti, satunnaisyksikköä 27.1.2012 10 Aineiden tunnistaminen hyperspektraalisella kuvantamisella Poltettavat aineet voidaan tunnistaa hyperspektraalisesta kuutiosta niiden spektraalisten emissiopiikkien perusteella. Liekin ja kameran välisen ilman absorptio (esim. hiilidioksidi) häiritsee mittausta. Myös itse palamisprosessissa tapahtuu sekä emissiota että absorptiota, mikä häiritsee lopputuloksen tulkintaa. 12000 10000 8000 6000 4000 2000 metaanin emissiospektrit eri polttoparametreillä 0 3000 3200 3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800 5000 aallonpituus, nm Kuva: metaanin polton tuottamia emissiospektrejä eri polttoparametreilla. met108_ilma1090 met143_ilma1065 met178_ilma1010 met218_ilma1020

11 Päästöjen tutkiminen ja spektrikuvaus Yhtenä tutkimusideana on ollut myös selvittää, onko tulipesäspektrin ja perinteisten päästömittausten välillä korrelaatiota. Alustavia mittauksia on tehty pellettipolttimesta kahdella spektrikameralla, joista toinen oli lähi-infrapuna-alueella (aallonpituus 1.0-2.5 µm), mutta tuloksia ei ole vielä käsitelty. Kuva: pellettipolttimesta otettuja spektrikuvia lähi-infrapuna-alueella (vas.) ja keski-infrapuna-alueella (oik.).

12 Tietoa muista tulipesien lämpökameroista FLIR GF309 on teollisuuden tulipesäkuvauksiin suunniteltu kaupallinen erikoislämpökamera. Siinä on sisäänrakennettuna keskiaallonpituusalueen liekkisuodin. Kameralla saadaan lämpötilalukemia kaikkialta tulipesästä turvallisesti ja vikakohdat voidaan havaita ajoissa. FLIR GF-sarjan lämpökameroiden lämpökuvat voidaan tallentaa mille tahansa kaupalliselle videotallentimelle. Kuva: FLIR GF309 tulipesien lämpökamera [www.flir.com]

13 VTT - 70 vuotta teknologiaa yhteiskunnan ja elinkeinoelämän hyväksi