Wycieki w urządzeniach lub rurociągach w środowiskach przemysłowych mogą wywierać negatywny wpływ na środowisko, bezpieczeństwo i produktywność firmy – a co za tym idzie, na jej wyniki finansowe. Inwestycja w sprzęt do wykrywania wycieków, taki jak kamera z obrazowaniem akustycznym, to zatem niezawodny sposób na wyeliminowanie tych problemów, zapewnienie bezpieczeństwa pracowników i zmniejszenie kosztów związanych ze stratami energii.
Jak wskazuje Grand View Research, popyt na sprzęt do wykrywania nieszczelności wzrośnie w nadchodzących latach. W 2022 r. rynek wykrywania i naprawy nieszczelności (ang. leak detection and repair – LDAR) osiągnął wartość 19,71 mld USD i przewiduje się, że utrzyma stałą tendencję wzrostową ze skumulowanym rocznym wskaźnikiem wzrostu (CAGR) na poziomie 4,5% do 2030 r. Świadczy to o tym, że sprzęt do wykrywania wycieków jest niezbędnym dodatkiem do każdego miejsca pracy. Co więcej, w miarę jak na rynku pojawiają się coraz bardziej zaawansowane narzędzia, popyt na nie może być jeszcze większy.
Znaczenie detekcji wycieków
Znaczenie zastosowania sprzętu do wykrywania wycieków w środowisku pracy jest nie do przecenienia, od zapewnienia bezpieczeństwa pracownikom i okolicznej społeczności po ochronę środowiska i utrzymanie wydajności operacyjnej. Oto kilka powodów, dla których warto zaopatrzyć się w odpowiedni sprzęt:
- Bezpieczeństwo: Procesy przemysłowe często wiążą się z wykorzystywaniem niebezpiecznych substancji, gazów i chemikaliów. Wycieki mogą prowadzić do ekspozycji na toksyny, powstania pożarów, wybuchów i niebezpiecznych sytuacji, zagrażając bezpieczeństwu pracowników, znajdujących się w pobliżu społeczności i środowiska.
- Ochrona środowiska: Wycieki mogą prowadzić do zanieczyszczenia środowiska i powodować długotrwałe szkody w ekosystemach poprzez uwalnianie toksycznych związków i zanieczyszczeń do powietrza, wody i gleby. Wykrywanie wycieków jest więc środkiem zapobiegającym takim emisjom i związanym z nimi konsekwencjom ekologicznym.
- Redukcja kosztów: Szybkie wykrywanie i naprawa wycieków przekłada się na znaczne oszczędności cennych zasobów, w tym surowców, energii i wody. Co więcej, zmniejsza ryzyko uszkodzenia innych urządzeń, przyczyniając się do długoterminowej redukcji kosztów.
- Wydajność operacyjna: Wycieki często wskazują na nieefektywność procesów przemysłowych. Skutkiem tych nieefektywności mogą być straty produkcyjne, zwiększone koszty operacyjne i spadek jakości produkcji.
- Zgodność z przepisami: Rygorystyczne przepisy dotyczące emisji, zanieczyszczeń i bezpieczeństwa mają zastosowanie w wielu branżach. Brak wykrycia i szybkiego usunięcia nieszczelności może prowadzić do kar, odpowiedzialności prawnej i utraty reputacji.
- Stan techniczny urządzeń: Wycieki mogą czasami być wczesnymi oznakami problemów z integralnością lub zużyciem sprzętu. Detekcja wycieków w ich wczesnej fazie może zmniejszyć prawdopodobieństwo awarii sprzętu, ostatecznie oszczędzając firmom kosztownych napraw sprzętu lub jego wymiany.
Wykrywanie wycieków powietrza za pomocą kamery z obrazowaniem akustycznym
W środowisku przemysłowym często występują różnego rodzaju wycieki, w tym wycieki gazów, wody i powietrza. W tym artykule skupimy się na zastosowaniu kamer z obrazowaniem akustycznym do wykrywania wycieków powietrza w środowiskach fabrycznych.
Systemy sprężonego powietrza często pochłaniają znaczną część wydatków na energię elektryczną w wielu fabrykach. Detekcja wszelkich wycieków lub awarii sprzętu na wczesnym etapie ma ogromne znaczenie w zapobieganiu nieprzewidzianym problemom operacyjnym. Podczas gdy tradycyjne sposoby wykrywania wycieków, takie jak metoda mydlana mogą być czasochłonne, wykorzystanie kamery do obrazowania akustycznego zapewnia wyniki w czasie rzeczywistym. Poniżej znajdziesz więcej informacji na temat kamer do obrazowania akustycznego, w tym modelu FLIR Si124.
Czym jest kamera z obrazowaniem akustycznym?
Kamera z obrazowaniem akustycznym, nazywana również akustyczną kamerą obrazującą lub po prostu kamerą akustyczną, to przenośne urządzenie wykorzystywane do wykrywania różnego rodzaju wycieków w urządzeniach przemysłowych, rurociągach i innych systemach. Większość wycieków wywołuje turbulencje, co powoduje generowanie szumów ultradźwiękowych. Akustyczna kamera obrazująca, której doskonałym przykładem jest FLIR Si124, identyfikuje źródło hałasu i w czasie rzeczywistym nakłada „gorący punkt” na obraz z kamery. Kamery z obrazowaniem akustycznym stanowią nieocenione wyposażenie każdego stanowiska pracy, odgrywając kluczową rolę w zwiększaniu bezpieczeństwa, redukcji kosztów i dostarczaniu danych w czasie rzeczywistym.
Jak działa kamera z obrazowaniem akustycznym?
Przechwytywanie dźwięku
Do przechwytywania dźwięku za pomocą kamer akustycznych wykorzystywany jest zaawansowany system składający się z trzech kluczowych elementów: zestawu mikrofonów, jednostki przetwarzania dźwięku i ekranu wyświetlacza. Matryca mikrofonów składa się z setek, a w niektórych przypadkach nawet tysięcy mikrofonów. Dzięki temu kamera jest w stanie rejestrować nawet najsłabsze dźwięki dochodzące z różnych kierunków i pod różnymi kątami. Rozchodzące się w powietrzu fale dźwiękowe docierają do każdego mikrofonu w nieco innym czasie, ze względu na różne odległości między mikrofonami a źródłem dźwięku. Różnice w czasie dotarcia do każdego mikrofonu służą do obliczenia tak zwanej „różnicy czasu dotarcia”.
Przetwarzanie danych
W celu przetwarzania przechwyconych sygnałów dźwiękowych wykorzystywane są zaawansowane algorytmy, które analizują czas i siłę sygnałów rejestrowanych przez mikrofony. Algorytmy te określają współrzędne przestrzenne źródeł dźwięku. Następnie przetworzone dane są przekładane na wizualną reprezentację tych źródeł dźwięku, która jest wyświetlana na ekranie kamery. Odwzorowanie to może przybrać formę obrazu lub mapy cieplnej, gdzie każdy punkt na obrazie odpowiada odrębnemu źródłu dźwięku, a kolor lub rozmiar punktu oznacza głośność, lub intensywność dźwięku. Zaletą Si124 jest przede wszystkim wyjątkowa łatwość określania ilościowego wycieków i analizy kosztów. Narzędzie to eliminuje konieczność posiadania przez operatora specjalistycznej wiedzy z zakresu akustyki, pozwalając uniknąć korzystania ze skomplikowanych tabel i algorytmów.
To inteligentne narzędzie usprawnia proces, umożliwiając analizę wielkości wycieków i kosztów z wykorzystaniem funkcji analitycznych dostępnych w urządzeniu. Urządzenie umożliwia łatwe obliczanie przewidywanych rocznych wydatków na energię wynikających z rozszczelnienia systemów i wycieków sprężonego powietrza. Dodatkowo urządzenie umożliwia natychmiastowe przesyłanie zarejestrowanych obrazów przez Wi-Fi do usługi chmurowej FLIR Acoustic Camera Viewer. Następnie użytkownicy mogą przeprowadzać szczegółowe analizy przy użyciu zapisanych obrazów, generować raporty z audytów szczelności lub wykorzystywać oprogramowanie FLIR Thermal Studio do tworzenia zaawansowanych analiz, lub łączenia obrazów termicznych i dźwiękowych w kompleksowy raport.
Analiza obrazów
Na podstawie obrazu wizualnego operatorzy mogą precyzyjnie wskazać i zidentyfikować określone źródła dźwięku. Analizując intensywność i rozproszenie punktów na obrazie, mogą nie tylko określić lokalizację, ale także charakter i znaczenie elementów generujących te dźwięki. Gdy źródła dźwięku zostaną zlokalizowane, operatorzy mogą szybko podjąć odpowiednie działania. Czynności te mogą obejmować usuwanie wycieków, wykonywanie zadań konserwacyjnych, dostosowywanie konfiguracji maszyn lub wdrażanie strategii redukcji hałasu. Obrazowanie źródła hałasu pozwala na przyspieszenie procesu kontroli ultradźwiękowej nawet o 90%.
Sześć aspektów, na które warto zwrócić uwagę kupując kamerę akustyczną
FLIR jest zdecydowanym liderem na rynku technologii kamer z obrazowaniem akustycznym. Z myślą o ułatwieniu procesu decyzyjnego przy wyborze odpowiedniego sprzętu, amerykańska firma przygotowała listę sześciu kluczowych czynników, które należy wziąć pod uwagę przed dokonaniem zakupu:
Efektywny zakres częstotliwości
Rozszerzony zakres częstotliwości nie zawsze jest równoznaczny z lepszymi możliwościami wykrywania dźwięku. Chcąc skutecznie odróżnić wycieki sprężonego powietrza od hałasu otoczenia w fabryce, należy wybrać kamerę z obrazowaniem akustycznym o zakresie częstotliwości mieszczącym się w przedziale od 20 do 30 kHz. Podobnie, jeśli chodzi o wykrywanie wyładowań niezupełnych z bezpiecznej odległości, optymalny zakres częstotliwości wynosi zazwyczaj od 10 do 30 kHz.
Optymalna ilość mikrofonów
W przypadku wykrywania cichszych dźwięków obowiązuje zasada „więcej znaczy lepiej”. To dlatego, że każdy pojedynczy mikrofon, choć skutecznie przechwytuje dźwięk (sygnał), jednocześnie generuje niewielką ilość szumów. Zastosowanie większej liczby mikrofonów w systemie poprawia stosunek sygnału do szumu, dzięki czemu kamera może przechwytywać więcej dźwięku przy minimalnych zakłóceniach spowodowanych hałasem.
Zasięg wykrywania dźwięku
Odpowiednia ilość mikrofonów zintegrowanych z kamerą do obrazowania akustycznego może znacznie zwiększyć możliwości wykrywania bardzo słabych dźwięków z dużych odległości. Na przykład czterokrotne zwiększenie liczby mikrofonów może zwiększyć zasięg wykrywania dźwięku nawet dwukrotnie.
Rozmieszczenie mikrofonów
Umiejscowienie mikrofonów determinuje możliwości kamery akustycznej do dokładnego określenia kierunku i pochodzenia dźwięków. Warunkiem uzyskania precyzyjnych wyników jest rozmieszczenie mikrofonów w niewielkiej odległości od siebie, co umożliwia zebranie wystarczającej ilości danych, ułatwiając dokładne określenie kierunku, z którego dochodzi dźwięk.
Wydajność mikrofonu
Bardzo ważnym zagadnieniem jest znalezienie równowagi w kwestii ilości mikrofonów. Gdy jest ich zbyt dużo, spada opłacalność, ponieważ większa liczba mikrofonów wymaga zwiększenia mocy obliczeniowej lub zmniejszenia rozdzielczości dźwięku, aby skutecznie zarządzać odbieranymi sygnałami. Kamera FLIR Si124, wyposażona w 124 mikrofony i zaawansowane możliwości przetwarzania, wyróżnia się najwyższą w branży czułością wykrywania, wyjątkową rozdzielczością obrazu akustycznego i imponującym zasięgiem działania.
Inteligentne funkcje analityczne
Ostatnie cechy, które należy wziąć pod uwagę, to moc obliczeniowa i analityka. Warto wybrać kamerę, taką jak FLIR Si124, która oferuje funkcje analityczne w kamerze, usprawnione automatyczne przesyłanie obrazów za pośrednictwem połączenia Wi-Fi, łatwe w obsłudze raportowanie oraz dodatkową zaletę analizy predykcyjnej ułatwionej dzięki sztucznej inteligencji i narzędziom internetowym.
Przemysłowa kamera z obrazowaniem akustycznym FLIR Si124
Redukcja czasu inspekcji nawet o 90%
Kamera z obrazowaniem akustycznym FLIR Si124 to najnowocześniejsze rozwiązanie ultradźwiękowe zaprojektowane do precyzyjnego wykrywania wycieków powietrza, nawet tych najdrobniejszych z dużej odległości, co zwiększa bezpieczeństwo procedur inspekcji. Dzięki integracji analityki opartej na sztucznej inteligencji to lekkie i przenośne urządzenie może być wygodnie obsługiwane jedną ręką i zapewnia możliwość oszacowania w czasie rzeczywistym wielkości wycieku i związanych z nim kosztów naprawy.
Kamera Si124, wyposażona w 124 mikrofony, cechuje się wyjątkową czułością i precyzją, dzięki czemu doskonale radzi sobie z wykrywaniem drobnych nieszczelności w hałaśliwych środowiskach przemysłowych, takich jak zakłady produkcji opon. Operatorzy mogą identyfikować wycieki sprężonego powietrza w systemach ciśnieniowych do 10 razy szybciej niż w przypadku konwencjonalnych metod skanowania punktowego.
W przemysłowych zakładach produkcyjnych często panuje hałas o różnym natężeniu, co sprawia, że wykrywanie wycieków powietrza stanowi wyzwanie dla ludzkiego ucha. Na ogół szum tła zaburza odczyty w mniejszym stopniu przy wysokich częstotliwościach, a wycieki powietrza są najlepiej wykrywane na dużych odległościach przy częstotliwościach między 20 a 30 kHz. Zastosowany w kamerze FLIR Si124 zakres częstotliwości od 2 do 31 kHz jest optymalny do wykrywania najmniejszych nieszczelności na największych odległościach lub do wykrywania jeszcze mniejszych nieszczelności na bliskich odległościach przy użyciu częstotliwości do 65 kHz.
Ustalanie optymalnej częstotliwości w hałaśliwym otoczeniu. Źródło: FLIR
Zastosowania
- Przemysł spożywczy: Kamera FLIR Si124, wyposażona w 124 mikrofony, pozwala wykrywać i precyzyjnie lokalizować drobne wycieki na dużych odległościach nawet w miejscach, w których znajdują się hałaśliwe maszyny, co czyni ją idealnym rozwiązaniem do dużych zakładów spożywczych.
- Przemysł motoryzacyjny: W produkcji i diagnostyce samochodów wykorzystuje się wiele systemów pneumatycznych ze sprężonym powietrzem. Należą do nich maszyny do odlewania i obróbki metali, produkcji narzędzi, maszyny CNC, linie montażowe, piaskarki i kabiny lakiernicze. Sprzęt ten jest podatny na wycieki, a do jego najczęstszych słabych puntów należą zawory, rury, węże, złącza i narzędzia.
- Przemysł celulozowo-papierniczy: W przeciwieństwie do tradycyjnych rozwiązań, takich jak spraye do wykrywania nieszczelności, ultradźwiękowy detektor nieszczelności FLIR Si124 oferuje znacznie bezpieczniejszą i szybszą alternatywę dla personelu zajmującego się konserwacją. Dzięki zaawansowanej technologii wycieki sprężonego powietrza mogą być identyfikowane dokładnie i szybko z dużej odległości.
Charakterystyka kamery FLIR Si124
- Funkcja Auto Filter automatycznie wybiera najlepszy zakres częstotliwości potrzebny do wykrycia nawet najmniejszych nieszczelności.
- Możliwość szybkiego lokalizowania wycieków oraz automatycznego przesyłania, analizowania i klasyfikowania problemów zapewnia poprawę niezawodności linii produkcyjnych.
- Precyzja lokalizacji wycieków, nawet w głośnym środowisku przemysłowym, dzięki obrazom akustycznym o wysokiej rozdzielczości i 124 wbudowanym mikrofonom.
- Natychmiastowy podgląd natężenia wycieku na ekranie w czasie rzeczywistym (l/min lub CFM).
- Odsunięcie w czasie kosztów instalacji nowych lub dodatkowych sprężarek poprzez konserwację istniejących.
- Zmniejszenie liczby odrzucanych produktów, których przyczyną może być utrata ciśnienia w układach pneumatycznych.
- Określenie rozmiaru nieszczelności, co pozwala na określenie, ile energii zostało utracone i ile pieniędzy zaoszczędzono dzięki wykryciu problemu.
- Optymalizacja czasu personelu, z uwagi na fakt, że do korzystania z urządzenia Si124-LD Plus wymagane jest minimalne przeszkolenie.
- Przesyłanie, przechowywanie i tworzenie kopii zapasowych danych, tworzenie raportów i przeprowadzanie dogłębnych analiz przy użyciu oprogramowania chmurowego FLIR Acoustic Camera Viewer lub oprogramowania komputerowego FLIR Thermal Studio.
- Łatwa obsługa kamery jedną ręką zapewnia bezpieczeństwo i zmniejsza wysiłek.
- Możliwość łatwego przeglądania obrazów na wyświetlaczu w jasnych lub ciemnych warunkach zapewniana przez adaptacyjny tryb wzmocnienia kamery.
Zwrot z inwestycji
Na stronie internetowej FLIR można znaleźć narzędzie do obliczania zwrotu z inwestycji w kamerę z obrazowaniem akustycznym Si124. Poniżej możesz sprawdzić przykładowe zestawienie lub wykonać swoje kalkulacje tutaj.
