サーモグラフィー解説:赤外線撮像が温度変化を検知する仕組み
生産工程で温度差を検知したいですか?設備で漏れがないことが重要ですか?サーモグラフィーが解決策になるかもしれません。読み進めてください!
サーモグラフィーとは?
サーモグラフィーは、画像を通じてあらゆる物体や生物の温度を決定できる技術です。これは、このタイプのカメラで撮像される赤外線放射が、全ての物質によって多かれ少なかれ放出・吸収されるためです。
ガラガラヘビや特定の魚など、一部の動物は赤外線波長を見ることができますが、人間は逆に可視光範囲のみ見ることができます。これにより、赤外線波長で得られる画像を可視色スケールで撮像・グラフ化するサーモグラフィーカメラを使用する必要があります。
人間:可視光 380nm〜700nm vs ガラガラヘビ:赤外線 700nm〜1000nm
企業でのサーモグラフィーの用途
サーモグラフィーは多くのセクターに広がっています。最も知られた用途は産業セクターで、オンラインプロセスの監視・制御の容易さや、常に漏れがないかチェックし、出現即座に検知する必要があるメンテナンス作業で活用されています。
しかし、この技術は他の多くのセクターでも使用されています。食品セクターでは、例えばプロセス制御に使用され、生産表面を完全に監視でき、調理や焼成プロセスでどの領域が焦げているか、逆に必要温度に達していないかを検知できます。
ヘルスケアセクターでは、用途がかなり異なります。免疫システムは、普段気づかないものの、感染症、体内の腫瘍のような異物、怪我の治癒を試みる際に熱を発生させます。この局所的温度上昇はサーモグラフィーカメラで可視化できます。
建設セクターでもサーモグラフィーは重要な役割を果たし、新築と既存建物のリハビリ両方で、外壁の熱漏れと望ましくない熱橋を検知できます。これらの欠陥はエネルギー消費増加と居住者の快適性低下を招くため、早期検知が重要です。
サーモグラフィーのメリット
サーモグラフィーは、以下を含むメリットを提供します:
- 非接触法:画像撮影時に接触不要。
- 非破壊:他の測定法と異なり、材料との物理的相互作用不要で、損傷なしに結果取得可能。
- リアルタイム検査:継続的監視が可能で、瞬時の結果取得と生産中の欠陥是正が可能。
- 高い適応性:カメラで構成されるため、生産プロセスを修正せずに多数のプロセスに設置可能。
- 品質と信頼性:人間の目に見えない波長で情報取得により、品質検査が向上。
- 全面マッピング:全ピースと全可視領域のマッピングで、欠陥や不均質性を観察可能。
サーモグラフィーの応用
最も興味深いサーモグラフィー応用をいくつか説明します:
- 高温度の決定:従来型温度センサーが使えないほど高温な要素に対応。サーモグラフィーカメラのリモート測定が理想的。
- 漏れ検知: 特に空気漏れは人間の目には不可視ですが、流体がダクトと異なる温度なら赤外線波長範囲で容易に検知可能。
- ホットスポット検知:電気設備など特定設備で、過熱している接続を検知し、設備劣化前に是正措置を講じられます。
- 侵入検知:生産ラインで、各物体の吸収と赤外線放射の差異により、出現すべきでない要素を検知できます。
- 絶縁体の劣化:ケーブル被覆の電気絶縁体、ボイラーや炉の壁の断熱材の両方で、絶縁に損傷があれば外部に熱が漏れ、この技術で観察可能。
- 体温検知:最近、COVID-19対策で人の発熱有無を判定するために広く適用されています。医療応用はそれだけでなく、患者の腫瘍、怪我、感染症検知にも使用されます。
- 温度に対する挙動の決定:自社ピースや設計が温度にどう振る舞うか知りたい場合、サーモグラフィーで監視し、どの領域が最初に加熱するか、熱がどう分布するか等、他技術では理解困難な興味深いデータが得られます。
- 過熱検知:摩擦が発生する用途では常に熱が生じます。サーモグラフィーでこの熱を監視し、プロセス停止やコンポーネント減速で冷却を支援できます。
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