Problematika využití termokamer a přístrojů pro bezdotykové měření teploty v oblasti plastikářského průmyslu. Informace k termokamerám: https://www.w-technika.cz/

1. VYUŽITÍ TERMOKAMER A
BEZDOTYKOVÉHO MĚŘENÍ TEPLOTY
V PLASTIKÁŘSKÉM PRŮMYSLU
J A N S O VA , W T E C H N I K A

2. PŘÍSTROJE A FYZIKÁLNÍ PRINCIP

3. ROZDĚLENÍ PŘÍSTROJŮ
Stacionární termokamera
Ruční termokamera
Pyrometr

4. DOTYKOVÉ X BEZDOTYKOVÉ MĚŘENÍ TEPLOTY
□ Dotykové měření teploty
▪ lze dosáhnout vyšší přesnosti
▪ méně citlivé na různé zdroje nejistot
▪ obecně levnější
□ Bezdotykové měření teploty
▪ vysoká citlivost (až 10 mK)
▪ velmi vysoká rychlost snímání (až 1000x za sekundu a více)
▪ měření pohybujících se a vzdálených objektů

5. ELEKTROMAGNETICKÉ SPEKTRUM

6. PRINCIP FUNKCE TERMOKAMERY
a) Starší systém založený na rozkladu obrazu
b) Systém s 2D obrazovým (např. mikrobolometrickým) detektorem

7. PRINCIP FUNKCE TERMOKAMERY
Mikrobolometrické pole je
složeno z 2D matice
mikrobolometrů, dnes i
více než 640 x 480 (tj HD,
full HD).

8. ROVNICE TERMOGRAFIE - NÁSTIN

9. VLIV EMISIVITY
Bod [°C]
Snímek vlevo (ԑ = 0.95) 32.3
Snímek vpravo (ԑ = 0.30) 56.5
ԑ = 0.95 ԑ = 0.30
Nevhodně nastavená emisivita může mít velmi
zásadní vliv na přesnost měření.
V tomto případě způsobuje zcela nepřijatelnou
chybu.

10. APLIKACE THERMOINSPECTOR

11. WORKSWELL THERMOINSPECTOR
Hlavní část systému Workswell ThermoInspector se skládá z centrální jednotky a z jedné až čtyř
termokamer, které je možné do systému najednou zapojit. Se systémem jsou dodávány termokamery
Workswell WIC s vysokou teplotní citlivostí (až 30 mK), vysokým teplotním rozsahem (až 2000 °C) a
stupněm krytí (až IP65). Systém je také kompatibilní se stacionárními termokamerami FLIR.

12. APLIKACE – KONTROLA PŘEDEHŘÁTÍ FORMY

13. APLIKACE – KONTROLA TEPLOTY DÍLCŮ

14. APLIKACE – KONTROLA PŘED LISOVÁNÍM

15. APLIKACE – KONTROLA PŘED LISOVÁNÍM

16. APLIKACE – KONTROLA PŘED LISOVÁNÍM

17. KONTROLA TEPLOTY FOREM - STUDIE

18. KONTROLA FOREM
□ Kvalitativní parametry vyráběných výstřiků z termoplastů a z kompozitních
materiálů s termoplastickou matricí jsou značně určovány teplotními ději,
které probíhají při procesu vstřikování. Tyto teplotní děje lze velmi dobře
vizualizovat a pozorovat termokamerami. Výstupem z termokamery je pak
termogram, který popisuje, jak se v čase mění teplotní pole formy od
výchozího až po konečný stav.
□ Jedním z hlavních problémů, které se u výstřiků objevují, jsou deformace.
Deformace jsou způsobené zejména konstrukcí výstřiků, použitým
termoplastem a jeho smrštěním. Rozdílné místní hodnoty smrštění výrazně
souvisejí s rozdíly teplot ve výstřiku.
□ Následující studie, kterou vypracoval Doc. Ing. Aleše HERMAN, Ph.D.,
popisuje sledování časového průběhu teplotních polí chladnoucích výstřiků a
porovnání těchto teplotních polí s výsledky simulací, včetně porovnání vnější
teploty a teploty uvnitř stěny výstřiku.

19. KONTROLA FOREM
□ Jako modelový příklad využití termokamery v plastikářském
průmysl byla analyzována problematika výroby tělesa
světlometu vyrobeného z vysoce teplotně odolného PA
kompozitu PA6T/XT – GF 35, ZYTEL HTN 51 G35 HSL Black s
obsahem 35 % krátkých skleněných vláken.

20. KONTROLA FOREM
□ Pozorovaný díl o velikosti obdélníkové základny cca 125 x 85 mm a
hloubce cca 90 mm – byl zaformován do dvojnásobné formy.
Způsob zaformování a temperace pomocí fontán s přepážkou je
zřejmý z následujícího obrázku (Obr. 3). Tvarové dutiny jsou plněny
polymerní taveninou pomocí horkého rozvodu, horká tryska ústí
přímo do horní stěny výstřiku. Celková doba výrobního cyklu je 49
s při teplotě formy 100 °C.

21. KONTROLA FOREM

22. KONTROLA FOREM

23. ZÁVĚR STUDIE 1/2
□ Teplotní vývoj dílů formy v čase ukazuje na důvodný předpoklad
toho, že teploty obou tvarových dutin se v čase vyrovnají, což lze
považovat za závadu. Pravděpodobným vysvětlením této vady,
která se bohužel nutně musí odrazit na kvalitě výsledných výstřiků,
je tvarové řešení výstřiků – posuvná čelist a nerovnoměrný
rozestup mezi fontánami, přičemž odvod tepla z horní dutiny
formy je z určité příčiny omezen – například mohlo dojít k
nepřesné montáži fontán, k posunu přepážky ve fontáně, k
místnímu zanesení atd.
□ V přehřátých místech díky zvýšené teplotě dochází k většímu
výrobnímu smrštění, než mají okolní tvary, a tedy i k možnosti
lokální deformace; tato místa také prodlužují potřebnou dobu
chlazení výstřiku v tvarové dutině formy a tím prodlužují i dobu
výrobního cyklu.

24. ZÁVĚR STUDIE 2/2
□ Z uvedeného příkladu je zřejmý přínos termografické
diagnostiky, jako rychlého nástroje sledování
stability výrobního procesu. V kombinaci se simulacemi tak
lze predikovat problémová místa, kde bude docházet k
deformacím. Automatické sledování a vyhodnocování
stability výroby termokamerou je přístup, které dokáže
odhalit problém při jeho vzniku, nikoliv až při destrukci formy,
což zabraňuje nemalým nákladům spojeným s opravami a
náhradami vadných výlisků.