Termografia de infravermelhos ao serviço da indústria de moldes e plásticos-i Termografia de infravermelhos como ferramenta de diagnóstico

Transcrição

1 Termografia de infravermelhos ao serviço da indústria de moldes e plásticos-i Termografia de infravermelhos como ferramenta de diagnóstico Vítor Amaral Departamento de Física da Universidade de Aveiro CICECO-Instituto de Materiais de Aveiro Colaboração de Tiago Santos 1

2 A termografia de infravermelhos abre-nos as portas para o mapeamento simples da temperatura com variadas aplicações técnicas ( e não só, desde o seu primeiro desenvolvimento) e aspetos científicos de valor quantitativo Analisar variações espaciais de temperatura ao longo do tempo, com resoluções espaciais HD 2

3 Temos a noção de que a temperatura dum objeto determina a cor da readiação emitida. Se for muito elevada (>~600ºC) é visível. 3

4 Uma pequena apresentação da física da radiação de origem térmica, explicada por Max Planck em 1900, no nascimento da Física Quântica. Para isso, uma só fórmula 4

5 Densidade de energia da radiação, em equilíbrio térmico à temperatura T ν=frequência c=velocidade da luz no vácuo k= constante de Boltzman E=hν Energia de cada fotão Constante de Planck: h= (81) J s 5

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7 Porção do espetro eletromagnético de que nos ocuparemos 0,9-14 micrómetros Câmara de Telemóvel é sensível ao IV dum comando 7

8 Para ver no infravermelho dum modo quantitativo usamos câmaras termográficas 8

9 Adaptação lentes/microscópio: resolução 3 μm 9

10 A radiação que incide na câmara termográfica provém da emissão do objeto em estudo e também da reflexão da ambiente por este. A atmosfera atenua a radiação detetada e também pode contribuir com a sua emissão 10

11 O software da camara tem maneiras de realizar correções apropriadas de acordo com alguns parâmetros de compensação e modelizações testadas 11

12 Superfícies metálicas refletem demasiado a radiação ambiemte (incluindo o utilizador da câmara) necessitando ser recobertas por uma pintura negra (spray, p. ex) Entretanto os plásticos não requerem normalmente cuidados especiais 12

13 Observação simples Pen-Drive 00 min 00 s 4 min 45 s Fotografia de uma Pen-drive Imagem térmica da Pen-drive

14 Comparação experimental - computacional Aquecimento imagem térmica. Ao fim de 4 min a temperatura atingiu 51,3 ºC. Dados experimentais / simulação: I = 2 A; V = 2,6 V; Potência = 5,2 W; Espessura da placa = 1,49 mm; espessura da pista de cobre = 5 μm. Simulação térmica do circuito; onde ao fim de 4 min a temperatura = 53.5 ºC.

15 Detalhe Quantitativo circuito 15

16 Campus e biblioteca 16

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19 Absorção pela atmosfera 19

20 Absorção pela água líquida/espessuras diferentes 20

21 Teste Led 21

22 Heat Exchangers for thermomagnetic Motors. Collaboração UniFESP e Campinas 22

23 Escoamento de água: variação térmica 23

24 Perfis de temperatura e variação temporal 24

25 Detecção de pragas em plantas UNiBonn_Venturia inaequalis 25

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27 Aplicações na indústria de moldes e plásticos A termografia de infravermelhos é uma ferramenta preciosa para detetar e identificar diretamente a origem de problemas relacionados com temperatura; dos moldes, dos sistemas injetores, do arrefecimento, materiais, etc Uma imagem pode poupar imenso tempo ( e ) na resolução dos problemas 27

28 Aplicações na indústria de moldes e plásticos Uma máquina nova? Como acertar as condições otimizadas Uma parte substancial envolve aspetos térmicos 28

29 Aplicações na indústria de moldes e plásticos Monitorização de Processos Cavidades e inomogeneidades Linhas de arrefecimento (insuficiente ou excessivo) Instalação do bloco distribuidor, câmara quente, pontas, buchas e seu ajuste Manutenção Preventiva Aquecimento de injetores Ligações elétricas Auditorias térmicas 29

30 Aplicações na indústria de moldes e plásticos

31 Onde Estamos Departamento de Física-CICFANO 31

32 Trabalho apoiado pelo projeto RECI/CTM-CER/0336/2012 cofinanciado pelo FEDER, através do Eixo I do Programa Operacional Fatores de Competitividade (POFC) do QREN, ref. COMPETE: FCOMP FEDER , e pelo CICECO-Aveiro Institute of Materials (Refª. FCT UID/CTM/50011/2013). Mais agradecimentos a João Amaral e Vitor Costa (DEM) 32

33 Termografia de infravermelhos ao serviço da indústria de moldes e plásticos -II Aplicação na indústria de moldes e plásticos e demonstração de equipamento Tiago Santos e Vítor Amaral Departamento de Física da Universidade de Aveiro CICECO-Instituto de Materiais de Aveiro 33