Automatic analysis of thermograms as a means for estimating technical of a gear system

All objects whose temperature is above absolute zero emit infrared radiation in the wavelength range of 740 nm to 1 mm. This range is between radio waves and visible light. This phenomenon related to thermal radiation is used in thermal imaging methods to measure values and distribution of temperatures on an inspected object. Thermal imaging method was also used to inspect a two-stage gear system from a power transmission system of a belt conveyor located in an underground mine. Performing repairs in favorable time or preparing for failures contributes to the shortening of standstill periods and therefore to the minimizing of financial losses caused by purchasing replacement parts and unintended emergency stops. Processing of thermograms was done with the use of ThermoVision Processing software, which was designed at Machinery Systems Division, Wroclaw University of Technology, in particular for thermal imaging diagnostics of gear systems. The software automatically identifies gear-wheels and divides the gear system into predefined areas - Ar01 to Ar10. It allows for processing single files and whole folders. The inspection allowed to create object characteristics and specify its temperatures during steady work, which will serve as point of reference when the inspection is repeated at intervals of approximately several months. As a result, significant changes of the gear’s condition will become detectable, by calculating the difference between average temperatures for each area at two measurements. Temperature measurements are possible not only on the gear system but also on the motor shaft and the drive drum shaft. In the future, creating an application that would enable processing images of those parts will allow for multidimensional analysis of belt conveyor power transmission systems.

Wszystkie obiekty o temperaturze większej od zera bezwzględnego emitują promieniowanie podczerwone o długości fal w zakresie od 740 nm do 1 mm. Zakres ten zawiera się pomiędzy falami radiowymi a światłem widzialnym. Zjawisko związane z promieniowaniem cieplnym wykorzystuje się w metodach termowizyjnych do pomiaru wartości i rozkładu temperatur na badanym obiekcie. Metodą termowizyjną zbadano dwustopniową przekładnię zębatą z układu napędowego przenośnika taśmowego znajdującego się w kopalni podziemnej. Wykonywanie naprawy w odpowiednim czasie lub przygotowanie się do awarii przyczynia się do skrócenia czasu przestojów, a tym samym zminimalizowania kosztów związanych z zakupem nowych części i niezamierzonymi przerwami w pracy. Do przetworzenia termogramów z badań posłużono się programem ThermoVision Processing, który został opracowywany w Zakładzie Systemów Maszynowych Politechniki Wrocławskiej specjalnie na potrzeby diagnostyki termowizyjnej przekładni. Oprogramowanie automatycznie identyfikuje koła zębate oraz dzieli przekładnię na wcześniej zdefiniowane obszary - od Ar01 do Ar10. Możliwe jest przetwarzanie za jego pomocą zarówno pojedynczych plików jak i całych katalogów. Badania umożliwiły stworzenie charakterystyki obiektu wraz z wyszczególnieniem temperatur w trakcie jego ustabilizowanej pracy co stanowić będzie punkt odniesienia, gdy pomiary zostaną powtórzone w odstępie najlepiej kilkumiesięcznym. Możliwe będzie wówczas określenie istotnych zmian stanu poprzez obliczenie różnicy średnich temperatur w każdym obszarze dla dwóch pomiarów. Oprócz przekładni zębatej możliwe jest wykonanie pomiarów temperatury na wale silnika i wale bębna napędowego. Stworzenie aplikacji do przetwarzania obrazów pochodzących z tych podzespołów pozwoli w przyszłości na wielowymiarową analizę stanu układów napędowych przenośnika.