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30 Dec 2020
應用新知
專欄|看見聲音(中):工業聲波顯像的應用與優勢

目前手持的工業聲波顯像儀主要檢測兩種類型的異常:壓縮空氣系統的洩漏,與高壓電系統的局部放電現象。


應用:加壓空氣洩漏檢測


經濟部能源局統計,壓縮空氣系統在7bar及24小時連續運轉5年後,能源費用約佔總費用的70%至80%;購置費用約佔10%至20%;正常保養約佔5%至10%;異常維修約佔2%至5%。


換言之 ,在能源消耗上的費用約為原本購置費用的5倍之多。

 


圖一、空壓機運轉能源費用遠大於初期購置費用(出處:財團法人台灣綠色生產力基金會)


根據美國能源部(DOE)統計,約有30%的能源消耗來自空壓系統。壓縮空氣的洩漏卻往往難以察覺,是工廠裡最常見的能源浪費。洩漏量往往占整體空壓系統用氣量的10%至30%,甚至更高。

 


圖二、空壓機能源消耗比例圖(出處:網路)

 


這不僅是能源浪費,也代表了相當可觀的能源費用支出。因此,越早發現洩漏的問題,就能省越多!


傳統加壓空氣的檢測方式為聽聲音、塗抹泡沫或是使用探針型的超音波偵測器,這類方法得逐一測試,且往往需要靠得很近,不免有難以檢測的地方。


然加壓空氣的洩漏會產生氣流,此時可以透過手持的工業聲波顯像儀捕捉氣流發出的超音波,便可以得知聲源之位置。比傳統的方法快上許多,也可以不受距離或位置的限制,操作簡單無須額外訓練。


儀器能夠手動調整接收的音頻,選擇最適合的聲音頻段,降低環境干擾。而FLIR Si124則會自動排除環境的聲音,只接收特定頻率的聲音──也就是洩漏的聲音──同時選擇最適當的頻段,減少因人為設定而產生的偏誤。

圖三、FLIR Si124工業聲波顯像儀可以自動調整最適合頻段,減少人為誤判(點擊圖片了解更多)


應用:局部放電檢測


局部放電會以光、熱、聲響及化學變化等形式釋放能量,在高溫、高能量作用下,產生臭氧、氧化氮等氣體、其分解物質會擴散侵蝕絕緣材料逐漸形成導電通道,沿電場方向形成樹狀(treeing)結構,最終將導致絕緣介質的崩潰破壞。


設備大幅升溫以前,會先有異音產生,此處產生之異音多半落於超音波的頻率範圍。故,我們可以透過Si124聲波顯像儀檢測局部放電位置。
聲波顯像的優勢


我們身處眼見為憑的時代,將肉眼不可見的現象圖像化,不僅能夠免去繁複又瑣碎的分析檢測過程,還能夠增加報告的說服力。使用比傳統方法快上10倍的聲波顯像檢測,能夠迅速找出可能故障的位置,讓相關人員能夠盡快做出處理,減少故障及停機情況之餘,也省下了維修保養費用。


系列文來到最終篇!下篇將解說聲波顯像儀麥克風數量的重要性,提供大家選購聲波顯像儀的一個參考依據。

 

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