적외선 열화상 분석을 이용한 증류 컬럼에서 교류와 직류 전기 가열의 열 거동 및 전력 효율 비교

제 연구 범위는 증류관 보일러 내 가열 요소에서 AC 및 DC 전원 공급 장치를 사용하는 장점을 입증하는 것입니다. 최근 연구에서는 AC/DC 동력 증류 컬럼에서의 열기록 분석을 별도로 다루었으나, 두 접근법을 결합한 연구는 없습니다. 우선, 열화상 카메라를 획득 카메라로 설정하세요.

열화상 카메라 메뉴에서 철 색상 팔레트를 선택한 후, 올바르게 적용되었는지 확인한 후 진행하세요. 열화상 카메라 메뉴에서 방사도 보정 값을 0.95로 설정하세요. 그 다음 열화상 카메라를 보일러플레이트에서 약 80센티미터 떨어진 곳에 위치시킵니다.

열화상 카메라를 바닥에서 약 60센티미터 높이에 들고 카메라를 증류 컬럼의 보일러플레이트 쪽으로 향하게 합니다. 저장 버튼을 눌러 열화상 촬영 영상을 열화상 카메라 메모리에 기록하세요. 로컬 계면에서 1,500번까지 샘플을 5초마다 5초마다 촬영하세요.

교류 및 직류 조건에서 20, 60, 100볼트에 대해 획득을 반복합니다. 각 캡처된 서모그램의 이름과 해당 보일러플레이트 온도 샘플을 로컬 인터페이스에 표시합니다. 보일러플레이트 온도 데이터를 수집하기 위해 로컬 프로세스 인터페이스에서 생성된 임시 파일을 저장하세요.

저장된 파일을 현재 프로세스 폴더에 이름 바꾸고 저장하세요. 테스트 중 생성된 CSV 파일을 수집하고, 모든 획득한 공정 데이터를 담은 단일 파일을 생성합니다. 통합 파일을 저장해 분석하세요.

데이터 준비를 시작하려면 열화상 카메라에서 열화상그램을 추출하세요. 모든 이미지 파일을 분석 워크스테이션으로 전송하세요. 추출한 서모그램을 검토하고 원치 않는 이미지는 모두 버리세요.

각 서모그램에 기준점을 수동으로 표시하세요. 그 후 이전에 생성된 공정 데이터 파일을 사용하여 공정 온도 개요 그래프를 생성합니다. 국부 인터페이스에서 얻은 보일러 온도 데이터를 캡처한 공정 서열그램과 연관시킵니다.

서모그램 처리 알고리즘을 개발하려면 먼저 분석 환경 내 변수에 이미지를 로드합니다. 이미지 변수를 사용하여 그래프 축의 벡터 크기를 정의합니다. 그 다음, 분석 이미지를 바탕으로 최소 및 최대 온도 범위를 검출할 영역을 정의합니다.

그래프 작성을 위해 도표를 준비하세요. 다음으로, 써모그램 이미지를 변수에 불러와 처리합니다. 이전에 표시된 기준점에 대한 탐색 영역을 정의합니다.

기준점을 격리하고 좌표를 얻으세요. 그 다음 좌표를 사용해 분석 구역을 표시합니다. 이제 분석 영역을 그레이스케일로 변환하세요.

회색 영역의 평균 온도 값을 계산하세요. 이미지 내 최대 및 최저 온도 영역을 분리하세요. 그래픽 숫자를 숫자 텍스트로 변환하세요.

이미지 범위에 따라 평균 온도를 최대 및 최저 온도로 변환하고, 총 평균 값과 해당 라벨을 저장합니다. 마지막으로, 전체 평균 결과를 그래프로 그려 처리된 열화상화(thermogram) 데이터를 시각화하세요. 100볼트 DC를 사용한 온도 측정은 과정 내내 변동이 있었으나, 100볼트 AC를 사용한 측정은 더 안정적인 상태를 유지했습니다.

100볼트 직류에서는 보일러 구간 전체의 열 변화가 교류 전차보다 더 컸다. DC는 더 부드러운 진행과 증가하는 분산 덕분에 더 통제된 영역을 제공했지만 급격한 분산은 아니었습니다. 60볼트 조건에서는 교류가 있는 온도가 더 안정적이었습니다. 60볼트 AC를 사용한 열 진화는 시동 중 점진적인 온도 상승을 보였지만, 60볼트 DC에서는 가열이 더 뚜렷하고 빠르게 증가했습니다.

20볼트에서의 그래픽 온도 추세는 직류에서 눈에 띄는 변동을 보였고, 교류는 더 점진적이고 안정적인 프로파일을 보였습니다. 20볼트 AC 이하의 온도를 측정한 온도는 22.8도에서 26.3도 사이였습니다. 우리 프로토콜은 TIR 분석을 사용하여 공정 내 전원 공급원과의 열 거동을 더 명확히 파악할 수 있도록 했습니다.

우리의 연구 결과는 적절한 AC 또는 DC 공급 선택이 성능을 최적화하고 에너지 비용을 절감하며 증류 품질을 향상시킨다는 것을 보여줍니다. 향후 연구에서는 감지 방법을 위한 열화그램 베이스와 열 작동 피로가 공정 과도 행동에 미치는 영향을 철저히 조사할 예정입니다.