1.
紅外測溫儀工作原理概述
比起接觸式測溫方法紅外測溫有著(zhù)響應時(shí)間快、非接觸、使用安全及使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。非接觸紅外測溫儀包括便攜式、在線(xiàn)式和掃描式三大系列并備有各種選件和計算機軟件每一系列中又有各種型號及規格。在不同規格的各種型號測溫儀中正確選擇紅外測溫儀型號對用戶(hù)來(lái)說(shuō)是十分重要的。
紅外檢測是一種在線(xiàn)監測(不停電)式高科技檢測技術(shù)它集光電成像技術(shù)、計算機技術(shù)、圖像處理技術(shù)于一身通過(guò)接收物體發(fā)出的紅外線(xiàn)(紅外輻射)將其熱像顯示在熒光屏上從而準確判斷物體表面的溫度分布情況具有準確、實(shí)時(shí)、快速等優(yōu)點(diǎn)。
任何物體由于其自身分子的運動(dòng)不停地向外輻射紅外熱能從而在物體表面形成一定的溫度場(chǎng)俗稱(chēng)“熱像”。紅外診斷技術(shù)正是通過(guò)吸收這種紅外輻射能量測出設備表面的溫度及溫度場(chǎng)的分布從而判斷設備發(fā)熱情況。
目前應用紅外診技術(shù)的測試設備比較多如紅外測溫儀、紅外熱電視、
紅外熱像儀等等。像紅外熱電視、紅外熱像儀等設備利用熱成像技術(shù)將這種看不見(jiàn)的“熱像”轉變成可見(jiàn)光圖像使測試效果直觀(guān)靈敏度高能檢測出設備細微的熱狀態(tài)變化準確反映設備內部、外部的發(fā)熱情況可靠性高對發(fā)現設備隱患非常有效。
紅外診斷技術(shù)對電氣設備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預測使傳統電氣設備的預防性試驗維修(預防試驗是50年代引進(jìn)前蘇聯(lián)的標準)提高到預知狀態(tài)檢修這也是現代電力企業(yè)發(fā)展的方向。特別是現在大機組、超高電壓的發(fā)展對電力系統的可靠運行關(guān)系到電網(wǎng)的穩定提出了越來(lái)越高的要求。
隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展成熟與日益完善利用紅外狀態(tài)監測和診斷技術(shù)具有遠距離、不接觸、不取樣、不解體又具有準確、快速、直觀(guān)等特點(diǎn)實(shí)時(shí)地在線(xiàn)監測和診斷電氣設備大多數故障(幾乎可以覆蓋所有電氣設備各種故障的檢測)。它備受?chē)鴥韧怆娏π袠I(yè)的重視(國外70年代后期普遍應用的一種先進(jìn)狀態(tài)檢修體制)并得到快速發(fā)展。
紅外檢測技術(shù)的應用對提高電氣設備的可靠性與有效性提高運行經(jīng)濟效益降低維修成本都有很重要的意義。是目前在預知檢修領(lǐng)域中普遍推廣的一種很好手段又能使維修水平和設備的健康水平上一個(gè)臺階。
采用紅外成像檢測技術(shù)可以對正在運行的設備進(jìn)行非接觸檢測拍攝其溫度場(chǎng)的分布、測量任何部位的溫度值據此對各種外部及內部故障進(jìn)行診斷具有實(shí)時(shí)、遙測、直觀(guān)和定量測溫等優(yōu)點(diǎn)用來(lái)檢測發(fā)電廠(chǎng)、變電所和輸電線(xiàn)路的運轉設備和帶電設備非常方便、有效。
利用熱像儀檢測在線(xiàn)電氣設備的方法是紅外溫度記錄法。
紅外溫度記錄法是工業(yè)上用來(lái)無(wú)損探測檢測設備性能和掌握其運行狀態(tài)的一項新技術(shù)。與傳統的測溫方式(如
熱電偶、不同熔點(diǎn)的蠟片等放置在被測物表面或體內)相比熱像儀可在一定距離內實(shí)時(shí)、定量、在線(xiàn)檢測發(fā)熱點(diǎn)的溫度,通過(guò)掃描還可以繪出設備在運行中的溫度梯度熱像圖而且靈敏度高不受電磁場(chǎng)干擾便于現場(chǎng)使用。它可以在-20℃~2000℃的寬量程內以0.05℃的高分辨率檢測電氣設備的熱致故障揭示出如導線(xiàn)接頭或線(xiàn)夾發(fā)熱以及電氣設備中的局部過(guò)熱點(diǎn)等等。 帶電設備的紅外診斷技術(shù)是一門(mén)新興的學(xué)科。它是利用帶電設備的致熱效應采用專(zhuān)用設備獲取從設備表面發(fā)出的紅外輻射信息進(jìn)而判斷設備狀況和缺陷性質(zhì)的一門(mén)綜合技術(shù)。
2.紅外基礎理論 1672年人們發(fā)現太陽(yáng)光(白光)是由各種顏色的光復合而成,
KANE煙氣分析儀同時(shí)牛頓做出了單色光在性質(zhì)上比白色光更簡(jiǎn)單的著(zhù)名結論。使用分光棱鏡就把太陽(yáng)光(白光)分解為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等各色單色光。1800年英國物理學(xué)家f. w. 赫胥爾從熱的觀(guān)點(diǎn)來(lái)研究各種色光時(shí)發(fā)現了紅外線(xiàn)。他在研究各種色光的熱量時(shí)有意地把暗室的唯一的窗戶(hù)用暗板堵住并在板上開(kāi)了一個(gè)矩形孔孔內裝一個(gè)分光棱鏡。當太陽(yáng)光通過(guò)棱鏡時(shí)便被分解為彩色光帶并用
溫度計去測量光帶中不同顏色所含的熱量。
為了與環(huán)境溫度進(jìn)行比較赫胥爾用在彩色光帶附近放幾支作為比較用的溫度計來(lái)測定周?chē)h(huán)境溫度。試驗中他偶然發(fā)現一個(gè)奇怪的現象:放在光帶紅光外的一支溫度計比室內
其他溫度的批示數值高。經(jīng)過(guò)反復試驗,這個(gè)所謂熱量最多的高溫區總是位于光帶最邊緣處紅光的外面。
于是他宣布太陽(yáng)發(fā)出的輻射中除可見(jiàn)光線(xiàn)外還有一種人眼看不見(jiàn)的“熱線(xiàn)”這種看不見(jiàn)的“熱線(xiàn)”位于紅色光外側叫做紅外線(xiàn)。紅外線(xiàn)是一種電磁波具有與無(wú)線(xiàn)電波及可見(jiàn)光一樣的本質(zhì)紅外線(xiàn)的發(fā)現是人類(lèi)對自然認識的一次飛躍對研究、利用和發(fā)展紅外技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)辟了一條全新的廣闊道路。
紅外線(xiàn)的波長(cháng)在0.76~100μm之間按波長(cháng)的范圍可分為近紅外、中紅外、遠紅外、極遠紅外四類(lèi)它在電磁波連續頻譜中的位置是處于無(wú)線(xiàn)電波與可見(jiàn)光之間的區域。紅外線(xiàn)輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射它是基于任何物體在常規環(huán)境下都會(huì )產(chǎn)生自身的分子和原子無(wú)規則的運動(dòng)并不停地輻射出熱紅外能量分子和原子的運動(dòng)愈劇烈輻射的能量愈大反之輻射的能量愈小。
溫度在絕對零度以上的物體都會(huì )因自身的分子運動(dòng)而輻射出紅外線(xiàn)。通過(guò)紅外探測器將物體輻射的功率信號轉換成電信號后成像裝置的輸出信號就可以完全一一對應地模擬掃描物體表面溫度的空間分布經(jīng)電子系統處理傳至顯示屏上得到與物體表面熱分布相應的熱像圖。運用這一方法便能實(shí)現對目標進(jìn)行遠距離熱狀態(tài)圖像成像和測溫并進(jìn)行分析判斷。