紅外熱像儀的工作原理概述
2013-04-02
本文結合國內外紅外技術的發展和應用，簡紹了紅外技術的基礎理論，闡述了紅外熱像儀的工作原理、發展和分類。
1.概述
紅外測溫技術在生產過程中，在產品質量控制和監測，設備在線故障診斷和安全保護以及節約能源等方面發揮了著重要作用。近20年來，非接觸紅外線測溫儀在技術上得到迅速發展，性能不斷完善，功能不斷增強，品種不斷增多，適用范圍也不斷擴大，市場占有率逐年增長。比起接觸式測溫方法，紅外測溫有著響應時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優點。非接觸紅外測溫儀包括便攜式、在線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來說是十分重要的。
紅外檢測技術是“九五”國家科技成果重點推廣項目，紅外檢測是一種在線監測(不停電)式高科技檢測技術，它集光電成像技術、計算機技術、圖像處理技術于一身，通過接收物體發出的紅外線(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、實時、快速等優點。任何物體由于其自身分子的運動，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，俗稱“熱像”。紅外診斷技術正是通過吸收這種紅外輻射能量，測出設備表面的溫度及溫度場的分布，從而判斷設備發熱情況。目前應用紅外診技術的測試設備比較多，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將這種看不見的“熱像”轉變成可見光圖像，使測試效果直觀，靈敏度高，能檢測出設備細微的熱狀態變化，準確反映設備內部、外部的發熱情況，可靠性高，對發現設備隱患非常有效。
紅外診斷技術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年代引進前蘇聯的標準)提高到預知狀態檢修，這也是現代電力企業發展的方向。特別是現在大機組、超高電壓的發展，對電力系統的可靠運行，關系到電網的穩定，提出了越來越高的要求。隨著現代科學技術不斷發展成熟與日益完善，利用紅外狀態監測和診斷技術具有遠距離、不接觸、不取樣、不解體，又具有準確、快速、直觀等特點，實時地在線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)。它備受國內外電力行業的重視(國外70年代后期普遍應用的一種先進狀態檢修體制)，并得到快速發展。紅外檢測技術的應用，對提高電氣設備的可靠性與有效性，提高運行經濟效益，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臺階。
采用紅外成像檢測技術可以對正在運行的設備進行非接觸檢測，拍攝其溫度場的分布、測量任何部位的溫度值，據此對各種外部及內部故障進行診斷，具有實時、遙測、直觀和定量測溫等優點，用來檢測發電廠、變電所和輸電線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上用來無損探測，檢測設備性能和掌握其運行狀態的一項新技術。與傳統的測溫方式(如熱電偶、不同熔點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時、定量、在線檢測發熱點的溫度，通過掃描，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，不受電磁場干擾，便于現場使用。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，揭示出如導線接頭或線夾發熱，以及電氣設備中的局部過熱點等等。
帶電設備的紅外診斷技術是一門新興的學科。它是利用帶電設備的致熱效應，采用專用設備獲取從設備表面發出的紅外輻射信息，進而判斷設備狀況和缺陷性質的一門綜合技術。
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