紅外熱像儀使用的普及

岳效鋒　　王瀠婧（國(guó)家電網(wǎng)山西省技能培訓(xùn)中心大同分部，山西　大同　　037039；中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山西有限公司運(yùn)城分公司，山西　運(yùn)城　　044000）

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紅外熱像儀使用的普及

岳效鋒王瀠婧
（國(guó)家電網(wǎng)山西省技能培訓(xùn)中心大同分部，山西大同037039；中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山西有限公司運(yùn)城分公司，山西運(yùn)城044000）

摘要：電器設(shè)備發(fā)熱雖然無(wú)法被人眼直接看到，但我們可以借助工具進(jìn)行監(jiān)測(cè)。早期，在變電站中借助于試溫蠟片來(lái)觀察設(shè)備的溫升變化，隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，紅外測(cè)溫由軍用轉(zhuǎn)民用并被廣泛的應(yīng)使用開(kāi)來(lái)。在電力系統(tǒng)中利用紅外熱像儀不僅可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行完整掃描、精確測(cè)溫，最為重要的是可以做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而可以提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中存在的一些隱患。

關(guān)鍵詞：紅外熱像儀的使用；紅外圖譜的拍攝與分析

“任何物體，都會(huì)不停地向外輻射和反射紅外熱能，物體溫度越高，輻射的能量越大。”

這就是紅外熱像儀制作與使用的依據(jù)。

電力設(shè)備過(guò)熱故障預(yù)判斷，在電力系統(tǒng)和設(shè)備維修檢查中，紅外線熱像儀證明是一種經(jīng)濟(jì)高效的判斷工具。測(cè)量電器設(shè)備，非接觸紅外線熱像儀可以從安全的距離測(cè)量一個(gè)物體的表面溫度，使其成為電器設(shè)備維修操作中不可缺少的工具。紅外熱像儀可以有效防止設(shè)備故障和計(jì)劃外的斷電事故的發(fā)生。

一、了解設(shè)備

1800年，赫胥爾在研究太陽(yáng)光時(shí)，讓光通過(guò)棱鏡后分解為彩色光帶，他用溫度計(jì)去測(cè)量光帶中不同顏色所含的熱量。發(fā)現(xiàn)：放在光帶紅光外的一支溫度計(jì)，比其他溫度的指示數(shù)值高。這種人的肉眼看不見(jiàn)的“熱線”位于紅色光外側(cè)，叫做紅外線。紅外熱像儀就是利用探測(cè)器、成像物鏡和掃描系統(tǒng)接收被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量，對(duì)被測(cè)物體的紅外熱像進(jìn)行掃描并顯示紅外熱像圖譜。得到的紅外圖像按照不同的溫度以不同的亮度將物體顯示出來(lái)。

常用的紅外熱像儀前端有紅外光鏡頭和可見(jiàn)光鏡頭，一個(gè)拍紅外圖譜、一個(gè)拍可見(jiàn)光圖。除此之外，還有一個(gè)定位的激光頭，在拍攝時(shí)用來(lái)找準(zhǔn)位置。在它的背面通常都有有顯示屏及相應(yīng)的操作按鈕。

二、設(shè)定儀器

測(cè)量前，需要對(duì)熱像儀參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。發(fā)射率的設(shè)定最為關(guān)鍵，對(duì)測(cè)量拍攝的結(jié)果影響最大。一般電力設(shè)備可選0.9，但精度不高。保證精度最重要的就是正確選擇被測(cè)物體的發(fā)射率，它對(duì)測(cè)溫結(jié)果的精度影響最大。除此之外，還有溫、濕度及距離等設(shè)置項(xiàng)，這里不一一贅述。

三、分析圖譜

（一）注意事項(xiàng)。

在拍攝時(shí)，首先要保證儀器平穩(wěn)，調(diào)整儀器焦距使所呈圖像清晰可見(jiàn)。同時(shí)在拍攝時(shí)還需注意，背景盡可能單一不要有其他熱源點(diǎn)干擾拍攝，使所拍異常清晰突出。對(duì)于紅外測(cè)溫，溫度較高是異常，我們需要重點(diǎn)關(guān)注，同時(shí)溫度太低也應(yīng)引起注意并深入分析。

（二）拍攝步驟。

1.尋找焦點(diǎn)。一般先用紅外熱像儀對(duì)所有應(yīng)測(cè)部位進(jìn)行全面掃描，找出異常發(fā)熱部位，然后對(duì)溫度異常部位和重點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行精確測(cè)溫。將異常點(diǎn)溫度與歷史運(yùn)行溫度做相應(yīng)比對(duì)，確實(shí)溫度變化較大則拍攝圖譜記錄進(jìn)一步去分析。

2.分析異常。對(duì)發(fā)熱設(shè)備應(yīng)從不同的方向進(jìn)行檢測(cè)，找到最熱點(diǎn)并選取最佳角度進(jìn)行拍攝。拍攝時(shí)，最好在一張圖譜內(nèi)既有我們想要拍攝的設(shè)備，又包含正常運(yùn)行的設(shè)備。這樣就為判斷提供一些參照和依據(jù)。

3.數(shù)據(jù)記錄。針對(duì)不同的檢測(cè)對(duì)象選擇不同的環(huán)境溫度參照體，并記錄環(huán)境參照溫度。拍攝時(shí)，應(yīng)至少拍攝兩張圖譜，一張包含同類兩相或者三相設(shè)備，以便進(jìn)行同類對(duì)比；另一張針對(duì)發(fā)熱相在保證安全的前提下近距離拍攝，以求得真實(shí)的溫度值。除此之外，還應(yīng)合理選擇拍攝距離，盡量讓設(shè)備充滿整個(gè)畫面。同時(shí)，應(yīng)拍攝相應(yīng)的可見(jiàn)光照片。對(duì)于紅外熱像儀，除了記錄圖譜還需記錄了數(shù)據(jù)，為后期的分析提供依據(jù)。

（三）診斷方法。

1.表面溫度判斷法。主要適用于電流致熱型和電磁效應(yīng)引起發(fā)熱的設(shè)備。根據(jù)測(cè)得的設(shè)備表面溫度值，對(duì)照有關(guān)規(guī)定，凡溫度（或溫升）超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)者可根據(jù)設(shè)備溫度超標(biāo)的程度、設(shè)備的重要性及設(shè)備承受機(jī)械應(yīng)力的大小來(lái)確定設(shè)備缺陷的性質(zhì)。

2.同類比較法。同類比較法即是在同型號(hào)同廠家的設(shè)備之間比較。同類比較法可分為電流致熱型設(shè)備及電壓致熱型設(shè)備比較。兩相設(shè)備相同時(shí)，比較三相電流致熱型設(shè)備對(duì)應(yīng)部位的溫度值，可判斷設(shè)備是否正常。若三相設(shè)備同時(shí)出現(xiàn)異常，可與同回路的同類設(shè)備比較。

3.相對(duì)溫差法。溫差是指不同被測(cè)設(shè)備或同一被測(cè)設(shè)備不同部位之間的溫度差。而溫升是指被測(cè)設(shè)備表面溫度和環(huán)境溫度參照體表面溫度之差。

相對(duì)溫差是指兩個(gè)相應(yīng)測(cè)點(diǎn)之間的溫差與其中較熱點(diǎn)的溫升之比的百分?jǐn)?shù)。相對(duì)溫差法主要適用于電流致熱型設(shè)備。相對(duì)溫差法可排除負(fù)荷電流、風(fēng)速、環(huán)境溫度、測(cè)量距離、發(fā)射率選擇等因素的影響，直接反應(yīng)了致熱參數(shù)的內(nèi)在關(guān)系，使紅外診斷工作變得簡(jiǎn)單易行，檢測(cè)時(shí)只要求各項(xiàng)條件基本相同就可以了。特別可以降低小負(fù)荷電流致熱型設(shè)備的缺陷漏判率。

4.圖像特征判斷法。主要適用于電壓致熱型設(shè)備。圖像特征判斷法是根據(jù)同類設(shè)備在正常狀態(tài)和異常狀態(tài)下的紅外譜圖的差異去判斷設(shè)備是否正常的方法。

5.檔案分析法。分析同一設(shè)備不同時(shí)期的溫度場(chǎng)分布，找出設(shè)備致熱參數(shù)的變化，判斷設(shè)備是否正常。

對(duì)于以上五種判別方法，我們可以利用生活中一個(gè)常見(jiàn)的例子來(lái)幫助理解與記憶：很多讀者已經(jīng)為人父母，即使沒(méi)有孩子也應(yīng)該能記得自己孩提時(shí)發(fā)燒生病的情景。當(dāng)一位母親發(fā)現(xiàn)孩子精神萎靡不振時(shí)，首先先會(huì)用手去摸一摸孩子的額頭，感覺(jué)一下是不是體溫正常。這和我們的表面溫度判斷法非常相似，通過(guò)接觸對(duì)比溫度怎么樣。如果感覺(jué)確實(shí)燙手，就會(huì)用自己的額頭去感觸一下孩子的額頭再次確定一下。這就像我們用到的同類比較法，用兩個(gè)相同的身體部位做一個(gè)比對(duì)來(lái)確認(rèn)溫度是不是偏高。如果此時(shí)孩子的額頭比媽媽的額頭燙就需要一個(gè)準(zhǔn)確測(cè)量工具來(lái)測(cè)量體溫與正常體溫做一個(gè)比對(duì)。這就是相對(duì)溫差法，利用工具來(lái)準(zhǔn)確得知現(xiàn)在的具體溫度再和人體的正常溫度做一個(gè)比較。除此以外，細(xì)心的母親還會(huì)隨時(shí)觀察孩子的體征表現(xiàn)，回想一下以前孩子有沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)類似的情況。這其實(shí)就是我們判斷設(shè)備用到的特征判斷法和檔案分析法，過(guò)往的經(jīng)驗(yàn)也是非常重要的。

老祖宗留下一句話：道可頓悟、事需勤修。我們雖然學(xué)習(xí)了紅外熱像儀的操作步驟和分析方法，但是要想用好、用熟、用精設(shè)備還需要大量的練習(xí)。通過(guò)以上對(duì)設(shè)備的了解與操作的熟悉，希望大家對(duì)于紅外熱像技術(shù)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。通過(guò)熟練的使用熱像儀，能夠更加勝任變電設(shè)備運(yùn)維工作。

個(gè)人簡(jiǎn)介：

岳效鋒（1988—），男，西安電子科技大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，國(guó)家電網(wǎng)山西省技能培訓(xùn)中心大同分部電力營(yíng)銷培訓(xùn)室，研究方向：電氣設(shè)備、配電系統(tǒng)。

王瀠婧（1990—），女，西安電子科技大學(xué)，中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山西有限公司運(yùn)城分公司，研究方向：微電子、芯片、電子元器件。

中圖分類號(hào)：TN21

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-864X（2016）07-0292-01