红外热成像仪_温度检测原理

红外热成像运用光电技术检测物体热幅射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，并可以进一步计算出温度值。红外热成像技术使人类超越了视觉障碍，由此人们可以「看到」物体表面的温度分布状况。

物体表面温度如果超过绝对零度(0K)即会辐射出电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变，波长介于0.75μm到1000μm间的电磁波称为“红外线”，而人类视觉可见的“可见光”介于0.4μm到0.75μm。红外线在地表传送时，会受到大气组成物质( 特别是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收，强度明显下降，仅在短波3μ~5μm及长波8~12μm的两个波段有较好的穿透率(Transmission)，通称大气窗口(Atmospheric window)，大部份的红外热像仪就是针对这两个波段进行检测，计算并显示物体的表面温度分布。此外，由于红外线对极大部份的固体及液体物质的穿透能力极差，因此红外热成像检测是以测量物体表面的红外线辐射能量为主。

预知维护检测

预知维护检测是预先检测并诊断设备的潜在故障因素，有目的按计划地进行维护工作。这种维护检测作业不仅提高设备运转的可靠性，并降低设备的检修费用与工时，减少设备过度维护出现的问题。红外线热像检测技术同时具备非破坏性检测、非接触式测量、直觉观测、不受电磁干扰、测温快速、灵敏度高等特性，是最有效的预知保养维护工作中对设备状态监测和故障诊断的方法之一。

设备出现异常时，通常显示出一定的征兆，如振动、声响、电量、光、温度、压力、异物等各种物理量的测量，可供发现并诊断问题。许多的设备异常，在初期阶段会显示可觉察的温度差异，而红外线热成像是以测量温度为检测方法，将检测所得的热图像与温度值，根据设备的构造及特性进行分析，发现并诊断问题，提出建议改进方案。

红外线热成像检测是一项越来越被肯定的工业检测技术，就一般工厂检测应用而言，主要以提高设备运转的可靠性、工业安全及节能等为目的。工厂设备以电气及机械两大类为主，并以电气设备的检测应用为最多，另外还包括转动、传动机械装置的检测，炉壁、管线的防火与隔热层(保温/保冷)的状态检测。

电气设备的检测应用

电气设备故障的危害，轻则造成设备损伤与停产;重则发生电气火灾。电气设备的初期异常现象常常伴随可觉察的温度变化迹象，采用红外线热成像检测可在不停电状态下进行检测工作。

包括设计、制造、安装和运行维护工作的不当都会造成电气设备出现过热问题；电气设备特别是导电性能、绝缘性能不良时，将会产生可觉察的温度异常现象。常见的过热原因包括:

1、接触电阻过高：螺丝松脱或滑扣、异物嵌入、氧化、接触不良等或接触面积不足等原因造成。

2、漏电流或放电：导因于设备的绝缘与耐压功能不良，例如沿面污染、湿度太高、绝缘劣化、绝缘距离不足、或过电压等诸多因素。

3、过载：由于设计规划不正确、保护装置失常、或供电需求的超负荷等因素均会造成过载，使设备整体温度偏高。

4、涡流过热：由于设计施工不良所致，在实际检测中发现，因涡流感应所产生的过热现象十分普遍。

5、散热不良：例如线槽电缆堆积过于密集、变电站空调不足、柜体通风不良，设备环境温度偏高等因素导致积热无法消除的过热现象，并加速绝缘老化。

6、其它原因。

电气设备检测种类

由发电厂、电力输配线路、变电站、电气室、控制室、线槽、配电箱及用电设备所在的分区场所，可包括发电机、架空线路、断路器、变压器、比流器、比压器、避雷器、套管、总线、电抗器、电容器、电缆、导线，以及各式开关、切换器、电驿，甚至用电的机台与动力设备本身，均可应用本项检测查找出重要的设备异常问题。

依据实际执行红外线热成像检测的数据，经常发生设备过热异常的原因归纳如下：

1、设备长期运行使用后，均可能产生过热异常现象，其中大部份发生于接头与连接点部位。

2、新增设的或曾作修改的设备，被发现过热问题的概率较大。

3、材质或形状不同的导体间的端子连接部位因接点固定效果较差，易产生过热现象。

4、部份端子接点因连接螺丝滑扣导致接点接触不良，这类现象往往由于接点的过度紧固导致。

5、设备容量不足会导致设备的整体过热现象，此情形因回路增加负载后设备整体规划不周所致。

6、电缆头及引线端子由于压接不良造成过热异常的现象颇为常见，这类缺陷即便采取接点定期紧固措施，亦不能有效改善。

7、长期高负荷或超载设备过热现象比例很大，且过热温度较高。

8、负载变化频繁的回路的热胀冷缩和震动情况比较严重，易发生连接机构松脱的过热现象。

9、通风不良或未配置空调设备的配电室，因环境温度过高或湿度过大而发生问题，其过热异常的比例与程度明显偏高。

10、配电柜的设备过度集中，即使装设排风装置，亦未必能达到良好的散热目的。

11、电缆槽或线束因导线过度集中，致使散热作用不良，造成绝缘层长期过热而劣化。

12、由于设计施工的疏忽，大部份的大负载(大电流)通过区域，容易发生涡流过热的问题。

13、设备状况与使用环境关系紧密，室外设备较室内设备易发生过热现象。

14、雨雾、粉尘、酸性与碱性危害严重的地区的室外设备由于化学腐蚀造成的过热异常非常明显。

15、设备状况的优劣与维护工作的制定关系显著，低压设备的缺陷比例高于高压设备缺陷比例。

16、设备由于所处环境恶劣或安装位置较为隐密，维护工作中易被疏忽遗漏，所以产生过热问题的概率较高。

机械与锅炉等设备的应用

1、机械设备检测

旋转与传动机构的热源来自“摩擦热”，由于轴心偏移、润滑不良或组件之间材质与规格不匹配等因素导致的过度摩擦，会产生大量的摩擦热，致使温度上升，造成机械快速磨耗损毁，传动效率下降或过度振动导致无法达到精密控制的要求。这类检测应用包含电机、轴承、联轴器、水泵、压缩机、传动装置﹙皮带、齿轮或链条﹚等设备。

2、防火材料料与保温隔热层检测

锅炉等高温炉体的内壁的防火层或管路外壁的保温隔热层如发生剥落或填充不扎实，会使温度绝缘效果不良，绝缘薄弱区会产生大量的热泄漏，并在外壳形成过热区。防火材料与隔热层不良使能源效率降低，生产成本提高；而防火层损毁更会影响炉壁金属的机械强度，影响生产安全。这类检测应用包含锅炉、焚化炉、旋转窑体、鱼雷车的防火材料，与管路、炉体、储罐的保温层（保冷）等。

3、其它设备检测

在其它检测应用方面，包括管路结垢或阻塞检测，管壁侵蚀或破洞检测，储罐液位检测，热交换器效率检测，阀门开关状态检测，地下表层管路位置检测等。

检测服务说明

专业检测：广州富民是从事“设备预知维护检测”的专业公司，拥有红外等级证书，具有丰富的红外线热成像检测与设备诊断经验，可主动寻找设备的问题盲点，提高问题检出比率，进行正确的设备问题分析工作。

1、检测的重点：

(1) 高压的设备(电力系统为主)；

(2) 负载电流较大的设备；

(3) 负载频繁变动设备；

(4) 所在位置隐密，较少巡检的设备；

(5) 有故障记录的设备；

(6) 故障发生后导致损失严重的设备。

2. 就部门区别而言﹕

(1) 电力部门所辖的室内外供电系统(例如输入端设备、GIS、控制柜、变电站的变压器、配电柜(开关柜/ 电容柜/控制柜)、分电箱，空调房电力设备、机房电力设备、电缆线槽等)。

(2) 厂内各部门所辖的动力用电柜全部与控制柜局部。

(3) 工程部门所辖的设备中，包含炉管、加热器、冷冻机、空压机及其它电动装置的用电量较大、负载变动频繁，用电回路(含本地和远端电源箱)。

(4) 至于其它设备，就其使用特性进行衡量。

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