红外热成像的测试与分析.ppt

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1、红外热成像的测试与分析一、红外线基本理论及概念电磁辐射：一个表面辐射热能取决于σ—常数发射率——ε温度——T史提芬-波兹曼定律Q=σ.ε.T4发射率：ε——取决于材料性质ε=Wbb/WobjWbb——黑体的辐射能量；Wobj——同温度的“普通”物体的辐射能影响辐射率的因素1、不同材料的性质化学成分和性质,物理性质和内部结构；绝大多数纯金属很低,非金属较高；2、表面状态表面粗糙度,非金属受影响较小,金属受影响较大；涂有油漆的金属表面辐射率比没有涂油漆金属表面辐射率；3、温度的影响非金属随温度升高而减小

2、,金属随温度升高而增加；注：对于电力设备，其发射率一般在0.85-0.95之间。辐射温度因以下原因改变：视角的变化目标形状的改变弯曲物体的边缘处于不同的温度物体温度越高，它发射红外射线越强。红外热像技术红外热像技术是研究红外辐射的产生、传输、转换、探测并付诸应用的科学技术。热传输方式传导、对流和辐射，对流通常只发生在流体介质中。红外热像仪显示目标热像的过程称为红外热成像。而实现这个过程的设备称为红外热成像装置。二、红外成像技术红外探测器的工作原理A、红外探测器：把被测物体红外辐射量的变化变成电量变化

3、的装置。B、红外热像仪一般由三个部分组成：红外探测头、图像处理器、监视器。C、探测器分为光机扫描型和焦平面凝视型。红外成像技术过程：红外热像仪的重要参数：温度分辨率—灵敏度（NETD）空间分辨率（IFOV）分辨物体大小的能力，以毫弧度表示：空间分辨率=π/180×镜头度数÷像素数检测距离与仪器空间分辨率、检测目标大小、目标温度等因素有关。例如:（24度镜头）空间分辨率为1.3毫弧度(mrad)代表仪器在10米远可分辨出大于或等于13mm（1.3厘米）的目标，100米远可分辨出大于或等于13厘米的目标

4、。测温精度：仪器测量温度的精确性（例如:±２度）保证仪器测温的精确性和稳定性措施：仪器自校准功能(包括对大气系数的校准和仪器本体的校准)例如:辐射系数、距离、大气环境相关定义：温升——用同一检测仪器相继测得的被测物和环境温度参照体表面温度之差。温差——用同一检测仪器相继测得的不同被测物或同一被测物不同部位之间的温度差。相对温差——两个对应测点之间的温差与其中较热点的温升之比的百分数。T1发热点的温度T2正常相对应点的温度T0环境参照体的温度环境温度参照体——用来采集环境温度的物体。它可能不具有当时的

5、真实环境温度，但它具有与被测物体相似的物理性质，并于被测物处在相似的环境中。外部缺陷——致热部位裸露，能用红外检测仪直接检测的缺陷。内部缺陷——致热效应部位被封闭，不能直接检测，只能通过设备表面温度场进行比较、分析和计算才能确定的缺陷。三、红外诊断相关知识1、电力红外诊断的特点红外监测设备不需停电，不解体、不接触、不取样，省时省力，降低设备维修费用，红外热像对设备的巡检效率远高于人的效率；监测电力设备适应面广，实现对大范围设备温度变化快速高效监测；设备缺陷形象直观，红外图像资料存档，进一步分析，确定

6、故障属性、部位、程度等，进行诊断；通过对热缺陷的判断，实现电力设备从预防性维修到预知性维修的过渡；红外热像仪是一个重要的、有效的预防潜在性过热故障的武器；在没有红外检测之前，电力设备在1%的故障状态下工作，红外检测1-3年后，电力设备故障率下降到0.5%；红外诊断理论提升、作业标准化、实际广泛应用上努力。2、红外诊断缺陷热缺陷按照温升的高低及对设备的危害程度分为一般性缺陷、严重性缺陷、危险性缺陷三种。热缺陷按照温升的高低及对设备的危害程度分为一般性缺陷、严重性缺陷、危险性缺陷三种。一般缺陷----指

7、设备存在过热，有一定温差，温度场有一定梯度，但不会引起事故的缺陷。这类缺陷一般要求记录在案，注意观察其缺陷的发展，利用停电机会检修，有计划地安排试验检修消除缺陷。当发热点温升值小于15K时，对于负荷率小、温升小但相对温差大的设备，如果负荷有条件或机会改变时，可在增大负荷电流后进行复测，以确定设备缺陷的性质，当无法改变时，可暂定为一般缺陷，加强监视。严重缺陷----指设备存在过热，程度较重，温度场分布梯度较大，温差较大的缺陷。这类缺陷应尽快安排处理。对电流致热型设备，应采取必要的措施，如加强检测等，必

8、要时降低负荷电流;对电压致热型设备，应加强监测并安排其他测试手段，缺陷性质确认后，立即采取措施消缺。危急缺陷----指设备最高温度超过GB/T11022规定的最高允许温度的缺陷。这类缺陷应立即安排处理。对电流致热型设备，应立即降低负荷电流或立即消缺;对电压致热型设备，当缺陷明显时，应立即消缺或退出运行，如有必要，可安排其他试验手段，进一步确定缺陷性质。电压致热型设备的缺陷一般定为严重及以上的缺陷。一、检测准备1、制定红外检测计划：根据实际情况编制实施计划，根据空间和布