紅外成像技術(shù)在測(cè)溫領(lǐng)域的應(yīng)用

周驊

摘? 要：隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，當(dāng)前階段更多的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)逐漸地應(yīng)用到了社會(huì)生產(chǎn)生活當(dāng)中，由此改變了人們的生產(chǎn)生活方式，也更是極大地提升了生產(chǎn)生活水平。其中對(duì)于紅外成像技術(shù)而言，其是一種溫度檢測(cè)方式，借助對(duì)溫度的檢測(cè)和分析，能夠?qū)嶋H為人們的生產(chǎn)和生活提供參考，以此幫助人們解決一些生產(chǎn)生活問(wèn)題。因此對(duì)溫度檢測(cè)有需求的各項(xiàng)工作，都會(huì)應(yīng)用到紅外成像測(cè)溫技術(shù)和設(shè)施。借助紅外成像進(jìn)行測(cè)溫，能夠更加方便且安全。所以本文即基于此，對(duì)紅外成像技術(shù)進(jìn)行分析，并探討其在測(cè)溫領(lǐng)域當(dāng)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：紅外成像技術(shù)? 測(cè)溫領(lǐng)域? 技術(shù)應(yīng)用? 技術(shù)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TN215 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）03（a）-0074-03

Application of Infrared Imaging Technology in Temperature Measurement Field

ZHOU Hua

（Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research， Shanghai， 201114 China）

Abstract： With the progress of the society and the development of the economy， the current stage more science and technology has been gradually applied to the social production and life， thus changed people's production and life style， but also greatly improve the production and living standards. For infrared imaging technology， it is a way of temperature detection. With the help of temperature detection and analysis， it can actually provide reference for people's production and life， so as to help people solve some production and life problems. Therefore， all the work required for temperature detection will be applied to infrared imaging temperature measurement technology and facilities. Using infrared imaging to measure temperature can be more convenient and safe. Therefore， based on this， this paper analyzes the infrared imaging technology， and discusses its specific application in the field of temperature measurement.

Key Words： Infrared imaging technology; Temperature measuring field; Technology application; Technical analysis

人們的生產(chǎn)生活水平正在不斷地提升，因此對(duì)于人們的一些基本需求，科學(xué)技術(shù)也更是進(jìn)行了極大的滿(mǎn)足。人們?cè)谥T如體溫測(cè)量等測(cè)溫工作中，傳統(tǒng)的方式是借助傳統(tǒng)的溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)量，而對(duì)于當(dāng)前新型的體溫測(cè)量工作而言，借助一些簡(jiǎn)單的紅外測(cè)溫儀器，不僅測(cè)量得更快，實(shí)際的準(zhǔn)確度也更高。這就是紅外測(cè)溫技術(shù)在基本生活領(lǐng)域當(dāng)中的測(cè)溫應(yīng)用之一。不僅如此，紅外成像測(cè)溫技術(shù)在生產(chǎn)行業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用也更加廣泛以及常見(jiàn)，諸如發(fā)電廠、變電站的溫度安全檢測(cè)，以及其他制造行業(yè)的溫度檢測(cè)工作等?；诖耍疚姆治龊脱芯考t外成像技術(shù)，以及探討其在具體領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用，能夠?yàn)榧夹g(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用和作用發(fā)揮提供建議和參考。

1? 紅外成像測(cè)溫技術(shù)

1.1 紅外診斷技術(shù)

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，所使用的生產(chǎn)設(shè)備和相應(yīng)的零部件等，若是由于生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題或者其他問(wèn)題導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備的相應(yīng)零部件出現(xiàn)質(zhì)量損壞或者故障問(wèn)題，這些零部件內(nèi)部整體的熱平衡實(shí)際就會(huì)發(fā)生變化，從而內(nèi)部熱平衡的變化會(huì)逐漸傳遞到外部，以此在零部件的外表形成不均衡的溫度場(chǎng)。借助紅外檢測(cè)技術(shù)能夠?qū)@些紅外輻射信號(hào)進(jìn)行捕捉，并通過(guò)技術(shù)分析能夠確定這些零部件不同部位的實(shí)際工作溫度表現(xiàn)，基于此再通過(guò)對(duì)主要設(shè)備以及零部件的正常運(yùn)行狀態(tài)、溫度表現(xiàn)等數(shù)據(jù)的對(duì)比和分析，就能夠確定一些特殊溫度表現(xiàn)下的零部件的質(zhì)量和穩(wěn)定性，這樣能夠預(yù)測(cè)一些零部件的故障發(fā)展趨勢(shì)，或者基于已經(jīng)發(fā)生的故障，通過(guò)這樣的方式進(jìn)行檢測(cè)，幫助維修人員及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量管理和安全管理[1]。

紅外診斷技術(shù)是借助紅外技術(shù)對(duì)設(shè)備和零部件的實(shí)際使用狀態(tài)進(jìn)行了解和明確，對(duì)其整體和局部的運(yùn)行穩(wěn)定、安全等進(jìn)行確定，以及預(yù)先了解設(shè)備和零部件的異常溫度存在，可以預(yù)測(cè)以及控制更嚴(yán)重故障問(wèn)題的發(fā)生。

1.2 紅外熱成像技術(shù)

紅外熱成像技術(shù)屬于一種在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備帶電運(yùn)行過(guò)程的狀態(tài)檢測(cè)，具體過(guò)程是通過(guò)對(duì)設(shè)備表面溫度的檢測(cè)，進(jìn)而基于系統(tǒng)分析實(shí)時(shí)呈現(xiàn)結(jié)果，這樣的方式能夠直接快速的了解設(shè)備的運(yùn)行表現(xiàn)，為相應(yīng)的維護(hù)和維修工作等提供更加可靠以及準(zhǔn)確的參考。具體而言，使用一些熱成像設(shè)備和檢測(cè)儀器，可以實(shí)現(xiàn)不接觸、不停電以及不取樣的檢測(cè)，因此檢測(cè)過(guò)程和主要措施不會(huì)影響正常生產(chǎn)作業(yè)。在當(dāng)檢測(cè)過(guò)程檢測(cè)到設(shè)備和主要設(shè)施存在溫度的異常表現(xiàn)，進(jìn)而經(jīng)過(guò)與正常溫度表現(xiàn)的對(duì)比和分析之后，即是可以判定相關(guān)設(shè)施和主要設(shè)備存在質(zhì)量和運(yùn)行安全方面的問(wèn)題，基于此采取有效措施進(jìn)行及時(shí)解決和問(wèn)題控制，將最大程度上保障生產(chǎn)安全和生產(chǎn)穩(wěn)定，以及降低損失和確保效益。

2? 紅外成像測(cè)溫當(dāng)中應(yīng)該注意的問(wèn)題

2.1 紅外成像測(cè)溫影響因素

對(duì)于紅外成像技術(shù)測(cè)溫而言，實(shí)際屬于窄帶光譜輻射測(cè)溫，即對(duì)于物體溫度的測(cè)量，實(shí)際過(guò)程并非直接測(cè)得相關(guān)溫度，而是基于所測(cè)得的輻射能計(jì)算得出的溫度，因此實(shí)際測(cè)量過(guò)程物體的表面反射率，以及大氣因素影響和測(cè)量距離等的因素，都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成一定的影響[2]。

2.2 檢測(cè)環(huán)境要求

紅外成像技術(shù)測(cè)溫的過(guò)程中，也對(duì)檢測(cè)環(huán)境有著一定的要求，實(shí)際要求檢測(cè)環(huán)境的溫度不能夠低于5℃，若是由于特殊原因需要在低溫的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量，則應(yīng)該注意測(cè)量?jī)x器本身的溫度，以及環(huán)境中水汽、受潮等因素的影響，并且要求空氣濕度不應(yīng)該超過(guò)85%，以及一些不良天氣條件下，諸如雨、雪等的天氣，實(shí)際不適宜進(jìn)行測(cè)量。

2.3 操作注意要點(diǎn)

對(duì)于所要檢測(cè)的不同檢測(cè)對(duì)象而言，要選擇合適的溫度參照物體。對(duì)于所要測(cè)量物體的發(fā)熱點(diǎn)，以及環(huán)境溫度的參照體測(cè)量點(diǎn)，要使用同一儀器設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，且要注意其他因素和條件保持一致，從而能夠確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3? 紅外診斷方法和判斷依據(jù)

3.1 表面溫度判斷法

根據(jù)實(shí)際測(cè)量工作所測(cè)出的物體表面溫度，有效對(duì)照GB763的相關(guān)規(guī)定和數(shù)據(jù)，若是實(shí)際所測(cè)得的溫度超過(guò)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，則需要根據(jù)設(shè)備的重要程度、承受生產(chǎn)環(huán)節(jié)機(jī)械應(yīng)力的大小，以及設(shè)備本身承受的負(fù)荷量大小，通過(guò)對(duì)這些基本因素進(jìn)行整理，分析設(shè)備和物體本身出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題和故障所能夠造成的影響大小，這樣也更是可以確定該設(shè)備和物體的重要程度以及出現(xiàn)問(wèn)題的嚴(yán)重性[3]?；诖?，可以指導(dǎo)相關(guān)工作人員及時(shí)解決問(wèn)題所在，最終控制故障所帶來(lái)的影響。

3.2 相對(duì)溫度判斷法

一是電流致熱型的設(shè)備，要是發(fā)現(xiàn)設(shè)備的導(dǎo)流部分出現(xiàn)異常熱值表現(xiàn)，則要采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行控制和解決，并且在測(cè)溫的過(guò)程中，需要做好與設(shè)備正常狀態(tài)溫度的對(duì)比，以此分析溫度差值的大小，就此也判斷設(shè)備的故障嚴(yán)重程度如何。

二是對(duì)于一些負(fù)荷小但相對(duì)溫差較大的設(shè)備，需要考慮在有效測(cè)量溫度之后的設(shè)備管理，確定是否通過(guò)增大負(fù)荷的方式改變其負(fù)荷率，進(jìn)而進(jìn)行復(fù)測(cè)，確定該設(shè)備實(shí)際的缺陷性質(zhì)。

3.3 同類(lèi)比較法

同類(lèi)比較法指向在三相電流對(duì)稱(chēng)和三相設(shè)備相同時(shí)，對(duì)各相設(shè)備的溫度表現(xiàn)和變化進(jìn)行對(duì)比，若是設(shè)備存在較大的溫差，則實(shí)際確定設(shè)備本身存在問(wèn)題，若是三相設(shè)備同時(shí)出現(xiàn)故障問(wèn)題，則是可以與同回路的其他設(shè)備進(jìn)行比較。

4? 紅外成像技術(shù)在大型水電廠中的應(yīng)用

對(duì)于紅外成像技術(shù)在大型水電廠中的測(cè)溫應(yīng)用，具體是根據(jù)水電廠生產(chǎn)需求和需要，對(duì)一些主要設(shè)備進(jìn)行溫度方面的測(cè)量和監(jiān)控，包含發(fā)電機(jī)、變壓線(xiàn)、互感器以及電抗器等等，不同設(shè)備的安裝和使用情況不一，但相對(duì)電廠而言都至關(guān)重要，因此需要保障每一個(gè)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定和運(yùn)行安全，從而需要借助紅外成像技術(shù)對(duì)這些重要設(shè)備的運(yùn)行溫度進(jìn)行檢測(cè)，至此通過(guò)溫度檢測(cè)和對(duì)比分析，呈現(xiàn)相關(guān)設(shè)備是否處在正常運(yùn)行狀態(tài)。這樣不僅有助于對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行問(wèn)題解決，也更是可以確保水電廠的發(fā)電穩(wěn)定。

4.1 發(fā)電機(jī)相關(guān)設(shè)施的溫度檢測(cè)

發(fā)電機(jī)相關(guān)設(shè)施的溫度檢測(cè)指向發(fā)電機(jī)周?chē)囊恍┰O(shè)備和零部件，諸如發(fā)電機(jī)出口處封閉母線(xiàn)外殼法蘭面的螺栓，實(shí)際的螺栓使用需要對(duì)其加裝墊圈，以此使其能夠更加牢固，但恰恰就是加了墊圈的原因，導(dǎo)致需要流經(jīng)法蘭面的電流，只能夠通過(guò)螺栓傳遞，這樣一來(lái)，多數(shù)電流無(wú)法直接、順利的通過(guò)，因此就造成螺栓的發(fā)熱現(xiàn)象嚴(yán)重[4]。至此若未使用紅外成像技術(shù)，則螺栓的發(fā)熱問(wèn)題就難以發(fā)現(xiàn)和解決。而使用紅外成像技術(shù)之后，就可以直接對(duì)螺栓的溫度進(jìn)行測(cè)量，所得到的結(jié)果實(shí)際反映的是螺栓的部位發(fā)熱嚴(yán)重，所以根據(jù)于此即可以采取直接的解決措施。諸如加裝銅辮子，這樣該問(wèn)題就可以得到有效的解決。

4.2 主變低壓側(cè)的溫度檢測(cè)

主變低壓側(cè)的封閉母線(xiàn)會(huì)存在發(fā)溫度過(guò)高的情況，主要是由于一些主變安裝于室內(nèi)，從而空氣流通困難，并且大電流的設(shè)備也眾多，這樣一來(lái)，也更是會(huì)直接導(dǎo)致發(fā)熱問(wèn)題嚴(yán)重。若是未能使用相應(yīng)的紅外檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，則長(zhǎng)久運(yùn)行，勢(shì)必會(huì)對(duì)發(fā)電廠的安全和穩(wěn)定造成較大的影響。所以使用相應(yīng)的紅外成像技術(shù)進(jìn)行溫度檢測(cè)和結(jié)果呈現(xiàn)，能夠很好的反映相應(yīng)區(qū)域的溫度和具體部件的溫度，以此可以為發(fā)電廠的維修和檢測(cè)工作提供可靠的參考和借鑒。

4.3 主變低壓通道的翼板溫度檢測(cè)

對(duì)于實(shí)際使用的一些設(shè)備和裝置而言，在不同的部位和不同的功能作用下會(huì)呈現(xiàn)不一樣的表現(xiàn)。具體對(duì)于主變低壓通道的翼板，實(shí)際使用過(guò)程會(huì)由于設(shè)計(jì)不合理以及安裝不合理等造成發(fā)熱情況發(fā)生，因此借助紅外成像技術(shù)進(jìn)行溫度檢測(cè)，可以直接了解翼板的溫度情況，一般而言，所存在的翼板溫度超出正常值的情況，多數(shù)是由于大電流通過(guò)低壓套管時(shí)，實(shí)際產(chǎn)生的漏磁導(dǎo)致低壓管道翼板出現(xiàn)集膚效應(yīng)，從而進(jìn)一步導(dǎo)致溫度提升，解決方式可以選擇焊接銅板。

4.4 主變部分螺栓溫度檢測(cè)

對(duì)于主變?cè)O(shè)施當(dāng)中使用的更多螺栓，按照相應(yīng)的要求，主變上使用的所有螺栓，必須是非導(dǎo)磁材料，從而才能夠保障主變?cè)O(shè)施的安全使用和穩(wěn)定運(yùn)行。但是由于一些不良廠家在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中，會(huì)混入一些導(dǎo)磁的螺栓，這樣使得主變?cè)O(shè)施正常運(yùn)行過(guò)程，導(dǎo)磁的螺栓就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的發(fā)熱，從而影響其他主要設(shè)施的運(yùn)行。所以借助紅外成像技術(shù)，可以對(duì)發(fā)熱的螺栓進(jìn)行定位和確定，進(jìn)而進(jìn)行更換之后，可以保障主變?cè)O(shè)施的運(yùn)行穩(wěn)定和運(yùn)行安全。

4.5 紅外成像技術(shù)在測(cè)溫領(lǐng)域應(yīng)用的基本保障

一是需要相關(guān)技術(shù)人員提升自身專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平和專(zhuān)業(yè)能力，將紅外成像技術(shù)進(jìn)行更好的應(yīng)用，并且不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)，提升紅外成像技術(shù)應(yīng)用水準(zhǔn)，并且對(duì)于技術(shù)的帶入和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，也更是需要根據(jù)自身具體要求做好規(guī)劃和調(diào)整，在反映具體需要的同時(shí)，可以體現(xiàn)紅外溫度檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)以及價(jià)值[5-6]。

二是需要積極做好資金提供和設(shè)施建設(shè)，全面細(xì)致的進(jìn)行紅外溫度檢測(cè)系統(tǒng)的搭建，這樣可以極大的減輕人力和物力，同時(shí)提升生產(chǎn)安全。

5? 結(jié)語(yǔ)

紅外成像技術(shù)在測(cè)溫領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用，基于發(fā)電廠的一些測(cè)溫需求和安全生產(chǎn)控制需要，具體借助紅外溫度檢測(cè)，了解各環(huán)節(jié)、各部分的設(shè)施溫度表現(xiàn)，并通過(guò)溫度檢測(cè)結(jié)果判定有關(guān)設(shè)施是否正常運(yùn)行，以及通過(guò)系統(tǒng)本身的判定來(lái)確定是否存在溫度過(guò)高的情況。

參考文獻(xiàn)

[1] 李朋朋.紅外成像測(cè)溫技術(shù)在瀝青混合料運(yùn)輸過(guò)程中的應(yīng)用研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2016.

[2] 高勇.基于NVThermIP模型的紅外成像性能評(píng)估[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2020（21）：1-4.

[3] 艾艷榮，劉潔，汪亞芬.紅外測(cè)溫技術(shù)在GIS故障診斷中的應(yīng)用探究[J].科技資訊，2018，16（18）：29，31.

[4] 吳海清.防輻射非制冷紅外二次成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].光學(xué)與光電技術(shù)，2020，18（6）：60-65.

[5] 施德州.基于量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變電站熱像診斷研究[J].科技資訊，2018，16（31）：50-52.

[6] 李歡歡，韋孝三.紅外測(cè)溫技術(shù)在節(jié)日保電期間的應(yīng)用[J].電工材料，2020（5）：20-23.