FLUKE红外热成像仪在设备精密点检中的应用.docx

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1、FLUKE红外热成像仪在设备精密点检中的应用目录前言11 .原理介绍21.1. 红外测温的原理21.2. 红外热成像仪原理22 .无线测温系统结构分析22. 1.概述23. 2.温度传感器24. 3.无线温度检测器35. 4.实时温度检测软件系统33,无线测温系统的技术优势及适用范围34 .红外热成像仪的优势45 .使用红外热像仪进行设备精密点检时的注意事项46 . SE外热像仪在现场的应用56. 1.对现场变压器的精密点检56. 2.对现场大功率高压同步机的精密点检56. 3.对现场电气控制柜的精密点检67.结语7参考文献：7摘要：概述了红外测温和红外热成像技术的原理。介绍了 FLUKE红外

2、热 成像仪在钢铁企业日常设备精密点检中的应用方法和注意事项。并且分析了根 据红外热成像仪拍摄的红外图片来判断被测设备高温位置分布和绘制历史温度 曲线来预测设备故障的方法。关键词：红外线；红外热成像仪；精密点检；发热；故障隐患前言发热常常是电气设备损坏或功能故障的早期征兆，这使它成为在对电气设 备进行精密点检时所监视的一个关键性参数。进行红外热像精密点检的技术人 员定期对关键设备的温度进行检查，可以快速发现异常温升以便进一步检查， 可降低因设备故障而发生的非计划性停产的可能性。1 .原理介绍1.1. 红外测温的原理红外线是一种电磁波。任何温度高于绝对零度(273.15C)的物体，都会不 断地发射

3、红外辐射。物体的红外辐射特性与它的表面温度有着十分密切的关 系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面 温度。1.2. 红外热成像仪原理红外热像仪器是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统，接受被 测目标的红外辐射能量分布图形，反映到红外探测器的光敏元件上。探测器将 红外辐射能量转换成电信号，经放大处理、转换成标准视频信号，通过电视屏 或监视器显示红外热像图。这种热像图与物体表面的热分布场相对应，实质上 是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图。2 .无线测温系统结构分析2.1. 概述无线测温系统由两部分组成：1)一部分是实时监测温度的硬件结构，即温度传感器；2)

4、另一部分是传输并显示检测结果的结构。本研究将其集成在温度检测器中。温度传感器一般位于高压开关柜、电缆接 头、保险丝等接口处，为保证测量精度，传感器与被测点一般处于同一电位， 然后通过无线传输技术将所得数据传输并显示到控制分析器件中。为保证该测 温系统的用电安全，高压工作部分与低压工作部分应实现电气隔离，以免发生 漏电等事故。温度接收装置一般安装在工作器件的外表面，并设置有多个通 道，以实现对多个位置的实时监测和数据处理，之后将接收器收到的数据通过 串口或者并口数据线传输到计算机中，由事先编辑好的程序进行分析和处理。2. 2.温度传感器温度传感器的主要功能是将温度信号转变为电信号，常用的有Pt-

5、IOO热 电阻温度传感器，测量精度为0.1。无线温度传感器除温度检测元件外，还 包括供电电源、测量电路、逻辑控制电路以及一定频率下的无线通信电路，温 度传感器要与被测物体表面紧密接触。为了适应高温工作环境，无线温度传感 器通常要用高温高压的热缩管进行封装，还要具备一定的防水防尘能力，以满 足长时间工作需求。由于无线温度检测系统的工作空间一般都比较小，因此在 封装时应尽量减小其体积，以适应工作环境。在使用温度传感器时，可利用耐高温的尼龙丝或粘贴的方法将已经封装好 的温度检测器固定于物体表面，但要注意保持接触的紧密度，以减少测量误 差。温度传感器应有比较宽的线性工作范围，一般选择55130C的传感

6、器， 对于不同的工作环境，应根据精度和误差要求进行选择。2. 3.无线温度检测器无线温度检测器有多个接收通道，可同时对来自多个位置的测量数据进行 处理并显示。检测器中设置有阈值判定模块和故障处理模块，工作人员事先设 定一个安全范围，检测器在接收到数据之后与设定阈值进行对比，一旦发现温 度高于阈值就转入故障处理模块，检测器显示屏上会输出警告字样，同时输出 一系列高低电平以驱动报警指示灯和音响工作。2. 4.实时温度检测软件系统为降低工作人员的工作量，技术人员设计开发了与上述无线温度检测系统 相匹配的实时温度检测软件，以实现数据分析和处理。该软件安装于与无线温 度检测系统相连接的计算机上，具备温度

7、显示功能、数据存储功能、历史数据 分析对比功能、故障警示功能和设备运行状态分析功能，可以帮助技术人员处 理海量数据，提炼有用信息，对各个设备温度的变化情况进行对比和分析，及 时汇报异常状态，保证各个设备的安全运行。同时，该软件还具有强大的数学 计算功能和可视化能力，可以将一段时间内的数据以曲线图的方式展示，并标 注其中的异常点，提醒维修人员检查。3 .无线测温系统的技术优势及适用范围无线测温系统的通信频段一般设置为2.32.5GHz,处于高频波段，抗干 扰能力强。通信技术选择ZigBee技术，适用于短距离通信，使用复杂度较 低，具有低功耗、低成本的优点，实时处理能力强。温度传感器中安装有天 线

8、，可以保证通信效率，体积较小，便于安装和使用，内部采用锂电池供电, 使用寿命长。传感器使用二进制编码，处理分析方便。温度传感器在使用时应用无线传输技术，不需外接数据线，系统安全性能 高，漏电风险小。由于温度传感器在信息传输时不需要使用外部数据线，因此 不会受到温度、湿度、灰尘、振动等的影响，数据传输稳定性高，抗干扰能力 强。温度传感器与计算机连接并通过计算机中的软件对检测数据进行处理和分 析，具有良好的实时性，同时还可节省人力资源，提高工作效率。与传统的红 外测温传感器相比，本研究提出的无线测温系统不需要人工进行操作，受周围 环境、设备构造的影响比较小，测量精度比较高。目前研制的无线测温系统工

9、作范围为35 kV以下高压开关、继电器以及多 种接触点，地下电缆的检测电压为IlokV,在使用时要注意工作电压的限制。4 .红外热成像仪的优势(1)通过对设备表面温度分布的测量，可以很直观的看出物体发热部位的位 置和分布并能分析设备内部热损耗部位和性质，从而判断该设备的健康状态。 热点温度直观显示，热图像清晰，能储存和打印。(2)具有定性成像与定量测量的双重功能，能够辨别很小的温差。实时热图 像能够清晰显示在屏幕上，为建立热图像数据库提供了条件，实现了图像采 集、储存、分析于一体的功能。(3)用红外热成像仪检测设备，属于远距离非接触式的扫描巡检，可以保证 人身安全和设备的正常运转不会影响现场的

10、正常生产。5 .使用红外热像仪进行设备精密点检时的注意事项(1)用红外热像仪对异常发热部位进行测温。测温时，应首先正确选择被测 物体的表面发射率，选择适当的参照物确定环境温度，键入环境温度、相对湿 度和测量距离等补偿参数并选取适当的温度范围。其中对被测物体选择合适的 表面发射率尤为重要因为它会严重影响所测得温度的准确性程度。(2)对同一测量对象应从不同的方位进行测量找出最高发热点的温度值，对 不同的测量对象进行测温时应保持距离一致和方位一致。6 .幺工外热像仪在现场的应用6.1. 对现场变压器的精密点检在用红外热成像仪对三裂解式变压器进行精密点检时要注意观察线圈和铁 心以及变压器各侧接线的温度

11、分布情况。如图1,变压器正常运行时一般铁心 部分温度最高且与线圈部分温差较大，所得的红外图片铁心和线圈的色彩应分 界明显。图1干式变压器热像仪图片6. 2.对现场大功率高压同步机的精密点检如图2,在用红外热成像仪对现场高压同步大电机进行点检时不仅可以直 接观测其外表面来判断定子温度分布情况还可以通过观察孔来观测励磁线圈两 端与转轴集电环连接处的温度分布情况。我们用的高压同步电机的励磁线圈和 转轴集电环的连接采用的是螺栓固定的硬连接。用红外热像仪通过大电机的观 察孔在电机低速运转时便可以对这些连接片进行扫描检测能很直观的反映它们 的温度分布和发热情况能有效避免上述问题的发生。图2同步电机转子热成

12、像图片6. 3.对现场电气控制柜的精密点检如图3,现场电气控制柜内部由于电器元件往往比较多，它们之间要相互 连接就需要许多的电气接头。如接头连接不良，螺栓、垫圈未压紧或过紧。灰 尘引起的腐蚀；元器件材质不良，机械振动等各种原因所造成的导体实际截面 降低。由于以上因素使接触电阻异常，电流通过时发热功率增大，而且通电时 间越长、电流越大，会产生异常发热，使温升异常增加。在每次点检完后要记 录好热点位置的分布情况和温度，在每次点检后都与以前的图片进行对比，如 发现异常就要尽快利用检修时间进行检查紧固。防止因为接线松动而引起的设 备事故。图3电气控制柜热像仪图片7.结语用红外热成像仪进行精密点检使一些在正常生产下无法或很难进行点检的 设备都能轻而易举的被全面点检。通过专用点检表格的使用和点检制度的落实 以及将相应点检记录的存档能很好的跟踪现场设备的运转状态，能预测性的发 现各种设备的事故隐患。从而杜绝事故的发生，为设备的稳定运行提供强有力 的保隙。我厂自运用红外热像仪进行精密点检以来效果显著。在下一步的工作 中我们将进一步扩大它的应用范围，让它更好的为我们的生产服务。参考文献：1谭定忠,传感器与测试技术J.机械工业出版社，2004.