紅外培訓(xùn)資料

1、帶電設(shè)備紅外診斷帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)交流技術(shù)交流2012.2了解溫度熱量是能量的一種形式。熱量是能量的一種形式。熱力學(xué)第一定律：熱力學(xué)第一定律：封閉系統(tǒng)中（無能量添加或轉(zhuǎn)移），總能量封閉系統(tǒng)中（無能量添加或轉(zhuǎn)移），總能量恒定，能量既不會增加也不會消失。也稱為恒定，能量既不會增加也不會消失。也稱為能量守恒定律。能量守恒定律。熱力學(xué)第二定律：熱力學(xué)第二定律：在封閉系統(tǒng)中，熱量總是從溫度較高的區(qū)域在封閉系統(tǒng)中，熱量總是從溫度較高的區(qū)域流向或傳遞到溫度較低的區(qū)域，除非通過做流向或傳遞到溫度較低的區(qū)域，除非通過做功使其向反方向移動。功使其向反方向移動。熱量的概念溫度的定義 溫度是某種物質(zhì)相對于某個參照物

2、的冷熱程度的量度；是物體內(nèi)分子相對于其他物體內(nèi)分子的運動的一種量度。 兩個物體溫度相同，但所含熱量可能會不同。 （加熱一杯水和加熱一桶水所需的熱量一樣嗎？） 熱量的傳遞方式兩個物體有溫度差時，或一個物體的溫度改變，熱量將會從溫度較高的區(qū)域轉(zhuǎn)移到溫度較低的區(qū)域，直到達到熱平衡狀態(tài)。 傳導(dǎo) 主要在固體中進行，有時也在流體中進行。較熱的分子將能量直接傳遞給較冷的分子。 對流 在流體中進行。 輻射 通過電磁波在物體間傳遞能量，不需要傳遞介質(zhì)的存在，在真空中同樣會有輻射。請分別針對傳導(dǎo)、對流、輻射舉例。溫度的測量有哪些溫度的測量方法？ 溫度計（水銀、煤油、酒精溫度計（水銀、煤油、酒精） 雙金屬溫度計雙金

3、屬溫度計 熱電偶熱電偶 熱電阻熱電阻 紅外測溫紅外測溫 討論：這些測溫方式的工作原理是什么？討論：這些測溫方式的工作原理是什么？按照測量體是否與被測介質(zhì)接觸，可分為接觸式測溫法和非接觸式測溫法兩大類。接觸式測溫法：測溫元件直接與被測對象接觸，兩者之間進行充分的熱交換，最后達到熱平衡。優(yōu)點：直觀可靠缺點：1）感溫元件影響被測溫度場的分布；2）接觸不良等會帶來測量誤差；3）另外溫度太高和腐蝕性介質(zhì)對感溫 元件的性能和壽命會產(chǎn)生不利影響。測溫方式測溫方式 - 接觸式測溫法接觸式測溫法非接觸式測溫法：感溫元件不與被測對象相接觸，而是非接觸式測溫法：感溫元件不與被測對象相接觸，而是通過輻射進行熱交換。通

4、過輻射進行熱交換。優(yōu)點：優(yōu)點：1）避免接觸被測目標；）避免接觸被測目標；2）具有較高的測溫上限；）具有較高的測溫上限； 3）非接觸式測溫反應(yīng)速度快，故便于）非接觸式測溫反應(yīng)速度快，故便于 測量運動物體的溫度和快速變化的溫度。測量運動物體的溫度和快速變化的溫度。缺點：缺點： 由于受物體的發(fā)射率、被測對象到儀表之間的距由于受物體的發(fā)射率、被測對象到儀表之間的距離以及煙塵、水汽等其他介質(zhì)的影響，測溫誤差相對較離以及煙塵、水汽等其他介質(zhì)的影響，測溫誤差相對較大。大。 測溫方式測溫方式 - 非接觸式測溫法非接觸式測溫法18001800年英國的天文學(xué)家年英國的天文學(xué)家William Herschel Wi

5、lliam Herschel 用分光用分光棱鏡將太陽光分解成從紅棱鏡將太陽光分解成從紅色到紫色的單色光，依次色到紫色的單色光，依次測量不同顏色光的熱效應(yīng)。測量不同顏色光的熱效應(yīng)。他發(fā)現(xiàn)當水銀溫度計移到他發(fā)現(xiàn)當水銀溫度計移到紅色光邊界以外溫度反而紅色光邊界以外溫度反而比紅光區(qū)更高。比紅光區(qū)更高。后證明，在紅光外側(cè)確后證明，在紅光外側(cè)確實存在一種人眼看不見的實存在一種人眼看不見的“熱線熱線”，后稱為，后稱為“紅外紅外線線”。 紅外輻射的發(fā)現(xiàn)X射線射線紫外線紫外線近紅外線近紅外線紅外線短波紅外線短波紅外線中波紅外線中波紅外線長波紅外線長波微波微波波長單位為微米波長單位為微米 (m)10-410-20

6、.280.400.702.006.008.0010415.00熱測量紅外測溫原理自然界任何物體，只要自然界任何物體，只要溫度高于絕對零度溫度高于絕對零度(-273.15)(-273.15)，就會，就會以電以電磁輻射的形式在非常寬的磁輻射的形式在非常寬的波長范圍內(nèi)發(fā)射能量，波長范圍內(nèi)發(fā)射能量，產(chǎn)產(chǎn)生電磁波生電磁波( (輻射能輻射能) )。雪地和腳印毫米波毫米波紅外長波紅外長波紅外中波紅外中波紅外短波紅外短波可見光可見光近紫外光近紫外光X 射線射線長長短短波波長長圖像來源：圖像來源：Austin Richards 博士的博士的 Alien Visions毫米波毫米波紅外長波紅外長波紅外中波紅外中波

7、紅外短波紅外短波可見光可見光近紫外光近紫外光X 射線射線 不同波長的畫面不同波長的畫面何為熱成像技術(shù) 熱成像技術(shù)是利用熱感應(yīng)的紅外線成像技熱成像技術(shù)是利用熱感應(yīng)的紅外線成像技術(shù)。術(shù)。 熱像儀可生成熱而不是光的圖像，它可以熱像儀可生成熱而不是光的圖像，它可以測量紅外（測量紅外（IR）能量，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)）能量，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度圖像。的溫度圖像。焦平面焦平面、非制冷非制冷 探測器探測器（1997年年)焦平面焦平面、內(nèi)循環(huán)制冷內(nèi)循環(huán)制冷探測器探測器 （1994年）年）光機掃描探測器光機掃描探測器(1958)內(nèi)循環(huán)制冷內(nèi)循環(huán)制冷熱電制冷熱電制冷液氮制冷液氮制冷紅外熱像技術(shù)的發(fā)展過程 那些年

8、，我們曾經(jīng)用過的熱像儀那些年，我們曾經(jīng)用過的熱像儀 制冷型熱像儀巨制冷型熱像儀巨大的體積和重量大的體積和重量使當時的紅外熱使當時的紅外熱像檢測成為絕對像檢測成為絕對的的“體力活體力活”。紅外熱像儀使用的注意事項 紅外熱像儀關(guān)鍵參數(shù)像素和數(shù)碼照相機一樣，熱像儀也有像素，只是像素以乘法顯和數(shù)碼照相機一樣，熱像儀也有像素，只是像素以乘法顯示，如示，如160120、320240等；等；像素越多，紅外熱像圖越清晰。像素越多，紅外熱像圖越清晰。 160120像素像素 320240像素像素在使用熱像儀中值得注意的問題發(fā)射率的設(shè)置發(fā)射率的設(shè)置空間分辨率的計算空間分辨率的計算窗口材料窗口材料反射反射/背景溫度補

9、償背景溫度補償調(diào)色板的選擇調(diào)色板的選擇發(fā)射率：讓我們來看一個實驗不銹鋼杯子上的溫度一致嗎？不銹鋼杯子上的溫度一致嗎？為什么會出現(xiàn)這個情況？為什么會出現(xiàn)這個情況？不同顏色的膠帶溫度一致嗎？不同顏色的膠帶溫度一致嗎？發(fā)射率：影響發(fā)射率的因素我們將檢測的目標分為非金屬和金屬材料兩大部分：我們將檢測的目標分為非金屬和金屬材料兩大部分：大多數(shù)非金屬材料（如塑料、油漆、皮革、紙張等）發(fā)射率為0.95左右，相同材質(zhì)、不同顏色的目標其發(fā)射率非常接近，自然界中皮膚的發(fā)射率最高，為0.98。金屬金屬100E = 0.6黑體爐黑體爐(校驗設(shè)備校驗設(shè)備)100E = 1非金屬非金屬100E = 0.95發(fā)射率：影響發(fā)

10、射率的因素金屬材料的發(fā)射率會受到下列因素的影響：金屬材料的發(fā)射率會受到下列因素的影響：材料材料 不同材料發(fā)射率不同，如銅的發(fā)射率一般比鋁高。表面光潔度表面光潔度 通常表面粗糙的材料發(fā)射率比光潔表面高。表面顏色表面顏色 以黑色為代表的深色系表面發(fā)射率比淺色系高。表面形狀表面形狀 表面有凹陷、夾角或不平整規(guī)則的部位比平整的部位發(fā)射率高。發(fā)射率設(shè)置問題（一般檢測）以以0.90固定發(fā)射固定發(fā)射 率進行檢測，如果有金屬材率進行檢測，如果有金屬材質(zhì)：質(zhì)：A 與接頭緊密連接的非金屬材料與接頭緊密連接的非金屬材料(如橡膠、塑如橡膠、塑料等料等) 的溫度即為接頭溫度。的溫度即為接頭溫度。B 三相或多個部件進行比

11、對，計算相對溫差。三相或多個部件進行比對，計算相對溫差。C 若只有單個部件，可在軟件內(nèi)進行針對該若只有單個部件，可在軟件內(nèi)進行針對該部位的發(fā)射率修正，同時比對環(huán)境溫度。部位的發(fā)射率修正，同時比對環(huán)境溫度。D 將金屬材料部分表面貼膠帶或涂漆。將金屬材料部分表面貼膠帶或涂漆。發(fā)射率設(shè)置問題（精確檢測）DL/T664-2008附錄表附錄表E 常用材料發(fā)射率的參考值材 料溫度發(fā)射率近似值材 料溫度發(fā)射率近似值拋光鋁或鋁箔1000.09棉紡織品(全顏色)0.95輕度氧化鋁256000.100.20絲綢0.78強氧化鋁256000.300.40羊毛0.78黃銅鏡面280.03皮膚0.98氧化黃銅20060

12、00.610.59木材0.78拋光鑄鐵2000.21樹皮0.98加工鑄鐵200.44石頭0.92完全生銹軋鐵板200.69混凝土0.94完全生銹氧化鋼220.66石子0.280.44完全生銹鐵板250.80墻粉 0.92完全生銹鑄鐵402500.95石棉板250.96鍍鋅亮鐵板280.23大理石230.93發(fā)射率練習(xí)：練習(xí)：1 表面氧化的銅的發(fā)射率一般是多少？表面氧化的銅的發(fā)射率一般是多少？2 紅色的電纜線和黑色的電纜線，哪個發(fā)射紅色的電纜線和黑色的電纜線，哪個發(fā)射率更高？率更高？3 光亮的鋁和表面粗糙的鋁，發(fā)射率一樣嗎光亮的鋁和表面粗糙的鋁，發(fā)射率一樣嗎？一、基本知識 熱傳輸有三種方式，分別

13、是：傳導(dǎo)、對流和輻射。對流通常只發(fā)生在流體介質(zhì)中。 顯示目標熱像的過程，叫做紅外熱成像。而實現(xiàn)這個過程的設(shè)備稱為紅外熱成像儀。 紅外熱像儀一般是由三部分組成：紅外探測頭、紅外熱像儀一般是由三部分組成：紅外探測頭、圖像處理、監(jiān)視器；圖像處理、監(jiān)視器；一、基本知識 被測設(shè)備表面溫度和環(huán)境溫度參考體表面溫度之差。 不同被測設(shè)備或同一被測設(shè)備不同部位之間的溫度差。一、基本知識 用來采集環(huán)境溫度的物體。它不一定具有當時的真實環(huán)境溫度，但具有與被檢測設(shè)備相似的物理屬性，并與被檢測設(shè)備處于相似的環(huán)境之中。二、發(fā)熱機理二、發(fā)熱機理二、發(fā)熱機理三、判斷方法 1、表面溫度判斷法 根據(jù)設(shè)備表面溫度值,對照有關(guān)規(guī)定的

14、設(shè)備溫度和溫升極限,結(jié)合環(huán)境氣候條件、負荷大小進行分析判斷。 2、同類比較判斷法 根據(jù)同組三相設(shè)備間對應(yīng)部位的溫差進行比較分析。 3、相對溫差判斷法 4、圖像特征判斷法 發(fā)現(xiàn)異常，及時上報需結(jié)合其它帶電檢測手段或電氣試驗、化學(xué)試驗進行綜合判斷。 5、檔案分析判斷法 6、實時分析判斷法四、缺陷分類 記錄在案，負荷變化時注意復(fù)測 加強巡檢，必要時降低負荷 立即安排消缺五、五、電流致熱型缺陷判斷標準五、五、電壓致熱型缺陷判斷標準 容性設(shè)備 金屬氧化物避雷器 絕緣子 電纜終端頭 六、測試前儀器參數(shù)設(shè)置 選擇合適的環(huán)境溫度參考體的表面溫度或直接設(shè)置為測試時的氣溫。 一般檢測時，一般選取為0.9。精確檢測

15、時，按照規(guī)范要求設(shè)置不同材料的相應(yīng)輻射率。 依據(jù)季節(jié)特點，選擇適當?shù)臏囟确秶?依據(jù)巡視環(huán)境，選擇適當?shù)木嚯x范圍。檢測時，在安全距離允許的條件下，應(yīng)盡可能靠近被測設(shè)備。七、測試過程中注意事項七、測試過程中注意事項 對于微小溫差熱故障設(shè)備，一般情況下都要用對于微小溫差熱故障設(shè)備，一般情況下都要用手動來調(diào)節(jié)其明亮度和對比度。手動來調(diào)節(jié)其明亮度和對比度。七、測試過程中注意事項八、典型紅外圖譜缺陷：變壓器散熱器蝶閥關(guān)上缺陷：漏磁引起的變壓器螺栓發(fā)熱14.428.715202518.736.220253035缺陷：套管缺油缺陷：變壓器油位缺陷：電流互感器接頭松動引起發(fā)熱缺陷：電流互感器內(nèi)接頭發(fā)熱缺陷：套

16、管缺油、柱頭發(fā)熱缺陷：套管內(nèi)連接不良引起柱頭發(fā)熱17.8143.920406080100120140最大溫度: 151.035.558.140455055最大溫度: 59.4缺陷：隔離開關(guān)觸指接觸不良引起的握手發(fā)熱缺陷：渦流引起的穿墻套管蓋板發(fā)熱11.693.320406080最大溫度: 99.723.650.3253035404550最大溫度: 51.8缺陷：套管接線板接觸不良引起發(fā)熱缺陷：高壓引線T型線夾接觸不良引起發(fā)熱15.051.520304050最大溫度: 57.615.850.620304050最大溫度: 54.2缺陷：隔離開關(guān)電連接接觸不良引起發(fā)熱缺陷：隔離開關(guān)電連接接觸不良引起發(fā)熱缺陷：耦合電容器末屏松動引起發(fā)熱缺陷：穿墻套管污穢嚴重引起發(fā)熱缺陷：保險管內(nèi)熔絲發(fā)熱缺陷：電容器介損偏大引起的發(fā)熱缺陷：避雷器閥片局部受潮引起發(fā)熱缺陷：避雷器閥片受潮引起發(fā)熱缺陷：合成絕緣子芯棒受潮引起發(fā)熱缺陷：球頭松脫或端部受潮引起發(fā)熱缺陷：絕緣子表面污穢引起發(fā)熱缺陷：低值絕緣子引起發(fā)熱缺陷：電纜終端電容放電引起發(fā)熱缺陷：電纜分相電容放電引起發(fā)熱缺陷：電纜頭包接不良引起發(fā)熱缺陷：電纜護套受損引起發(fā)熱缺陷：導(dǎo)線松股引起發(fā)熱缺陷：T型線夾接觸不良引起發(fā)熱缺陷：耐張線夾與引線接觸不良引起發(fā)熱缺陷：并溝線夾接觸不良引起發(fā)熱 在隔離開關(guān)、斷路