設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)其它物理診斷方法課件

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)其它物理診斷方法設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)其它物理診斷方法1一、聲音和噪聲診斷方法在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中，聽碰到的聲音一般為噪聲，噪聲有兩類，一類是指一些不規(guī)則的、間歇的或隨機(jī)的聲波；另一類是指不希望有的擾動或干擾聲音，有時也包括那些在有用頻帶內(nèi)任何不需要的干擾。在人們所處的某一環(huán)境中所有噪聲的總和稱為環(huán)境噪聲。當(dāng)觀測研究某聲源時，凡與該聲源信號存在與否無關(guān)的一切干擾，統(tǒng)稱為背景噪聲（如測量噪聲、散粒噪聲、熱噪聲等）。

第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法一、聲音和噪聲診斷方法第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法2聲級計（傳感器）是最基本的噪聲測量儀器，通常由輸入放大器、計權(quán)網(wǎng)絡(luò)、帶通濾波器、輸出放大器、檢波器和顯示裝置組成，從表頭上可直接讀出聲壓級的分貝（dB）數(shù)。

機(jī)器設(shè)備的噪聲是伴隨著振動同時產(chǎn)生的。利用聲音和噪聲的測量與分析進(jìn)行機(jī)器設(shè)備監(jiān)測及診斷的主要方法有下列幾種：（1）通過簡易診斷技術(shù)的評估法

這可以通過人的聽覺系統(tǒng)主觀判斷噪聲源的頻率和位置，精估機(jī)器運行是否正常；或者借助于傳聲器-放大器-聲級計對機(jī)器進(jìn)行近場掃描測量和表面振速分析，用來尋找機(jī)器的噪聲源和主要發(fā)聲部位。這種方法可用于機(jī)器運行狀態(tài)的一般識別和精密診斷的粗定位。第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法（1）通過簡易診斷技術(shù)的評估法第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法32．通過頻譜分析進(jìn)行精密診斷

與振動診斷方法一樣，頻譜分析是識別聲源的重要方法，可以尋找發(fā)生故障的零、部件及故障原因。對于往復(fù)機(jī)械或旋轉(zhuǎn)機(jī)械，一般都可以在它們的噪聲頻譜信號中找到與轉(zhuǎn)速n（r/min）和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性有關(guān)的基波和諧波峰值及其頻率值，可用來識別主要噪聲源。當(dāng)峰值頻率為好幾個零、部件共有時，這時，就要結(jié)合其它方法，方可識別和區(qū)別究竟哪個零、部件是主要噪聲源。3．聲強(qiáng)法

聲強(qiáng)探頭具有明顯的指向特性。聲強(qiáng)法測量對聲學(xué)環(huán)境沒有特殊要求，并可在近場測量，測量既方便又迅速。4．相關(guān)函數(shù)法第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法2．通過頻譜分析進(jìn)行精密診斷第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法4二、超聲波診斷方法正常人耳可以聽到的聲音的頻率范圍為20—20000Hz，在此范圍內(nèi)的聲音叫作可聽聲。頻率低于20Hz的叫次聲，高于20000Hz的叫超聲，用于故障診斷的超聲波頻率一般是在0.5MHz到10MHz以上（1MHz=1000000Hz）。利用超聲波進(jìn)行探傷的特點是：超聲波有良好的指向性，頻率越高，指向性越好；由于頻率高，波長短，超聲波可在物體界面或內(nèi)部缺陷處反射、折射和散射，據(jù)此可檢測物體內(nèi)部和表面的缺陷。并且波長越短，識別缺陷的尺寸越小，可檢測與其波長同量級的缺陷。

第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法二、超聲波診斷方法第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法5超聲波探傷的優(yōu)點是：設(shè)備輕巧，操作方便，成本低，靈敏度高，檢測速度快，可自動化檢測，適用于野外作業(yè)，而且超聲波對人體無害。缺點是檢測時有一定的近場盲區(qū)，且很難用于在線檢測。目前，超聲波探傷技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)的一些重要管線和壓力容器的故障診斷。另外，超聲波測厚技術(shù)也是超聲波診斷方法的一種，這一技術(shù)已廣泛應(yīng)用于管道壁厚測量。例如，2002年夏天，某化纖公司聚酯生產(chǎn)裝置一臺熱媒加熱爐發(fā)生熱媒加熱盤管泄漏，在對漏點進(jìn)行焊接修補的同時，利用超聲波測厚儀對盤管進(jìn)行壁厚測量，經(jīng)多點檢測得之當(dāng)時壁厚范圍約在3.5～4mm（原始壁厚4mm），提供了該熱媒加熱爐繼續(xù)使用的參考依據(jù)。第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法6三、聲發(fā)射診斷技術(shù)當(dāng)加載物體發(fā)生塑性變形、內(nèi)部晶格位錯運動、晶界滑移時，或者在裂紋成核、擴(kuò)展和物體斷裂時以及其它缺陷增長時，都會以彈性波的形式釋放出猝發(fā)能量，這種現(xiàn)象稱為聲發(fā)射（AcousticEmission）。大多數(shù)金屬材料的塑性變形和位錯運動中的聲發(fā)射信號很微弱。這就要借助傳感器和測量儀器，通過檢測分析聲發(fā)射信號，并進(jìn)而根據(jù)聲發(fā)射信號的特征推斷聲發(fā)射源的機(jī)理和危險性，這就出現(xiàn)了聲發(fā)射技術(shù)。第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法三、聲發(fā)射診斷技術(shù)當(dāng)加載物體發(fā)生塑性變形、內(nèi)部晶格位錯運動、7在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中，聽碰到的聲音一般為噪聲，噪聲有兩類，一類是指一些不規(guī)則的、間歇的或隨機(jī)的聲波；利用聲響判斷物品的質(zhì)量是人們常用的簡易方法。試驗前要去除剩磁，否則會出假痕跡；若要探測所有方向上的缺陷，要進(jìn)行多次探測。2．超聲的頻率范圍為。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法利用紅外溫度測量儀則只需手持儀器對著導(dǎo)線接頭直接測量，幾分鐘即可完成檢查工作。具有全被動式、全天候的特點。4．相對溫差（RelativeTemperatureDifference）：兩個對應(yīng)測點之間的溫差與其中較熱點的溫升之比的百分?jǐn)?shù)相對溫差δt可用下式求出：第三節(jié)無損檢測技術(shù)第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法3．下列監(jiān)測方法中不屬于聲學(xué)監(jiān)測方法的是。第三節(jié)無損檢測技術(shù)表8-1無損探傷法檢測表面裂紋的極限能力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)其它物理診斷方法如果按照檢測的形狀分，紅外測溫設(shè)備包括：用于檢測點的紅外點溫儀（紅外測溫儀）；三、紅外測溫技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用在人們所處的某一環(huán)境中所有噪聲的總和稱為環(huán)境噪聲。一、單項選擇題（在備選答案中選出一個正確答案，并將其號碼填在題干中的橫線上）壓力表式溫度計：分液體式、氣體式和蒸汽式，其作用原理是封閉在固定容積中的液體、氣體或某種液體的飽合蒸氣，受熱后體積膨脹或壓力變化。聲發(fā)射必須有外部條件，如力、電磁、溫度等因素的作用，使材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)、缺陷或潛在缺陷發(fā)生變化，才能產(chǎn)生能量釋放使聲發(fā)射出來。因此聲發(fā)射技術(shù)是一種“動態(tài)”無損檢測技術(shù)，它對增長著的缺陷更敏感，可以檢測微米數(shù)量級的顯微裂紋的變化，檢測靈敏度很高。另外，絕大多數(shù)金屬和非金屬都具有聲發(fā)射特性，聲發(fā)射診斷幾乎不受材料所限，可以長期對缺陷的安全性進(jìn)行實時狀況監(jiān)測和險情報警，這是聲發(fā)身技術(shù)優(yōu)于其它無損檢測技術(shù)的特點。但是，由于材料的塑性變形和裂紋擴(kuò)展等的不可逆性，聲發(fā)射也有不可逆性，即認(rèn)為應(yīng)力第二次再重復(fù)作用時，大多數(shù)彈性體不會再產(chǎn)生聲發(fā)射。因此，必須知道材料的受力歷史或者在構(gòu)件第一次受力時進(jìn)行聲發(fā)射診斷。需要指出的是，聲發(fā)射探傷的技術(shù)關(guān)鍵之一是排除背景噪聲的干擾。第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中，聽碰到的聲音一般為噪聲，噪聲有兩8第二節(jié)溫度監(jiān)測方法

溫度與機(jī)器設(shè)備的運行狀態(tài)密切相關(guān)。如潤滑不良造成機(jī)件的異常磨損會使相應(yīng)部位的溫度升高——故障征兆；高溫也會引發(fā)機(jī)械設(shè)備故障，尤其在夏季運行時更需注意。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的的軸承、潤滑油和帶電設(shè)備的接頭等是需要重點關(guān)注溫度和溫升的部位。

溫度診斷技術(shù)是利用測量機(jī)件工作溫度的方式，對機(jī)器設(shè)備的發(fā)熱狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，從而判斷設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)。溫度監(jiān)測方法包括簡易溫度監(jiān)測方法和紅外測溫監(jiān)測方法。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法溫度與機(jī)器設(shè)備9一、簡易溫度監(jiān)測方法溫度是工業(yè)生產(chǎn)中重要的熱工參數(shù)之一，溫度的變化與被監(jiān)測設(shè)備的性能和工況有密切的關(guān)系，因此，溫度監(jiān)測已被廣泛地應(yīng)用于在線設(shè)備的監(jiān)測上。簡易溫度監(jiān)測常用接觸式測溫儀表，常用的有下列幾種：膨脹式溫度計：分液體式和固體式，它們是利用液體或固體受熱膨脹的原理制成的，如液柱溫度計和雙金屬溫度計。壓力表式溫度計：分液體式、氣體式和蒸汽式，其作用原理是封閉在固定容積中的液體、氣體或某種液體的飽合蒸氣，受熱后體積膨脹或壓力變化。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法一、簡易溫度監(jiān)測方法溫度是工業(yè)生產(chǎn)中10電阻溫度計：是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的性質(zhì)來進(jìn)行測溫的。通常以金屬熱電阻或半導(dǎo)體熱敏電阻作為敏感元件，用電橋轉(zhuǎn)換變?yōu)殡妷旱淖兓犭娕紲囟扔嫞浩浠驹硎抢梦矬w的熱電效應(yīng)，用電位差計等儀表測量出熱電勢，來求出對應(yīng)的溫度值。接觸測溫由于熱接觸和熱平衡常帶來較大的誤差，同時，在應(yīng)用范圍上也有一定的局限性，因此，非接觸測溫法越來越受到人們的重視。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法第二節(jié)溫度監(jiān)測方法11二、紅外測溫監(jiān)測技術(shù)任何物體都存在熱輻射。物體溫度不同，輻射的波長組成成分不同，輻射能的大小也不同。在熱輻射中很重要的成分是紅外線輻射，稱之為“紅外輻射”。紅外輻射就是從可見光的紅端到毫米波的寬廣波長范圍內(nèi)的電磁波輻射。由物體自身發(fā)射的紅外輻射強(qiáng)度反映了物體自身的溫度，能提供物體熱狀態(tài)的重要信息，可揭示物體的形狀特征。因此，利用紅外輻射溫度計和紅外成象裝置進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用。如果按照檢測的形狀分，紅外測溫設(shè)備包括：用于檢測點的紅外點溫儀（紅外測溫儀）；用于檢測線的紅外行掃描儀；用于檢測面的紅外熱像儀和紅外熱電視。

第二節(jié)溫度監(jiān)測方法二、紅外測溫監(jiān)測技術(shù)任何物體都存在熱12紅外測溫設(shè)備的主要部分包括精密光學(xué)系統(tǒng)和紅外探測器。紅外測溫儀（紅外點溫儀）是最輕便、最直觀、最快速的非接觸測溫儀，它常用于測量物體的一個點（指相對較小的面積）的溫度。由于紅外測溫儀結(jié)構(gòu)簡單、輕巧便攜、使用方便、價格低廉，因而成為現(xiàn)場檢測的通用手段。

紅外熱成象系統(tǒng)是把物體發(fā)出的紅外輻射經(jīng)光學(xué)成象物鏡、光機(jī)掃描系統(tǒng)投射到液氮致冷紅外探測器上，探測器把紅外輻射信號轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)放大和處理后在視頻顯示器上得到與物體表面熱分布相應(yīng)的“實時熱圖象”。從而實現(xiàn)了把景物的不可見熱圖象轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢妶D象。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法紅外測溫設(shè)備的主要部分包括精密光學(xué)系統(tǒng)和紅外探測器。第二節(jié)13目前常用的熱成象主要有紅外熱象儀和紅外熱電視兩類。近年來，利用微機(jī)的圖象處理和分析系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用。熱成象技術(shù)具有如下特點：可進(jìn)行非接觸檢測；可給出空間分辨率和溫度分辨率都較好的設(shè)備的溫度場的二維圖象；可進(jìn)行快速和實時測量，允許我們進(jìn)行瞬態(tài)研究和大范圍設(shè)備的快速觀測，并可記錄與重放物面溫度場及其演變過程，進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示、計算、處理和分析；具有全被動式、全天候的特點。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法目前常用的熱成象主要有紅外熱象儀和紅外熱電視兩類。近年來，利14三、紅外測溫技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用

只要表面發(fā)出的紅外輻射不受阻擋，都屬于紅外診斷技術(shù)的有效監(jiān)測設(shè)備，例如：旋轉(zhuǎn)機(jī)械、變壓器、斷路器、互感器、電力電容器、避雷器、電力電纜、母線、導(dǎo)線、絕緣子串、組合電器、低壓電器及二次回路等。在電力系統(tǒng)中，輸電電纜的接頭發(fā)熱是電力設(shè)備中的一個主要問題。如為了防止過熱造成停電事故，需用大量人力手工測量接頭或?qū)Ь€的電阻比。不僅勞動強(qiáng)度大，而且作業(yè)危險。利用紅外溫度測量儀則只需手持儀器對著導(dǎo)線接頭直接測量，幾分鐘即可完成檢查工作。又如電機(jī)轉(zhuǎn)子、變壓器、開關(guān)、閘刀等常常因元件老化造成失效，不但會影響正常供電甚至?xí)鸹馂?zāi)，停電檢查勢必會影響生產(chǎn)。利用紅外測量儀進(jìn)行在線監(jiān)測代替停電檢查可充分顯示出它的優(yōu)越性。電氣部件的故障是逐漸惡化的，在此過程中往往伴隨著溫度的升高，根據(jù)所測溫度及電氣設(shè)備的特點，可以判斷該設(shè)備是否已經(jīng)變壞，并可做出趨勢分析。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法三、紅外測溫技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用只15帶電設(shè)備（AliveEquipment）紅外診斷技術(shù)定義：1．帶電設(shè)備：傳導(dǎo)負(fù)荷電流(試驗電流)或加有運行電壓(試驗電壓)的設(shè)備。2．溫升（TemperatureRise）：用同一檢測儀器相繼測得的被測物表面溫度和環(huán)境溫度參照體表面溫度之差。3．溫差（TemperatureDifference）：用同一檢測儀器相繼測得的不同被測物或同一被測物不同部位之間的溫度差。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法帶電設(shè)備（AliveEquipment）紅外診斷技術(shù)定義164．相對溫差（RelativeTemperatureDifference）：兩個對應(yīng)測點之間的溫差與其中較熱點的溫升之比的百分?jǐn)?shù)相對溫差δt可用下式求出：δt=[(τ1―τ2)/τ1]×100%=[(T1―T2)/(T1―T0)]×100%式中：τ1和T1為發(fā)熱點的溫升和溫度；τ2和T2為正常相對應(yīng)點的溫升和溫度；T0為環(huán)境參照體的溫度。5．環(huán)境溫度參照體（ReferenceBodyOfAmbientTemperature）：用來采集環(huán)境溫度的物體叫環(huán)境溫度參照體。它可能不具有當(dāng)時的真實環(huán)境溫度，但它具有與被測物相似的物理屬性并與被測物處在相似的環(huán)境之中。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法4．相對溫差（RelativeTemperatureDi17

運行電氣設(shè)備的紅外檢測和診斷周期應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備的重要性、電壓等級、負(fù)荷率及環(huán)境條件等因素確定。紅外檢測時一般先用紅外熱像儀或紅外熱電視對所有應(yīng)測部位進(jìn)行全面掃描，找出熱態(tài)異常部位，然后對異常部位和重點檢測設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確測溫。準(zhǔn)確測溫應(yīng)注意下列各項：1．針對不同的檢測對象選擇不同的環(huán)境溫度參照體；2．測量設(shè)備發(fā)熱點、正常相的對應(yīng)點及環(huán)境溫度參照體的溫度值時，應(yīng)使用同一儀器測量；3．正確選擇被測物體的發(fā)射率；第二節(jié)溫度監(jiān)測方法運行電氣設(shè)備的紅外檢測和診斷周期應(yīng)根18溫度是工業(yè)生產(chǎn)中重要的熱工參數(shù)之一。需要指出的是，聲發(fā)射探傷的技術(shù)關(guān)鍵之一是排除背景噪聲的干擾。第三節(jié)無損檢測技術(shù)第二節(jié)溫度監(jiān)測方法從而實現(xiàn)了把景物的不可見熱圖象轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢妶D象。若要探測所有方向上的缺陷，要進(jìn)行多次探測。1．針對不同的檢測對象選擇不同的環(huán)境溫度參照體；如果按照檢測的形狀分，紅外測溫設(shè)備包括：用于檢測點的紅外點溫儀（紅外測溫儀）；優(yōu)點：比滲透探傷更靈敏，能探測近表面的缺陷；但是，由于材料的塑性變形和裂紋擴(kuò)展等的不可逆性，聲發(fā)射也有不可逆性，即認(rèn)為應(yīng)力第二次再重復(fù)作用時，大多數(shù)彈性體不會再產(chǎn)生聲發(fā)射。接觸測溫由于熱接觸和熱平衡常帶來較大的誤差，同時，在應(yīng)用范圍上也有一定的局限性，因此，非接觸測溫法越來越受到人們的重視。紅外測溫儀（紅外點溫儀）是最輕便、最直觀、最快速的非接觸測溫儀，它常用于測量物體的一個點（指相對較小的面積）的溫度。當(dāng)加載物體發(fā)生塑性變形、內(nèi)部晶格位錯運動、晶界滑移時，或者在裂紋成核、擴(kuò)展和物體斷裂時以及其它缺陷增長時，都會以彈性波的形式釋放出猝發(fā)能量，這種現(xiàn)象稱為聲發(fā)射（AcousticEmission）。案例一：35kV多油斷路器外連接件接觸不良，6個接頭有5個發(fā)熱，最高溫度達(dá)537.利用聲響判斷物品的質(zhì)量是人們常用的簡易方法。渦流對形狀復(fù)雜的零件存在邊界效應(yīng)。聲強(qiáng)法測量對聲學(xué)環(huán)境沒有特殊要求，并可在近場測量，測量既方便又迅速。在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中，聽碰到的聲音一般為噪聲，噪聲有兩類，一類是指一些不規(guī)則的、間歇的或隨機(jī)的聲波；最后就可觀測判斷缺陷的位置、形狀和大小，這就是滲透探傷法（PenetrantTesting）?？蓴y帶，甚至可用于水下探測；4．作同類比較時要注意保持儀器與各對應(yīng)測點的距離一致，方位一致；5．正確鍵入大氣溫度、相對濕度、測量距離等補償參數(shù)，并選擇適當(dāng)?shù)臏y溫范圍；6．應(yīng)從不同方位進(jìn)行檢測，求出最熱點的溫度值；7．記錄異常設(shè)備的實際負(fù)荷電流和發(fā)熱相、正常相及環(huán)境溫度參照體的溫度值。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法溫度是工業(yè)生產(chǎn)中重要的熱工參數(shù)之一。4．作同類比較時要注意保19

案例一：35kV多油斷路器外連接件接觸不良，6個接頭有5個發(fā)熱，最高溫度達(dá)537.2℃，屬緊急缺陷。

案例二：發(fā)熱接頭溫度T1=97.9℃，正常相T2=31.2℃，T0=10.2℃，δt=75.9%，屬一般缺陷。案例一

高壓斷路器外部連接件接觸不良案例二電纜頭接頭接觸不良第二節(jié)溫度監(jiān)測方法案例一：35kV多油斷路器外連接件接觸20無損檢測（NDT，NondestructiveTesting）是指對材料和零、部件進(jìn)行的非破壞檢測，以期發(fā)現(xiàn)表面和內(nèi)部缺陷的一項專門技術(shù)。表8-1無損探傷法檢測表面裂紋的極限能力第三節(jié)無損檢測技術(shù)檢測方法裂紋尺寸（mm）注釋寬長深目視法0.12—受表面狀況和光照的影響滲透法10-210.1與表面狀況有關(guān)磁粉法10-210.2與磁化方式有關(guān)，限于鐵磁材料渦流法10-210.2與激勵頻率有關(guān)，適于導(dǎo)體超聲波法10-221與反射情況有關(guān)X射線法0.350.3與表面垂直厚度有關(guān)聲發(fā)射法10-310-310-3僅在裂紋擴(kuò)展時才有信號無損檢測（NDT，Nondestructi211．滲透探傷法（著色探傷法）用清洗劑（無色）把受檢零件表面預(yù)先清理干凈后，在其表面敷以專用的滲透液，當(dāng)表面有開口缺陷時，經(jīng)足夠的時間后，滲透劑（紅色）就滲透到缺陷中；然后把零件表面多余的滲透液清洗掉，再涂以顯象劑形成顯象劑（白色）薄膜，把缺陷中的滲透液吸出，經(jīng)充分?jǐn)U散進(jìn)入顯象劑薄膜，顯現(xiàn)缺陷圖景；最后就可觀測判斷缺陷的位置、形狀和大小，這就是滲透探傷法（PenetrantTesting）。優(yōu)點：簡單方便，直觀形象，成本最低，應(yīng)用范圍廣。缺點：僅適于表面開口的缺陷類型，靈敏度不太高，不利于實現(xiàn)自動化，不能顯示深度。第三節(jié)無損檢測技術(shù)1．滲透探傷法（著色探傷法）第三節(jié)無損檢測技術(shù)222．磁粉探傷法磁粉探傷（MagneticParticleTesting）是一種應(yīng)用較早較廣的無損檢測方法。主要用于探測磁性材料或零、部件表面和近表面的各種缺陷。通過觀測施加在構(gòu)件上的磁粉痕跡，就可判定缺陷的位置、取向和大小。優(yōu)點：比滲透探傷更靈敏，能探測近表面的缺陷；可攜帶，甚至可用于水下探測；不需除去像油漆那樣的涂層，使用簡便，成本較低；顯示直觀。缺點：僅適于鐵磁材料或構(gòu)件；試驗前要去除剩磁，否則會出假痕跡；若要探測所有方向上的缺陷，要進(jìn)行多次探測。第三節(jié)無損檢測技術(shù)2．磁粉探傷法第三節(jié)無損檢測技術(shù)233．渦流探傷法渦流探傷法是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的。優(yōu)點：適用范圍廣，靈敏度高，超過磁粉探傷所能測到的深度；不用耦合劑，且可用于高溫探傷；容易實現(xiàn)自動化和計算機(jī)化的數(shù)據(jù)處理。缺點：由于渦流表面的趨膚效應(yīng)，距表面較深的缺陷難以檢測出來；由于影響渦流變化的因素很多，故必須采用信息處理的方法“去偽存真”，這就需要做模擬試驗或做標(biāo)準(zhǔn)試塊予以對比，或做些預(yù)試驗摸索規(guī)律，方可做出正確判斷；渦流對形狀復(fù)雜的零件存在邊界效應(yīng)。第三節(jié)無損檢測技術(shù)3．渦流探傷法第三節(jié)無損檢測技術(shù)244．射線探傷法在設(shè)備診斷中常用的射線有X和γ射線。射線探傷技術(shù)在核反應(yīng)堆部件的質(zhì)量檢驗中，在固體火箭發(fā)動機(jī)的完整性評價中都已得到了具體應(yīng)用，現(xiàn)已成為檢查現(xiàn)場安裝質(zhì)量、維護(hù)管理和壽命預(yù)測的主要手段。其主要缺點是射線對人身有害，且設(shè)備的成本較高。5．光學(xué)探傷法光學(xué)探傷的主要設(shè)備是光學(xué)內(nèi)窺鏡。第三節(jié)無損檢測技術(shù)4．射線探傷法第三節(jié)無損檢測技術(shù)25材料監(jiān)測項目目視檢測法溫度檢測法光學(xué)檢測法滲透檢測法磁粉檢測法射線檢測法渦流檢測法泄漏檢測法力學(xué)檢測法聲學(xué)檢測法超聲探傷法超聲測厚法聲發(fā)射法其它方法金屬表面開裂紋××××××//××表面腐蝕坑×××××/嚴(yán)重腐蝕研磨×//××××內(nèi)部裂紋×//×/孔隙/×/××未焊透缺陷/×內(nèi)部孔穴夾雜×//缺陷尺寸////×厚度測量××//××結(jié)構(gòu)微變化/×/////應(yīng)力/應(yīng)變測量//×涂層金屬涂層厚度測量/××/××涂層剝落////×涂層針孔×/復(fù)合材料脫粘////×××/纖維/基體配量///樹脂不完全固化///內(nèi)部孔隙×混凝土混凝土厚度×加強(qiáng)鋼筋腐蝕/陶瓷表面裂紋/×//內(nèi)部裂紋孔隙×/其它組裝檢測××選分×××表8-2各種檢測方法的應(yīng)用范圍注：/一般的檢測方法×較好的檢測方法材料監(jiān)測項目目視溫度光學(xué)滲透磁粉射線渦流泄漏力學(xué)聲學(xué)超聲超聲26小結(jié)（一）利用聲響判斷物品的質(zhì)量是人們常用的簡易方法?，F(xiàn)代的聲學(xué)監(jiān)測技術(shù)已有了很大的發(fā)展，目前主要有聲學(xué)和噪聲監(jiān)測技術(shù)、超聲波檢測技術(shù)和聲發(fā)射技術(shù)。溫度是工業(yè)生產(chǎn)中重要的熱工參數(shù)之一。簡易溫度監(jiān)測常用接觸式測溫儀表；目前，非接觸測溫法——紅外測溫監(jiān)測技術(shù)越來越受到人們的重視。無損檢測是指對材料和零、部件進(jìn)行的非破壞檢測，以期發(fā)現(xiàn)表面和內(nèi)部缺陷的一項專門技術(shù)。小結(jié)（一）利用聲響判斷物品的質(zhì)量是人們常用的簡易方法?，F(xiàn)27問題與回答互動時間問題與回答互動時間28利用紅外溫度測量儀則只需手持儀器對著導(dǎo)線接頭直接測量，幾分鐘即可完成檢查工作。案例一高壓斷路器外部連接件接觸不良第三節(jié)無損檢測技術(shù)δt=[(τ1―τ2)/τ1]×100%第二節(jié)溫度監(jiān)測方法由物體自身發(fā)射的紅外輻射強(qiáng)度反映了物體自身的溫度，能提供物體熱狀態(tài)的重要信息，可揭示物體的形狀特征。在熱輻射中很重要的成分是紅外線輻射，稱之為“紅外輻射”。簡易溫度監(jiān)測常用接觸式測溫儀表；無損檢測（NDT，NondestructiveTesting）是指對材料和零、部件進(jìn)行的非破壞檢測，以期發(fā)現(xiàn)表面和內(nèi)部缺陷的一項專門技術(shù)。壓力表式溫度計：分液體式、氣體式和蒸汽式，其作用原理是封閉在固定容積中的液體、氣體或某種液體的飽合蒸氣，受熱后體積膨脹或壓力變化。5．環(huán)境溫度參照體（ReferenceBodyOfAmbientTemperature）：用來采集環(huán)境溫度的物體叫環(huán)境溫度參照體。另外，絕大多數(shù)金屬和非金屬都具有聲發(fā)射特性，聲發(fā)射診斷幾乎不受材料所限，可以長期對缺陷的安全性進(jìn)行實時狀況監(jiān)測和險情報警，這是聲發(fā)身技術(shù)優(yōu)于其它無損檢測技術(shù)的特點。磁粉探傷（MagneticParticleTesting）是一種應(yīng)用較早較廣的無損檢測方法。目前，超聲波探傷技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)的一些重要管線和壓力容器的故障診斷。表8-1無損探傷法檢測表面裂紋的極限能力缺點：僅適于鐵磁材料或構(gòu)件；三、紅外測溫技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用優(yōu)點：適用范圍廣，靈敏度高，超過磁粉探傷所能測到的深度；第二節(jié)溫度監(jiān)測方法設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)其它物理診斷方法1．聲級計是依靠將被測聲波轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，最后在表頭上指示出讀數(shù)。如為了防止過熱造成停電事故，需用大量人力手工測量接頭或?qū)Ь€的電阻比?？蓴y帶，甚至可用于水下探測；最后就可觀測判斷缺陷的位置、形狀和大小，這就是滲透探傷法（PenetrantTesting）。因此，必須知道材料的受力歷史或者在構(gòu)件第一次受力時進(jìn)行聲發(fā)射診斷。因此，必須知道材料的受力歷史或者在構(gòu)件第一次受力時進(jìn)行聲發(fā)射診斷。優(yōu)點：適用范圍廣，靈敏度高，超過磁粉探傷所能測到的深度；表8-2各種檢測方法的應(yīng)用范圍如果按照檢測的形狀分，紅外測溫設(shè)備包括：用于檢測點的紅外點溫儀（紅外測溫儀）；當(dāng)加載物體發(fā)生塑性變形、內(nèi)部晶格位錯運動、晶界滑移時，或者在裂紋成核、擴(kuò)展和物體斷裂時以及其它缺陷增長時，都會以彈性波的形式釋放出猝發(fā)能量，這種現(xiàn)象稱為聲發(fā)射（AcousticEmission）。例如，2002年夏天，某化纖公司聚酯生產(chǎn)裝置一臺熱媒加熱爐發(fā)生熱媒加熱盤管泄漏，在對漏點進(jìn)行焊接修補的同時，利用超聲波測厚儀對盤管進(jìn)行壁厚測量，經(jīng)多點檢測得之當(dāng)時壁厚范圍約在3.具有全被動式、全天候的特點。光學(xué)探傷的主要設(shè)備是光學(xué)內(nèi)窺鏡。渦流對形狀復(fù)雜的零件存在邊界效應(yīng)。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法溫度是工業(yè)生產(chǎn)中重要的熱工參數(shù)之一。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法如果按照檢測的形狀分，紅外測溫設(shè)備包括：用于檢測點的紅外點溫儀（紅外測溫儀）；一、單項選擇題（在備選答案中選出一個正確答案，并將其號碼填在題干中的橫線上）

1．聲級計是依靠

將被測聲波轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，最后在表頭上指示出讀數(shù)。A、微音器（傳感器）B、擴(kuò)大器C、檢音器D、記錄儀2．超聲的頻率范圍為

。A、低于20HzB、高于10000HzC、高于20000HzD、低于10Hz3．下列監(jiān)測方法中不屬于聲學(xué)監(jiān)測方法的是

。A、聲發(fā)射診斷技術(shù)B、超聲波測厚C、聲強(qiáng)法D、射線探傷法利用紅外溫度測量儀則只需手持儀器對著導(dǎo)線接頭直接測量，幾分鐘29案例一：35kV多油斷路器外連接件接觸不良，6個接頭有5個發(fā)熱，最高溫度達(dá)537.電氣部件的故障是逐漸惡化的，在此過程中往往伴隨著溫度的升高，根據(jù)所測溫度及電氣設(shè)備的特點，可以判斷該設(shè)備是否已經(jīng)變壞，并可做出趨勢分析。由物體自身發(fā)射的紅外輻射強(qiáng)度反映了物體自身的溫度，能提供物體熱狀態(tài)的重要信息，可揭示物體的形狀特征。受表面狀況和光照的影響三、紅外測溫技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用案例一：35kV多油斷路器外連接件接觸不良，6個接頭有5個發(fā)熱，最高溫度達(dá)537.當(dāng)加載物體發(fā)生塑性變形、內(nèi)部晶格位錯運動、晶界滑移時，或者在裂紋成核、擴(kuò)展和物體斷裂時以及其它缺陷增長時，都會以彈性波的形式釋放出猝發(fā)能量，這種現(xiàn)象稱為聲發(fā)射（AcousticEmission）。4．相對溫差（RelativeTemperatureDifference）：兩個對應(yīng)測點之間的溫差與其中較熱點的溫升之比的百分?jǐn)?shù)相對溫差δt可用下式求出：渦流探傷法是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的。在人們所處的某一環(huán)境中所有噪聲的總和稱為環(huán)境噪聲。優(yōu)點：適用范圍廣，靈敏度高，超過磁粉探傷所能測到的深度；壓力表式溫度計：分液體式、氣體式和蒸汽式，其作用原理是封閉在固定容積中的液體、氣體或某種液體的飽合蒸氣，受熱后體積膨脹或壓力變化。具有全被動式、全天候的特點。僅在裂紋擴(kuò)展時才有信號表8-1無損探傷法檢測表面裂紋的極限能力7．記錄異常設(shè)備的實際負(fù)荷電流和發(fā)熱相、正常相及環(huán)境溫度參照體的溫度值。由物體自身發(fā)射的紅外輻射強(qiáng)度反映了物體自身的溫度，能提供物體熱狀態(tài)的重要信息，可揭示物體的形狀特征。另外，絕大多數(shù)金屬和非金屬都具有聲發(fā)射特性，聲發(fā)射診斷幾乎不受材料所限，可以長期對缺陷的安全性進(jìn)行實時狀況監(jiān)測和險情報警，這是聲發(fā)身技術(shù)優(yōu)于其它無損檢測技術(shù)的特點。壓力表式溫度計：分液體式、氣體式和蒸汽式，其作用原理是封閉在固定容積中的液體、氣體或某種液體的飽合蒸氣，受熱后體積膨脹或壓力變化。大多數(shù)金屬材料的塑性變形和位錯運動中的聲發(fā)射信號很微弱。缺點是檢測時有一定的近場盲區(qū)，且很難用于在線檢測。光學(xué)探傷的主要設(shè)備是光學(xué)內(nèi)窺鏡。在設(shè)備診斷中常用的射線有X和γ射線。在人們所處的某一環(huán)境中所有噪聲的總和稱為環(huán)境噪聲。第三節(jié)無損檢測技術(shù)δt=[(τ1―τ2)/τ1]×100%熱電偶溫度計：其基本原理是利用物體的熱電效應(yīng)，用電位差計等儀表測量出熱電勢，來求出對應(yīng)的溫度值。第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法優(yōu)點：簡單方便，直觀形象，成本最低，應(yīng)用范圍廣。僅在裂紋擴(kuò)展時才有信號渦流對形狀復(fù)雜的零件存在邊界效應(yīng)。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法案例二：發(fā)熱接頭溫度T1=97.因此聲發(fā)射技術(shù)是一種“動態(tài)”無損檢測技術(shù)，它對增長著的缺陷更敏感，可以檢測微米數(shù)量級的顯微裂紋的變化，檢測靈敏度很高。現(xiàn)代的聲學(xué)監(jiān)測技術(shù)已有了很大的發(fā)展，目前主要有聲學(xué)和噪聲監(jiān)測技術(shù)、超聲波檢測技術(shù)和聲發(fā)射技術(shù)。溫度是工業(yè)生產(chǎn)中重要的熱工參數(shù)之一。一、聲音和噪聲診斷方法第二節(jié)溫度監(jiān)測方法如潤滑不良造成機(jī)件的異常磨損會使相應(yīng)部位的溫度升高——故障征兆；第二節(jié)溫度監(jiān)測方法第二節(jié)溫度監(jiān)測方法案例一：35kV多油斷路器外連接件接觸不良，6個接頭有5個發(fā)熱，最高溫度達(dá)537.溫度與機(jī)器設(shè)備的運行狀態(tài)密切相關(guān)。謝謝觀看！案例一：35kV多油斷路器外連接件接觸不良，6個接頭有5個發(fā)30設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)其它物理診斷方法設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)其它物理診斷方法31一、聲音和噪聲診斷方法在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中，聽碰到的聲音一般為噪聲，噪聲有兩類，一類是指一些不規(guī)則的、間歇的或隨機(jī)的聲波；另一類是指不希望有的擾動或干擾聲音，有時也包括那些在有用頻帶內(nèi)任何不需要的干擾。在人們所處的某一環(huán)境中所有噪聲的總和稱為環(huán)境噪聲。當(dāng)觀測研究某聲源時，凡與該聲源信號存在與否無關(guān)的一切干擾，統(tǒng)稱為背景噪聲（如測量噪聲、散粒噪聲、熱噪聲等）。

第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法一、聲音和噪聲診斷方法第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法32聲級計（傳感器）是最基本的噪聲測量儀器，通常由輸入放大器、計權(quán)網(wǎng)絡(luò)、帶通濾波器、輸出放大器、檢波器和顯示裝置組成，從表頭上可直接讀出聲壓級的分貝（dB）數(shù)。

機(jī)器設(shè)備的噪聲是伴隨著振動同時產(chǎn)生的。利用聲音和噪聲的測量與分析進(jìn)行機(jī)器設(shè)備監(jiān)測及診斷的主要方法有下列幾種：（1）通過簡易診斷技術(shù)的評估法

這可以通過人的聽覺系統(tǒng)主觀判斷噪聲源的頻率和位置，精估機(jī)器運行是否正常；或者借助于傳聲器-放大器-聲級計對機(jī)器進(jìn)行近場掃描測量和表面振速分析，用來尋找機(jī)器的噪聲源和主要發(fā)聲部位。這種方法可用于機(jī)器運行狀態(tài)的一般識別和精密診斷的粗定位。第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法（1）通過簡易診斷技術(shù)的評估法第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法332．通過頻譜分析進(jìn)行精密診斷

與振動診斷方法一樣，頻譜分析是識別聲源的重要方法，可以尋找發(fā)生故障的零、部件及故障原因。對于往復(fù)機(jī)械或旋轉(zhuǎn)機(jī)械，一般都可以在它們的噪聲頻譜信號中找到與轉(zhuǎn)速n（r/min）和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性有關(guān)的基波和諧波峰值及其頻率值，可用來識別主要噪聲源。當(dāng)峰值頻率為好幾個零、部件共有時，這時，就要結(jié)合其它方法，方可識別和區(qū)別究竟哪個零、部件是主要噪聲源。3．聲強(qiáng)法

聲強(qiáng)探頭具有明顯的指向特性。聲強(qiáng)法測量對聲學(xué)環(huán)境沒有特殊要求，并可在近場測量，測量既方便又迅速。4．相關(guān)函數(shù)法第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法2．通過頻譜分析進(jìn)行精密診斷第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法34二、超聲波診斷方法正常人耳可以聽到的聲音的頻率范圍為20—20000Hz，在此范圍內(nèi)的聲音叫作可聽聲。頻率低于20Hz的叫次聲，高于20000Hz的叫超聲，用于故障診斷的超聲波頻率一般是在0.5MHz到10MHz以上（1MHz=1000000Hz）。利用超聲波進(jìn)行探傷的特點是：超聲波有良好的指向性，頻率越高，指向性越好；由于頻率高，波長短，超聲波可在物體界面或內(nèi)部缺陷處反射、折射和散射，據(jù)此可檢測物體內(nèi)部和表面的缺陷。并且波長越短，識別缺陷的尺寸越小，可檢測與其波長同量級的缺陷。

第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法二、超聲波診斷方法第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法35超聲波探傷的優(yōu)點是：設(shè)備輕巧，操作方便，成本低，靈敏度高，檢測速度快，可自動化檢測，適用于野外作業(yè)，而且超聲波對人體無害。缺點是檢測時有一定的近場盲區(qū)，且很難用于在線檢測。目前，超聲波探傷技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)的一些重要管線和壓力容器的故障診斷。另外，超聲波測厚技術(shù)也是超聲波診斷方法的一種，這一技術(shù)已廣泛應(yīng)用于管道壁厚測量。例如，2002年夏天，某化纖公司聚酯生產(chǎn)裝置一臺熱媒加熱爐發(fā)生熱媒加熱盤管泄漏，在對漏點進(jìn)行焊接修補的同時，利用超聲波測厚儀對盤管進(jìn)行壁厚測量，經(jīng)多點檢測得之當(dāng)時壁厚范圍約在3.5～4mm（原始壁厚4mm），提供了該熱媒加熱爐繼續(xù)使用的參考依據(jù)。第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法36三、聲發(fā)射診斷技術(shù)當(dāng)加載物體發(fā)生塑性變形、內(nèi)部晶格位錯運動、晶界滑移時，或者在裂紋成核、擴(kuò)展和物體斷裂時以及其它缺陷增長時，都會以彈性波的形式釋放出猝發(fā)能量，這種現(xiàn)象稱為聲發(fā)射（AcousticEmission）。大多數(shù)金屬材料的塑性變形和位錯運動中的聲發(fā)射信號很微弱。這就要借助傳感器和測量儀器，通過檢測分析聲發(fā)射信號，并進(jìn)而根據(jù)聲發(fā)射信號的特征推斷聲發(fā)射源的機(jī)理和危險性，這就出現(xiàn)了聲發(fā)射技術(shù)。第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法三、聲發(fā)射診斷技術(shù)當(dāng)加載物體發(fā)生塑性變形、內(nèi)部晶格位錯運動、37在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中，聽碰到的聲音一般為噪聲，噪聲有兩類，一類是指一些不規(guī)則的、間歇的或隨機(jī)的聲波；利用聲響判斷物品的質(zhì)量是人們常用的簡易方法。試驗前要去除剩磁，否則會出假痕跡；若要探測所有方向上的缺陷，要進(jìn)行多次探測。2．超聲的頻率范圍為。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法利用紅外溫度測量儀則只需手持儀器對著導(dǎo)線接頭直接測量，幾分鐘即可完成檢查工作。具有全被動式、全天候的特點。4．相對溫差（RelativeTemperatureDifference）：兩個對應(yīng)測點之間的溫差與其中較熱點的溫升之比的百分?jǐn)?shù)相對溫差δt可用下式求出：第三節(jié)無損檢測技術(shù)第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法3．下列監(jiān)測方法中不屬于聲學(xué)監(jiān)測方法的是。第三節(jié)無損檢測技術(shù)表8-1無損探傷法檢測表面裂紋的極限能力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)其它物理診斷方法如果按照檢測的形狀分，紅外測溫設(shè)備包括：用于檢測點的紅外點溫儀（紅外測溫儀）；三、紅外測溫技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用在人們所處的某一環(huán)境中所有噪聲的總和稱為環(huán)境噪聲。一、單項選擇題（在備選答案中選出一個正確答案，并將其號碼填在題干中的橫線上）壓力表式溫度計：分液體式、氣體式和蒸汽式，其作用原理是封閉在固定容積中的液體、氣體或某種液體的飽合蒸氣，受熱后體積膨脹或壓力變化。聲發(fā)射必須有外部條件，如力、電磁、溫度等因素的作用，使材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)、缺陷或潛在缺陷發(fā)生變化，才能產(chǎn)生能量釋放使聲發(fā)射出來。因此聲發(fā)射技術(shù)是一種“動態(tài)”無損檢測技術(shù)，它對增長著的缺陷更敏感，可以檢測微米數(shù)量級的顯微裂紋的變化，檢測靈敏度很高。另外，絕大多數(shù)金屬和非金屬都具有聲發(fā)射特性，聲發(fā)射診斷幾乎不受材料所限，可以長期對缺陷的安全性進(jìn)行實時狀況監(jiān)測和險情報警，這是聲發(fā)身技術(shù)優(yōu)于其它無損檢測技術(shù)的特點。但是，由于材料的塑性變形和裂紋擴(kuò)展等的不可逆性，聲發(fā)射也有不可逆性，即認(rèn)為應(yīng)力第二次再重復(fù)作用時，大多數(shù)彈性體不會再產(chǎn)生聲發(fā)射。因此，必須知道材料的受力歷史或者在構(gòu)件第一次受力時進(jìn)行聲發(fā)射診斷。需要指出的是，聲發(fā)射探傷的技術(shù)關(guān)鍵之一是排除背景噪聲的干擾。第一節(jié)聲學(xué)監(jiān)測方法在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中，聽碰到的聲音一般為噪聲，噪聲有兩38第二節(jié)溫度監(jiān)測方法

溫度與機(jī)器設(shè)備的運行狀態(tài)密切相關(guān)。如潤滑不良造成機(jī)件的異常磨損會使相應(yīng)部位的溫度升高——故障征兆；高溫也會引發(fā)機(jī)械設(shè)備故障，尤其在夏季運行時更需注意。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的的軸承、潤滑油和帶電設(shè)備的接頭等是需要重點關(guān)注溫度和溫升的部位。

溫度診斷技術(shù)是利用測量機(jī)件工作溫度的方式，對機(jī)器設(shè)備的發(fā)熱狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，從而判斷設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)。溫度監(jiān)測方法包括簡易溫度監(jiān)測方法和紅外測溫監(jiān)測方法。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法溫度與機(jī)器設(shè)備39一、簡易溫度監(jiān)測方法溫度是工業(yè)生產(chǎn)中重要的熱工參數(shù)之一，溫度的變化與被監(jiān)測設(shè)備的性能和工況有密切的關(guān)系，因此，溫度監(jiān)測已被廣泛地應(yīng)用于在線設(shè)備的監(jiān)測上。簡易溫度監(jiān)測常用接觸式測溫儀表，常用的有下列幾種：膨脹式溫度計：分液體式和固體式，它們是利用液體或固體受熱膨脹的原理制成的，如液柱溫度計和雙金屬溫度計。壓力表式溫度計：分液體式、氣體式和蒸汽式，其作用原理是封閉在固定容積中的液體、氣體或某種液體的飽合蒸氣，受熱后體積膨脹或壓力變化。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法一、簡易溫度監(jiān)測方法溫度是工業(yè)生產(chǎn)中40電阻溫度計：是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的性質(zhì)來進(jìn)行測溫的。通常以金屬熱電阻或半導(dǎo)體熱敏電阻作為敏感元件，用電橋轉(zhuǎn)換變?yōu)殡妷旱淖兓?。熱電偶溫度計：其基本原理是利用物體的熱電效應(yīng)，用電位差計等儀表測量出熱電勢，來求出對應(yīng)的溫度值。接觸測溫由于熱接觸和熱平衡常帶來較大的誤差，同時，在應(yīng)用范圍上也有一定的局限性，因此，非接觸測溫法越來越受到人們的重視。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法第二節(jié)溫度監(jiān)測方法41二、紅外測溫監(jiān)測技術(shù)任何物體都存在熱輻射。物體溫度不同，輻射的波長組成成分不同，輻射能的大小也不同。在熱輻射中很重要的成分是紅外線輻射，稱之為“紅外輻射”。紅外輻射就是從可見光的紅端到毫米波的寬廣波長范圍內(nèi)的電磁波輻射。由物體自身發(fā)射的紅外輻射強(qiáng)度反映了物體自身的溫度，能提供物體熱狀態(tài)的重要信息，可揭示物體的形狀特征。因此，利用紅外輻射溫度計和紅外成象裝置進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用。如果按照檢測的形狀分，紅外測溫設(shè)備包括：用于檢測點的紅外點溫儀（紅外測溫儀）；用于檢測線的紅外行掃描儀；用于檢測面的紅外熱像儀和紅外熱電視。

第二節(jié)溫度監(jiān)測方法二、紅外測溫監(jiān)測技術(shù)任何物體都存在熱42紅外測溫設(shè)備的主要部分包括精密光學(xué)系統(tǒng)和紅外探測器。紅外測溫儀（紅外點溫儀）是最輕便、最直觀、最快速的非接觸測溫儀，它常用于測量物體的一個點（指相對較小的面積）的溫度。由于紅外測溫儀結(jié)構(gòu)簡單、輕巧便攜、使用方便、價格低廉，因而成為現(xiàn)場檢測的通用手段。

紅外熱成象系統(tǒng)是把物體發(fā)出的紅外輻射經(jīng)光學(xué)成象物鏡、光機(jī)掃描系統(tǒng)投射到液氮致冷紅外探測器上，探測器把紅外輻射信號轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)放大和處理后在視頻顯示器上得到與物體表面熱分布相應(yīng)的“實時熱圖象”。從而實現(xiàn)了把景物的不可見熱圖象轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢妶D象。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法紅外測溫設(shè)備的主要部分包括精密光學(xué)系統(tǒng)和紅外探測器。第二節(jié)43目前常用的熱成象主要有紅外熱象儀和紅外熱電視兩類。近年來，利用微機(jī)的圖象處理和分析系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用。熱成象技術(shù)具有如下特點：可進(jìn)行非接觸檢測；可給出空間分辨率和溫度分辨率都較好的設(shè)備的溫度場的二維圖象；可進(jìn)行快速和實時測量，允許我們進(jìn)行瞬態(tài)研究和大范圍設(shè)備的快速觀測，并可記錄與重放物面溫度場及其演變過程，進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示、計算、處理和分析；具有全被動式、全天候的特點。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法目前常用的熱成象主要有紅外熱象儀和紅外熱電視兩類。近年來，利44三、紅外測溫技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用

只要表面發(fā)出的紅外輻射不受阻擋，都屬于紅外診斷技術(shù)的有效監(jiān)測設(shè)備，例如：旋轉(zhuǎn)機(jī)械、變壓器、斷路器、互感器、電力電容器、避雷器、電力電纜、母線、導(dǎo)線、絕緣子串、組合電器、低壓電器及二次回路等。在電力系統(tǒng)中，輸電電纜的接頭發(fā)熱是電力設(shè)備中的一個主要問題。如為了防止過熱造成停電事故，需用大量人力手工測量接頭或?qū)Ь€的電阻比。不僅勞動強(qiáng)度大，而且作業(yè)危險。利用紅外溫度測量儀則只需手持儀器對著導(dǎo)線接頭直接測量，幾分鐘即可完成檢查工作。又如電機(jī)轉(zhuǎn)子、變壓器、開關(guān)、閘刀等常常因元件老化造成失效，不但會影響正常供電甚至?xí)鸹馂?zāi)，停電檢查勢必會影響生產(chǎn)。利用紅外測量儀進(jìn)行在線監(jiān)測代替停電檢查可充分顯示出它的優(yōu)越性。電氣部件的故障是逐漸惡化的，在此過程中往往伴隨著溫度的升高，根據(jù)所測溫度及電氣設(shè)備的特點，可以判斷該設(shè)備是否已經(jīng)變壞，并可做出趨勢分析。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法三、紅外測溫技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用只45帶電設(shè)備（AliveEquipment）紅外診斷技術(shù)定義：1．帶電設(shè)備：傳導(dǎo)負(fù)荷電流(試驗電流)或加有運行電壓(試驗電壓)的設(shè)備。2．溫升（TemperatureRise）：用同一檢測儀器相繼測得的被測物表面溫度和環(huán)境溫度參照體表面溫度之差。3．溫差（TemperatureDifference）：用同一檢測儀器相繼測得的不同被測物或同一被測物不同部位之間的溫度差。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法帶電設(shè)備（AliveEquipment）紅外診斷技術(shù)定義464．相對溫差（RelativeTemperatureDifference）：兩個對應(yīng)測點之間的溫差與其中較熱點的溫升之比的百分?jǐn)?shù)相對溫差δt可用下式求出：δt=[(τ1―τ2)/τ1]×100%=[(T1―T2)/(T1―T0)]×100%式中：τ1和T1為發(fā)熱點的溫升和溫度；τ2和T2為正常相對應(yīng)點的溫升和溫度；T0為環(huán)境參照體的溫度。5．環(huán)境溫度參照體（ReferenceBodyOfAmbientTemperature）：用來采集環(huán)境溫度的物體叫環(huán)境溫度參照體。它可能不具有當(dāng)時的真實環(huán)境溫度，但它具有與被測物相似的物理屬性并與被測物處在相似的環(huán)境之中。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法4．相對溫差（RelativeTemperatureDi47

運行電氣設(shè)備的紅外檢測和診斷周期應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備的重要性、電壓等級、負(fù)荷率及環(huán)境條件等因素確定。紅外檢測時一般先用紅外熱像儀或紅外熱電視對所有應(yīng)測部位進(jìn)行全面掃描，找出熱態(tài)異常部位，然后對異常部位和重點檢測設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確測溫。準(zhǔn)確測溫應(yīng)注意下列各項：1．針對不同的檢測對象選擇不同的環(huán)境溫度參照體；2．測量設(shè)備發(fā)熱點、正常相的對應(yīng)點及環(huán)境溫度參照體的溫度值時，應(yīng)使用同一儀器測量；3．正確選擇被測物體的發(fā)射率；第二節(jié)溫度監(jiān)測方法運行電氣設(shè)備的紅外檢測和診斷周期應(yīng)根48溫度是工業(yè)生產(chǎn)中重要的熱工參數(shù)之一。需要指出的是，聲發(fā)射探傷的技術(shù)關(guān)鍵之一是排除背景噪聲的干擾。第三節(jié)無損檢測技術(shù)第二節(jié)溫度監(jiān)測方法從而實現(xiàn)了把景物的不可見熱圖象轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢妶D象。若要探測所有方向上的缺陷，要進(jìn)行多次探測。1．針對不同的檢測對象選擇不同的環(huán)境溫度參照體；如果按照檢測的形狀分，紅外測溫設(shè)備包括：用于檢測點的紅外點溫儀（紅外測溫儀）；優(yōu)點：比滲透探傷更靈敏，能探測近表面的缺陷；但是，由于材料的塑性變形和裂紋擴(kuò)展等的不可逆性，聲發(fā)射也有不可逆性，即認(rèn)為應(yīng)力第二次再重復(fù)作用時，大多數(shù)彈性體不會再產(chǎn)生聲發(fā)射。接觸測溫由于熱接觸和熱平衡常帶來較大的誤差，同時，在應(yīng)用范圍上也有一定的局限性，因此，非接觸測溫法越來越受到人們的重視。紅外測溫儀（紅外點溫儀）是最輕便、最直觀、最快速的非接觸測溫儀，它常用于測量物體的一個點（指相對較小的面積）的溫度。當(dāng)加載物體發(fā)生塑性變形、內(nèi)部晶格位錯運動、晶界滑移時，或者在裂紋成核、擴(kuò)展和物體斷裂時以及其它缺陷增長時，都會以彈性波的形式釋放出猝發(fā)能量，這種現(xiàn)象稱為聲發(fā)射（AcousticEmission）。案例一：35kV多油斷路器外連接件接觸不良，6個接頭有5個發(fā)熱，最高溫度達(dá)537.利用聲響判斷物品的質(zhì)量是人們常用的簡易方法。渦流對形狀復(fù)雜的零件存在邊界效應(yīng)。聲強(qiáng)法測量對聲學(xué)環(huán)境沒有特殊要求，并可在近場測量，測量既方便又迅速。在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中，聽碰到的聲音一般為噪聲，噪聲有兩類，一類是指一些不規(guī)則的、間歇的或隨機(jī)的聲波；最后就可觀測判斷缺陷的位置、形狀和大小，這就是滲透探傷法（PenetrantTesting）。可攜帶，甚至可用于水下探測；4．作同類比較時要注意保持儀器與各對應(yīng)測點的距離一致，方位一致；5．正確鍵入大氣溫度、相對濕度、測量距離等補償參數(shù)，并選擇適當(dāng)?shù)臏y溫范圍；6．應(yīng)從不同方位進(jìn)行檢測，求出最熱點的溫度值；7．記錄異常設(shè)備的實際負(fù)荷電流和發(fā)熱相、正常相及環(huán)境溫度參照體的溫度值。第二節(jié)溫度監(jiān)測方法溫度是工業(yè)生產(chǎn)中重要的熱工參數(shù)之一。4．作同類比較時要注意保49

案例一：35kV多油斷路器外連接件接觸不良，6個接頭有5個發(fā)熱，最高溫度達(dá)537.2℃，屬緊急缺陷。

案例二：發(fā)熱接頭溫度T1=97.9℃，正常相T2=31.2℃，T0=10.2℃，δt=75.9%，屬一般缺陷。案例一

高壓斷路器外部連接件接觸不良案例二電纜頭接頭接觸不良第二節(jié)溫度監(jiān)測方法案例一：35kV多油斷路器外連接件接觸50無損檢測（NDT，NondestructiveTesting）是指對材料和零、部件進(jìn)行的非破壞檢測，以期發(fā)現(xiàn)表面和內(nèi)部缺陷的一項專門技術(shù)。表8-1無損探傷法檢測表面裂紋的極限能力第三節(jié)無損檢測技術(shù)檢測方法裂紋尺寸（mm）注釋寬長深目視法0.12—受表面狀況和光照的影響滲透法10-210.1與表面狀況有關(guān)磁粉法10-210.2與磁化方式有關(guān)，限于鐵磁材料渦流法10-210.2與激勵頻率有關(guān)，適于導(dǎo)體超聲波法10-221與反射情況有關(guān)X射線法0.350.3與表面垂直厚度有關(guān)聲發(fā)射法10-310-310-3僅在裂紋擴(kuò)展時才有信號無損檢測（NDT，Nondestructi511．滲透探傷法（著色探傷法）用清洗劑（無色）把受檢零件表面預(yù)先清理干凈后，在其表面敷以專用的滲透液，當(dāng)表面有開口缺陷時，經(jīng)足夠的時間后，滲透劑（紅色）就滲透到缺陷中；然后把零件表面多余的滲透液清洗掉，再涂以顯象劑形成顯象劑（白色）薄膜，把缺陷中的滲透液吸出，經(jīng)充分?jǐn)U散進(jìn)入顯象劑薄膜，顯現(xiàn)缺陷圖景；最后就可觀測判斷缺陷的位置、形狀和大小，這就是滲透探傷法（PenetrantTesting）。優(yōu)點：簡單方便，直觀形象，成本最低，應(yīng)用范圍廣。缺點：僅適于表面開口的缺陷類型，靈敏度不太高，不利于實現(xiàn)自動化，不能顯示深度。第三節(jié)無損檢測技術(shù)1．滲透探傷法（著色探傷法）第三節(jié)無損檢測技術(shù)522．磁粉探傷法磁粉探傷（MagneticParticleTesting）是一種應(yīng)用較早較廣的無損檢測方法。主要用于探測磁性材料或零、部件表面和近表面的各種缺陷。通過觀測施加在構(gòu)件上的磁粉痕跡，就可判定缺陷的位置、取向和大小。優(yōu)點：比滲透探傷更靈敏，能探測近表面的缺陷；可攜帶，甚至可用于水下探測；不需除去像油漆那樣的涂層，使用簡便，成本較低；顯示直觀。缺點：僅適于鐵磁材料或構(gòu)件；試驗前要去除剩磁，否則會出假痕跡；若要探測所有方向上的缺陷，要進(jìn)行多次探測。第三節(jié)無損檢測技術(shù)2．磁粉探傷法第三節(jié)無損檢測技術(shù)533．渦流探傷法渦流探傷法是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的。優(yōu)點：適用范圍廣，靈敏度高，超過磁粉探傷所能測到的深度；不用耦合劑，且可用于高溫探傷；容易實現(xiàn)自動化和計算機(jī)化的數(shù)據(jù)處理。缺點：由于渦流表面的趨膚效應(yīng)，距表面較深的缺陷難以檢測出來；由于影響渦流變化的因素很多，故必須采用信息處理的方法“去偽存真”，這就需要做模擬試驗或做標(biāo)準(zhǔn)試塊予以對比，或做些預(yù)試驗摸索規(guī)律，方可做出正確判斷；渦流對形狀復(fù)雜的零件存在邊界效應(yīng)。第三節(jié)無損檢測技術(shù)3．渦流探傷法第三節(jié)無損檢測技術(shù)544．射線探傷法在設(shè)備診斷中常用的射線有X和γ射線。射線探傷技術(shù)在核反應(yīng)堆部件的質(zhì)量檢驗中，在固體火箭發(fā)動機(jī)的完整性評價中都已得到了具體應(yīng)用，現(xiàn)已成為檢查現(xiàn)場安裝質(zhì)量、維護(hù)管理和壽命預(yù)測的主要手段。其主要缺點是射線對人身有害，且設(shè)備的成本較高。5．光學(xué)探傷法光學(xué)探傷的主要設(shè)備是光學(xué)內(nèi)窺鏡。第三節(jié)無損檢測技術(shù)4．射線探傷法第三節(jié)無損檢測技術(shù)55材料監(jiān)測項目目視檢測法溫度檢測法光學(xué)檢測法滲透檢測法磁粉檢測法射線檢測法渦流檢測法泄漏檢測法力學(xué)檢測法聲學(xué)檢測法超聲探傷法超聲測厚法聲發(fā)射法其它方法金屬表面開裂紋××××××//××表面腐蝕坑×××××/嚴(yán)重腐蝕研磨×//××××內(nèi)部裂紋×//×/孔隙/×/××未焊透缺陷/×內(nèi)部孔穴夾雜×//缺陷尺寸////×厚度測量××//××結(jié)構(gòu)微變化/×/////應(yīng)力/應(yīng)變測量//×涂層金屬涂層厚度測量/××/××涂層剝落////×涂層針孔×/復(fù)合材料脫粘////×××/纖維/基體配量///樹脂不完全固化///內(nèi)部孔隙×混凝土混凝土厚度×加強(qiáng)鋼筋腐蝕/陶瓷表面裂紋/×//內(nèi)部裂紋孔隙×/其它組裝檢測××選分×××表8-2各種檢測方法的應(yīng)用范圍注：/一般的檢測方法×較好的檢測方法材料監(jiān)測項目目視溫度光學(xué)滲透磁粉射線渦流泄漏力學(xué)聲學(xué)超聲超聲56小結(jié)（一）利用聲響判斷物品的質(zhì)量是人們常用的簡易方法?，F(xiàn)代的聲學(xué)監(jiān)測技術(shù)已有了很大的發(fā)展，目前主要有聲學(xué)和噪聲監(jiān)測技術(shù)、超聲波檢測技術(shù)和聲發(fā)射技術(shù)。溫度是工業(yè)生產(chǎn)中重要的熱工參數(shù)之一。簡易溫度監(jiān)測常用接觸式測溫儀表；目前，非接觸測溫法——紅外測溫監(jiān)測技術(shù)越來越受到人們的重視。無損檢測是指對材料和零、部件進(jìn)行的非破壞檢測，以期發(fā)現(xiàn)表面和內(nèi)部缺陷的一項專門技術(shù)。小結(jié)（一）利用聲響判斷物品的質(zhì)量是人們常用的簡易方法。現(xiàn)57問題與回答互動時間問題與回答互動時間58利用紅外溫度測量儀則只需手持儀器對著導(dǎo)線接頭直接測量，幾分鐘即可完成檢查工作。案例一高壓斷路器外部連接件接觸不良第三節(jié)無損檢測技術(shù)δt=[(τ1―τ2)/τ1]×100%第二節(jié)溫度監(jiān)測方法由物體自身發(fā)射的紅外輻射強(qiáng)度反映了物體自身的溫度，能提供物體熱狀態(tài)的重要信息，可揭示物體的形狀特征。在熱輻射中很重要的成分是紅外線輻射，稱之為“紅外輻射”。簡易溫度監(jiān)測常用接觸式測溫儀表；無損檢測（NDT，NondestructiveTesting）是指對材料和零、部件進(jìn)行的非破壞檢測，以期發(fā)現(xiàn)表面和內(nèi)部缺陷的一項專門技術(shù)。壓力表式溫度計：分液體式、氣體式和蒸汽式，其作用原理是封閉在固定容積中的液體、氣體或某種液體的飽合蒸氣，受熱后體積膨脹或壓力變化。5．環(huán)境溫度參照體（ReferenceBodyOfAmbientTemperature）：用來采集環(huán)境溫度的物體叫環(huán)境溫度參照體。另外，絕大多數(shù)金屬和非金屬都具有聲發(fā)射特性，聲發(fā)射診斷幾乎不受材料所限，可以長期對缺陷的安全性進(jìn)行實時狀況監(jiān)測和險情報警，這是聲發(fā)身技術(shù)優(yōu)于其它無損檢測技術(shù)的特點。磁粉探傷（MagneticParticleTesting）是一種應(yīng)用較早較廣的無損檢測方法。目前，超聲波探傷技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)