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萬(wàn)度高溫是用什么測(cè)出來(lái)的
2017-07-12
１.紅外測(cè)溫儀工作原理概述
比起接觸式測(cè)溫方法紅外測(cè)溫有著響應(yīng)時(shí)間快、非接觸、使用安全及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。非接觸紅外測(cè)溫儀包括便攜式、在線(xiàn)式和掃描式三大系列并備有各種選件和計(jì)算機(jī)軟件每一系列中又有各種型號(hào)及規(guī)格。在不同規(guī)格的各種型號(hào)測(cè)溫儀中正確選擇紅外測(cè)溫儀型號(hào)對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)是十分重要的。
紅外檢測(cè)是一種在線(xiàn)監(jiān)測(cè)(不停電)式高科技檢測(cè)技術(shù)它集光電成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)于一身通過(guò)接收物體發(fā)出的紅外線(xiàn)(紅外輻射)將其熱像顯示在熒光屏上從而準(zhǔn)確判斷物體表面的溫度分布情況具有準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、快速等優(yōu)點(diǎn)。
任何物體由于其自身分子的運(yùn)動(dòng)不停地向外輻射紅外熱能從而在物體表面形成一定的溫度場(chǎng)俗稱(chēng)“熱像”。紅外診斷技術(shù)正是通過(guò)吸收這種紅外輻射能量測(cè)出設(shè)備表面的溫度及溫度場(chǎng)的分布從而判斷設(shè)備發(fā)熱情況。
目前應(yīng)用紅外診技術(shù)的測(cè)試設(shè)備比較多如紅外測(cè)溫儀、紅外熱電視、紅外熱像儀等等。像紅外熱電視、紅外熱像儀等設(shè)備利用熱成像技術(shù)將這種看不見(jiàn)的“熱像”轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)光圖像使測(cè)試效果直觀靈敏度高能檢測(cè)出設(shè)備細(xì)微的熱狀態(tài)變化準(zhǔn)確反映設(shè)備內(nèi)部、外部的發(fā)熱情況可靠性高對(duì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患非常有效。
紅外診斷技術(shù)對(duì)電氣設(shè)備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預(yù)測(cè)使傳統(tǒng)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)維修(預(yù)防試驗(yàn)是50年代引進(jìn)前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn))提高到預(yù)知狀態(tài)檢修這也是現(xiàn)代電力企業(yè)發(fā)展的方向。特別是現(xiàn)在大機(jī)組、超高電壓的發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定提出了越來(lái)越高的要求。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展成熟與日益完善利用紅外狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)具有遠(yuǎn)距離、不接觸、不取樣、不解體又具有準(zhǔn)確、快速、直觀等特點(diǎn)實(shí)時(shí)地在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和診斷電氣設(shè)備大多數(shù)故障(幾乎可以覆蓋所有電氣設(shè)備各種故障的檢測(cè))。它備受?chē)?guó)內(nèi)外電力行業(yè)的重視(國(guó)外70年代后期普遍應(yīng)用的一種先進(jìn)狀態(tài)檢修體制)并得到快速發(fā)展。
紅外檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)提高電氣設(shè)備的可靠性與有效性，時(shí)代邵氏硬度計(jì)提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益降低維修成本都有很重要的意義。是目前在預(yù)知檢修領(lǐng)域中普遍推廣的一種很好手段又能使維修水平和設(shè)備的健康水平上一個(gè)臺(tái)階。
采用紅外成像檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)正在運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行非接觸檢測(cè)拍攝其溫度場(chǎng)的分布、測(cè)量任何部位的溫度值據(jù)此對(duì)各種外部及內(nèi)部故障進(jìn)行診斷具有實(shí)時(shí)、遙測(cè)、直觀和定量測(cè)溫等優(yōu)點(diǎn)用來(lái)檢測(cè)發(fā)電廠、變電所和輸電線(xiàn)路的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備和帶電設(shè)備非常方便、有效。
利用熱像儀檢測(cè)在線(xiàn)電氣設(shè)備的方法是紅外溫度記錄法。
紅外溫度記錄法是工業(yè)上用來(lái)無(wú)損探測(cè)檢測(cè)設(shè)備性能和掌握其運(yùn)行狀態(tài)的一項(xiàng)新技術(shù)。與傳統(tǒng)的測(cè)溫方式(如熱電偶、不同熔點(diǎn)的蠟片等放置在被測(cè)物表面或體內(nèi))相比熱像儀可在一定距離內(nèi)實(shí)時(shí)、定量、在線(xiàn)檢測(cè)發(fā)熱點(diǎn)的溫度通過(guò)掃描還可以繪出設(shè)備在運(yùn)行中的溫度梯度熱像圖，表面粗糙度儀而且靈敏度高不受電磁場(chǎng)干擾便于現(xiàn)場(chǎng)使用。它可以在-20℃～2000℃的寬量程內(nèi)以0.05℃的高分辨率檢測(cè)電氣設(shè)備的熱致故障揭示出如導(dǎo)線(xiàn)接頭或線(xiàn)夾發(fā)熱以及電氣設(shè)備中的局部過(guò)熱點(diǎn)等等。 帶電設(shè)備的紅外診斷技術(shù)是一門(mén)新興的學(xué)科。它是利用帶電設(shè)備的致熱效應(yīng)采用專(zhuān)用設(shè)備獲取從設(shè)備表面發(fā)出的紅外輻射信息進(jìn)而判斷設(shè)備狀況和缺陷性質(zhì)的一門(mén)綜合技術(shù)。
2.紅外基礎(chǔ)理論 1672年人們發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光（白光）是由各種顏色的光復(fù)合而成同時(shí)牛頓做出了單色光在性質(zhì)上比白色光更簡(jiǎn)單的著名結(jié)論。使用分光棱鏡就把太陽(yáng)光（白光）分解為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等各色單色光。1800年英國(guó)物理學(xué)家f. w. 赫胥爾從熱的觀點(diǎn)來(lái)研究各種色光時(shí)發(fā)現(xiàn)了紅外線(xiàn)。他在研究各種色光的熱量時(shí)有意地把暗室的唯一的窗戶(hù)用暗板堵住并在板上開(kāi)了一個(gè)矩形孔孔內(nèi)裝一個(gè)分光棱鏡。當(dāng)太陽(yáng)光通過(guò)棱鏡時(shí)便被分解為彩色光帶并用溫度計(jì)去測(cè)量光帶中不同顏色所含的熱量。
為了與環(huán)境溫度進(jìn)行比較赫胥爾用在彩色光帶附近放幾支作為比較用的溫度計(jì)來(lái)測(cè)定周?chē)h(huán)境溫度。試驗(yàn)中他偶然發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：放在光帶紅光外的一支溫度計(jì)比室內(nèi)其他溫度的批示數(shù)值高。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)這個(gè)所謂熱量最多的高溫區(qū)總是位于光帶最邊緣處紅光的外面。
于是他宣布太陽(yáng)發(fā)出的輻射中除可見(jiàn)光線(xiàn)外還有一種人眼看不見(jiàn)的“熱線(xiàn)”這種看不見(jiàn)的“熱線(xiàn)”位于紅色光外側(cè)叫做紅外線(xiàn)。紅外線(xiàn)是一種電磁波具有與無(wú)線(xiàn)電波及可見(jiàn)光一樣的本質(zhì)紅外線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)是人類(lèi)對(duì)自然認(rèn)識(shí)的一次飛躍對(duì)研究、利用和發(fā)展紅外技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)辟了一條全新的廣闊道路。
紅外線(xiàn)的波長(zhǎng)在0.76～100μm之間按波長(zhǎng)的范圍可分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極遠(yuǎn)紅外四類(lèi)它在電磁波連續(xù)頻譜中的位置是處于無(wú)線(xiàn)電波與可見(jiàn)光之間的區(qū)域。紅外線(xiàn)輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射，德圖PH計(jì)它是基于任何物體在常規(guī)環(huán)境下都會(huì)產(chǎn)生自身的分子和原子無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)并不停地輻射出熱紅外能量分子和原子的運(yùn)動(dòng)愈劇烈輻射的能量愈大反之輻射的能量愈小。
溫度在絕對(duì)零度以上的物體都會(huì)因自身的分子運(yùn)動(dòng)而輻射出紅外線(xiàn)。通過(guò)紅外探測(cè)器將物體輻射的功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后成像裝置的輸出信號(hào)就可以完全一一對(duì)應(yīng)地模擬掃描物體表面溫度的空間分布經(jīng)電子系統(tǒng)處理傳至顯示屏上得到與物體表面熱分布相應(yīng)的熱像圖。運(yùn)用這一方法便能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離熱狀態(tài)圖像成像和測(cè)溫并進(jìn)行分析判斷。
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