淺談紅外熱像儀的應用

殷瑩敏

摘要：紅外熱像儀的應用范圍愈來愈廣泛，作為化工企業，很多設備往往會處于高溫，高壓，腐蝕，氧化的惡劣工況下，利用紅外成像技術，對設備的運行狀態做到及時了解和掌握，較早地發現問題，并迅速查明原因，使生產運營得以安全進行，同時使設備的使用壽命不斷延長。

關鍵詞：電力；化工；熱像儀

1探知熱像儀

紅外熱像儀是一種利用紅外熱成像技術，通過對標的物的紅外輻射探測，并加以信號處理、光電轉換等手段，將標的物的溫度分布的圖像轉換成可視圖像的設備。紅外熱像儀將實際探測到的熱量進行精確的量化，以“面”的形式實時成像標的物的整體，因此能夠準確識別正在發熱的疑似故障區域。操作人員通過屏幕上顯示的圖像色彩和熱點追蹤顯示功能來初步判斷發熱情況和故障部位，同時嚴格分析，從而在確認問題上體現了高效率、高準確率。

早先用于軍事領域的紅外熱像儀，最近這些年不斷向民用、工業用領域進行擴展。歐美一些發達國家自上世紀70年代開始，先后開始探索紅外熱像儀在各個領域的使用。經過幾十年的持續發展，紅外熱像儀從一個笨重的機器已經發展成一個輕便、便攜的用于現場測試的設備。由于復雜的現場環境以及測試時產生的溫度場差異等因素，比較好的熱像儀必須具備以下標準：至少320*240的像素、空間分辨率小、分辨率小于0.1℃、具備可見光圖像合成和紅外圖像功能。紅外熱成像技術能夠最終生成高質量的圖像，歸結于其能夠進行高分辨率的、非接觸式的溫度成像。通過紅外熱成像技術提供的各種信息，可以彌補人類視覺上的不足。紅外熱成像技術已經在諸如石化、醫療、汽車、電力系統等許多行業得到了廣泛的應用，其發展的前景不可限量。

2廣泛應用的紅外熱成像儀

（1）對于發電機、電動機的不平衡負載，軸承溫度過高，碳刷、滑環和集流環發熱，繞組短路或開路，冷卻管路堵塞，過載過熱等問題進行監測。

（2）可以對電氣設備進行維修檢查。而對于安全防盜，屋頂查漏，環保檢查，節能檢測，無損探傷，森林防火，醫療檢查，質量控制等也比較有幫助。

（3）可以監控像火山爆發、山體滑坡等突發的自然環境變化。

（4）對于變壓器的套管過熱，過載，接頭松動，冷卻管堵塞不暢，接觸不良，三相負載不平衡等進行監測。

（5）對于電氣裝置的接觸不良，過載，接頭松動或，過熱，不平衡負荷等隱患進行監測。

紅外熱像儀的應用范圍愈來愈廣泛，在科研領域、醫療領域、電子等行業都將發揮出舉足輕重的作用。

3電力系統中紅外熱像儀的應用

電力設備一旦發生故障，大多數都有發熱的現象出現。在電力系統的運行過程中，我們以紅外診斷的角度來分析，由于存在電流效應，載流導體會產生不小的電阻損耗，大量的接頭、連接件或者觸頭分布在電能輸送的整個回路上。在輸電回路中，各種的接頭、觸頭或連接件的接觸電阻在理想的情況下會低于相連接導體部分的電阻。連接部位的損耗發熱如果按正常水平來說，應該低于或等于相鄰載流導體的發熱程度。而局部過熱是因為某些接頭、觸頭或連接件因為不良的連接，致使增大了接觸電阻，使得電阻損耗在該部位不斷增加和溫度的高速攀升。將熱像儀運用于設備的安全檢修上很早就用在電力行業上，通過其對電氣線路和設備的熱缺陷進行遠程紅外探測，如互感器、變壓器、母線、導線、套管、刀閘、電力電容器、斷路器、電力電纜、低壓電器、避雷器以及具有電壓、電流導致熱效應或其他致熱效應的電力設備的二次回路等，及時發現、預防、處理重大電力事故的發生起到了關鍵而有效的作用。

電力設備狀態的檢修要不斷提升，這樣就可以保證電力生產安全而高效地運行。對運行中的設備的狀態檢測以及在線監測手段是目前狀態檢測的兩種手段，因此在電力安全生產中這兩種手段始終起著至關重要的作用。作為一門新技術的紅外成像技術，無比的優越性體現在電力設備運行狀態檢測中。紅外成像技術對設備運行狀態良好與否進行診斷是按照設備的熱狀態分布為依據的。它具有快速、不接觸、不停運、遠距離、直觀地對設備的熱狀態進行成像的優點。在運行狀態下電力設備的熱分布正常與否是判斷該設備狀態是否良好的一個重要特征，因為電力設備的熱像圖是設備在運行狀態下熱狀態及其溫度分布的最真實的描寫，所以采用紅外成像技術來診斷電力設備的運行狀態及其隱患缺陷是通過對設備熱像圖進行分析的。

4我公司對紅外熱像儀的應用

作為化工企業，紅外熱像儀在我公司更有著極為廣泛的應用。化工企業里存在很多處在高壓，高溫，易腐蝕，易氧化的惡劣情況下運行的設備。這些設備工作周期長，維修時間短，運行后一般不會間斷運行。而且作為系統綜合性的企業，不僅有大量的正常化工設備，還有一些輔助性的設備，比如電氣、電力、儀表等。這些設備如果發生了事故，不但帶來了巨大的經濟上的損失，也容易造成人員的損害。為了對這些設備的運行狀態有所了解和掌握，及時的發現問題，并迅速查明發熱的原因，保證生產的安全進行，同時延長設備的使用壽命，進而能夠根據實際情況排出一個檢修的計劃，紅外熱像儀是一個最好的選擇。室內設備由于沒有外界陽光和天氣的干擾，更適合測溫型的熱像儀進行精確的溫度檢測。

為了做到防患于未然，我公司設置了測溫管理范圍，將已經投入到運行的各個電壓等級的電氣設備，包括直流電源裝置、UPSEPS電源裝置、電氣系統的一次回路和二次控制回路設備、通信設備等都劃入其范圍。全面掌握各個設備的健康情況，一旦發現溫度過高的設備時，第一時間查找其產生高溫的原因并根據設備的性質和當時具體情況加以消除，并將處理之后的紅外成像照片存檔。

過去，公司主要依靠定期停運，對各種設備進行檢修。這樣浪費了大量的人力、物力和財力。紅外熱成像技術成熟并且推廣后，預報警式的檢修制度正式形成。如果電氣設備的溫度出現了異常情況，可利用紅外熱成像技術根據已測出的該設備的熱像圖譜和異常溫度，結合其運行和檢修的具體情況以及其他電氣設備的試驗來進行綜合的情況分析，判斷該電器設備異常的部位和性質。

電力設備的事故眾所周知大都不是突然發生的，這其中大多有一個或快或慢的循序變化過程。電氣元部件會逐漸出現例如銹蝕、松動、破裂等情況，導致接觸的電阻逐漸增加，從而使電氣元部件的局部或整體溫度升高，出現了熱異常的現象。熱像儀這時就可以通過直接觀察和測量來發現這些熱異常現象，發現異常故障的位置和嚴重的程度。因此在有條件的情況下，定期使用熱像儀進行溫度檢測，能及時發現隱患或快速判斷出事地點，真正做到了防患于未然，同時減少了巨額經濟損失。

參考文獻：

[1]王魁漢.溫度測量技術[M].東北工學院出版社,1991.endprint