礦用產品隔爆腔內帶電體溫度測量方法探析

中煤科工集團重慶研究院有限公司 曹 平 彭紅玲

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礦用產品隔爆腔內帶電體溫度測量方法探析

中煤科工集團重慶研究院有限公司 曹 平 彭紅玲

【摘要】溫升試驗是考核礦用產品電氣性能的重要試驗，溫升過高會直接影響煤礦安全生產。而溫升試驗最主要的就是對設備相關部位進行溫度測量，不同的溫度測量方法對測量直接影響著測量結果的可靠性和準確性。本文研究了幾種傳統溫度測量方法，對其進行優、缺點分析。在此基礎上，提出了非接觸分體式帶電體腔內測溫的新方法，該方法具有測量精度高、可靠性較強，具有良好的市場應用前景。

【關鍵詞】隔爆腔；帶電體；溫度測量；非接觸分體式；可靠性高

0　引言

溫度是確定物體狀態的重要參數之一，它的測量和控制在國防、軍事、科研以及工農業生產中占有十分重要的地位。在實驗室檢測礦用產品隔爆腔內帶電體溫度的過程中，除了考慮測溫儀器的精度外，測量方法的選取同樣十分重要。

在實驗室檢驗中，礦用變頻器、變壓器及無功補償裝置等產品的溫升試驗需要在高電壓下進行試驗（變頻器及無功補償裝置需要在額定電壓下進行，常見電壓等級為380V/660V/1140V；變壓器需要在短路電壓下進行，電壓高達數百伏），其接線端子的溫度檢測采用常規的測溫方法已經無法滿足試驗要求[1-3]。

1　常見的帶電體溫度測量方法分析

1.1采用熱電偶測溫

熱電偶屬于接觸式測量儀器，其優點在于所測溫度更接近物體的真實溫度，測溫簡單、可靠，缺點在于動態性能差，需要一定的時間進行熱交換才能達到熱平衡，對被測物的溫度分布有一定的影響，且其耐壓等級僅有幾十伏，無法滿足對高壓帶電體溫度的測量。

而人為將熱電偶探頭進行絕緣處理后（如用絕緣膠帶或導熱硅膠進行絕緣處理）測量帶電體的溫度也是不可取的。絕緣膠帶的導熱率太低，帶電體的實際溫度經過絕緣膠帶后會有明顯的溫差，而該溫差不可測量，造成試驗數據不準確。導熱硅膠的導熱率高，但由于固化時間長、粘合強度低等因素導致工作效率低，脫落后有造成短路等安全隱患。

1.2采用紅外測溫儀器測溫

手持式紅外測溫儀、紅外熱成像儀屬于非接觸式測量儀器，無耐壓等級之說。其具有相應時間短、非接觸、不干擾被測溫場、操作方便等優點。但其測量時需要打開隔爆腔門并在有效測量距離內瞄準被測物，而礦用產品的溫升試驗是模擬樣品在額定工作狀態下進行，試驗過程中不允許打開防爆腔門。因此，該兩種手持式設備不適用于實驗室檢驗礦用產品隔爆腔內帶電體的溫度。

2　新方法探索

經過上述分析，測量礦用產品隔爆腔內帶電體的溫度時，非接觸式測溫方法相對于接觸式測溫方法優點更為突出[4]。但目前的便攜式測溫儀并不能直接用于該方向進行測溫。

若將測溫探頭和數據采集終端分開，測溫探頭將檢測到的信號通過光纖傳輸模塊傳輸給隔爆腔外的數據采集終端進行光電轉換、數據處理及顯示。這樣在試驗過程中，將不會再打開隔爆腔門進行測量，符合試驗規程，溫度測試精度較高。示意圖如圖1所示：

圖1　溫度測量原理圖

從圖1中可以看出，紅外測溫探頭采集到紅外波后，通過光纖將紅外波傳輸至數據采集終端。由于光信號不受外界電磁波干擾，故而采用光纖將原始信號從隔爆腔內傳出，在外圍的數據采集終端進行處理。此方法在一定程度上，抑制了外界因素對傳輸數據的影響，從而確保了測溫精度。

3　結束語

本文通過對常見的兩種測溫方法進行分析，闡述了該兩種方法在礦用產品隔爆腔內帶電體溫度測量上的不足。在此基礎上，提出了一種基于紅外測溫原理的分體式測溫方法。本方法可良好的解決試驗過程中不開腔門、檢驗數據易受干擾等問題。

參考文獻

[1]王友鵬.基于ARM核的熱釋電紅外測溫儀的研制[D].南京信息工程大學,2007.

[2]張忠恒.雙波長紅外測溫儀的研究[D].天津理工大學,2007.

[3]宋傳皓.非接觸式紅外測溫裝置研究[J].電腦知識與技術,2015.

[4]李智偉,馮馳.紅外測溫系統設計與實現[J].應用科技,2010.

曹平（1985—），男，工程師，畢業于重慶大學，主要從事防爆電器性能檢驗工作。

彭紅玲（1980—），女，工程師，畢業于河南理工大學，主要從事防爆電器性能檢驗工作。

作者簡介：