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1、（建筑电气工程）基于红外热成像原理的电气设备故障诊断研究基于红外热成像原理的电气设备故障诊断研究申请学位级别：工程硕士硕士专业：控制工程指导教师：xxx2011.3.11基于红外热成像原理的电气设备故障诊断研究摘要在工程实践中，电气设备由于经常运行在恶劣的工作环境下，事故频发，不仅损坏设备，影响正常生产，也对工作人员的生命安全造成了极大的威胁。为了确保设备运行的安全，故障的诊断是非常重要的。随着社会进步，红外热成像技术得到了充分的发展，其应用范围也越来越广泛，特别是对于电气设备潜在故障的诊断，红外热成像技术具有高安全性、非接触性和无需停止工作就能进行检测等许多优点。以红外热成像技术为基础的电气
2、设备潜在故障诊断成为一个非常有实用价值的研究课题。红外热成像技术在工程中的应用，首先是通过红外热像仪采集电气设备的信息，再进一步对信息进行分析，就可以对设备的故障进行诊断。本文在红外热辐射的理论基础上引出红外热成像诊断的基本理论，利用红外热成像技术对电气设备潜在故障进行分析、诊断。具体内容包括电气设备红外图像的采集和故障诊断两大方面。图像采集方面，对影响图像采集的因素进行了分析研究，制定了相应的措施，为提高红外图像采集的准确性提供了重要的依据；故障诊断方面，首先利用软件提取热像仪采集的信息，再通过诊断故障系统对信息进行判断，确定电气设备的状态，同时诊系统也可对设备内在故障进行分析和制定应对的措
3、施。论文的最后以实际的电气设备红外诊断为例，分析研究了红外热成像技术的具体应用。本文的红外图像的采集和故障诊断系统，在实践应用中取得了良好的效果。通过红外热成像诊断，能够及时发现设备中内在的问题，通过采取相应的措施，避免了设备发生问题；同时通过对图像的分析，可以充分了解设备的状态，实际作业中可以适当调整设备的保养时间和项目，提高了设备的有效利用率，降低了维护方面的成本。本文的故障诊断系统与实际相结合，具有很强的可操作性，提高了设备潜在故障诊断的可靠性，降低了设备故障的发生概率。关键词：红外热成像技术；采集；故障诊断FaultsAnalysisandApplicationofElectricBa
4、sedonInfraredThermographicTechniqueAbstractInpracticalproject，accidentsofelectrichappenedalotduetothelongrunningandpoorworkingenvironmentItnotonlydamageselectricandaffectsproduction，butalsoposesaseriousthreattohumansafetyInordertoensurethesafetyofelectric，theimportanceofdiagnosinginadvanceisobviousW
5、iththedevelopmentoftechnology，infraredthermographictechniquehasbeenfullydevelopedandwidelyapplied，especiallyinthefieldsofelectricfaultsdiagnosingInfraredthermographictechniquehasmanyadvantages，suchashighsafety，noncontactandnostoppingduringtheproductionTheresearchonfaultsdiagnosesofelectricbasedoninf
6、raredthermographictechniqueisisquitemeaningfulInfraredthermographictechniqueisappliedtoacquireinfraredimages，andthengetthediagnosisoffaultsthroughanalyzingtheinfraredimagesThispaperproposethebasicprinciplesofinfraredthermalimagingdiagnosingonthebasisofinfraredthermalradiationandexplainsinfraredtherm
7、alimagingdiagnosingofelectricItincludestheacquisitionofelectricinfraredimagesanddiagnosisoffaultsAstoimageacquisition，thispaperlistsoutfactorsthatmayaffecttheinfraredimageacquisitionfirst，andthenimplementscorrespondingactionsThisprocessisquiteimportanttoimprovingaccuracyofinfraredimageacquisitionInd
8、iagnosisaspect，thispaperfirstusessoftwaretoacquireinfraredimagesfromtheinfraredacquisitiondevice，andthenanalyzetheimageusingthediagnosissystemtogettheelectricworkingstatus，meanwhile，analyzesthefaultsandsolvesthemThelastpartofthispapertakesinfraredimagediagnosisofelectricinpracticeasexampleandpresent
9、sthepracticalapplicationofinfraredthermographictechniqueTheinfraredimageacquisitionanddiagnosissystempresentedinthispaperhasgotgoodresultsinpracticeInfraredthermographicdiagnosistechniqueCanhelpworkersfindelectricfaultsinadvanceandtakeactionstoavoidproductionhaltBesides，wecanfullysupervisetheworking
10、statusofelectricthroughtheseinfraredimagesSOthattoenhanceutilizationofequipmentandreducemaintenancescostsbyflexibleadjustmentinmaintainingtimeanditemsinthispaperFaultsdiagnosissystempresentedhasbeenappliedinpracticaloperation，whichimprovingthereliabilityoffaultsdiagnosisandreducingtheoccurrenceproba
11、bilityofequipmentfaultsKeyWords：InfraredThermographicTechnique；Acquisition；FaultDiagnosisxx大学学位论文度创性声明独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：基于红外热成像原理的电气设备故障诊断研
12、究作者签名：xxx日期2011.3.11xx大学版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于xx大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文题目：基于红外热成像原理的电气设备故障诊断研究作者签名：李金丽导师签名：日期：2011.3.111绪论随着科学的发展和技术的进步，厂矿企业的现代化水平日益提高【1】，电气设备的工作强度不断增大，自动化程度、生产效率也越来越高。同时设备也变
13、得更加复杂，各个部分的关联性也更加密切，往往某处微小的故障就会导致一系列的连锁反应，轻则部分部件受损，重则发生整个设备损坏或人员伤亡等重大的事故。这样不仅造成了企业的经济损失，也影响了正常的运行和员工的人身安全。因此，在安全管理上，对于设备的缺陷、故障的检测和诊断技术日益获得了重视和发展。机械故障诊断技术是指通过对设备在运行中(或相对静态条件下)状态信息的分析和处理，结合诊断对象的历史状况，识别设备及其部件的实时技术状况，并预知有关异常、故障和预测其未来技术状况，从而确定必要对策的技术【2】。为了进行电气设备的故障诊断，就需要了解设备的工作状况，而实际上设备的故障绝大多数的表现形式都是局部或整
14、体过热或温度分布异常，以此对应的是红外图像的变化，因此通过对设备的红外图像分析和研究就可以对设备的故障进行诊断。红外热成像技术是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应，是近年发展起来的一种新的无损检测方法，具有无损、快速、非接触等优点。通俗地讲是通过红外热像仪探测出物体表面温度分布，进而判断设备的工作状况。近年来红外热像仪作为一种非破坏性检测技术，已广泛应用于电力、石油化工、冶金、交通、建筑等众多领域。红外热像仪是基于红外热成像技术将设备的热信息瞬间可视化的设备，通过红外热像仪可以方便
15、的获取设备的红外图像，利用专业的软件，使检测人员能够充分了解设备的温度分布信息，从而为掌握设备的工作状态、有效的发现和诊断设备的潜在故障提供了必要的保障。依据具体的问题采取相应的措施，可以起到降低设备的突发性故障，确保设备的正常工作的作用。目前，红外热像仪在设备的预防性维护、故障的事前检测等方面发挥了巨大的作用。1.2国内外的研究现状红外热成像检测也称为热无损检测(ThermalNonDestructiveTesting，TNDT)，是建立在传热学理论上的一种方法。由于检测速度快、面积大、范围广，并且对检测物体无任何影响，所以红外无损检测的应用越来越广泛【3】。在国外，早在1949年Lesli
16、e等人就首次提出利用红外技术探测高压输电线路过热接头的思想，并描述了利用电阻测辐射热计制成的红外辐射计探测过热接头的具体方法。此后，随着红外探测元器件和仪器系统的发展，1965年开始应用较先进的红外辐射热像仪测量工业及输热管道温度，检测电动机、变压器和电缆等设备过热接头，从此，正式开辟了应用红外热像仪检测设备热故障的新领域，并在此基础上，不断改进和完善红外热像仪，扩大使用范围，逐步提高在实际中的使用效果【4】。此外，20世纪60年代初还研制了利用蒸发照相原理工作的红外成像仪，迈出红外成像探测的第一步。随着红外行扫描器和军用光机扫描式红外前视系统的迅速发展与逐步完善，很快诞生了民用光机扫描式红外热像仪代替了蒸发照相原理的红外成像仪。接着，一些国家迅速把它应用于电气设备众多裸露电气接头及各种高压电气设备故障的检测和输热管道漏热检测。而近年来美国多家大公司(如：GE、GM、波音、福特、洛克希德、西屋等)及政府机构
