设备红外诊断技术培训

《设备红外诊断技术培训》由会员分享，可在线阅读，更多相关《设备红外诊断技术培训（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、设备红外诊断技术 培训,设备红外诊断技术 培训讲稿,作者 张维力 2008年7月,第一节 红外线,红外线及其发现 红外线光谱范围 红外仪器工作波段 红外线发现的意义 热、温度、温标 热传递 热辐射,红外线 - IR 扩展人类感官的伟大发现,红外线 红外辐射 红外 远红外 热辐射,1800年英国物理学家F. W. 赫胥尔 发现了红外线,用分光棱镜就把太阳光（白光）分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光实验时 发现了红外线（InfraRed)的实验,红外线 人眼无法直接感受的电磁波,红外光谱波长范围 0.78 1000微米,红外仪器工作波段,近红外（0.78-1.3微米）：由亚原子粒子的“跳

2、跃”产生，量子效应； 中红外（3.0-5.0微米） ：由原子粒子和分子的运动产生，热效应； 远红外（8.0-14.0微米） ；由分子的振动和转动产生 ，热效应；,红外线发现的意义,著名的美国红外学者RVanzetti指出：“人类的发展可分为三个阶段。 第一阶段:人类通过制造工具，扩展体力活动的能力； 第二阶段:通过提高判断能力，寻求更清晰和更广泛的理解与判断事物的标准； 第三阶段:致力的增强获得输入信息的能力，扩大感觉范围或增添新的感官，使我们的大脑能接受更多的信息。在这个阶段中，红外技术的发展已经把人类的感官由五种增加到六种”。,第一节 复习题,1，红外线在哪一年被发现？2，红外线波长范围？

3、3，设备红外诊断常用仪器的工作波段？4，红外线和可见光的共同点是什么？5，红外线和可见光的不共同点是什么？6，红外线发现对设备诊断的意义？,第二节 基本理论,热、温度、温标 热传递 热辐射 黑体 基本定理 热辐射传输,热、温度,热是一种能量，构成物质的基本粒子（分子、原子、亚原子粒子）的动能 温度是度量这些粒子动能大小的物理量，粒子的动能或热量越大，温度也越高 温度是设备故障诊断和状态监测必不可少的重要参数,温标,摄氏温标和热力学温标(Kelvin, K)两种温标的转换公式为:摄氏温标和华氏温度两种温标的转换公式为：,温标对比,热传递,红外辐射的基本特性,物体红外辐射存在的普遍性 红外辐射能量

4、密度的大小直接和物体表面的温度的相关性 35微米和814微米红外辐射对大气、烟云对的穿透性,红外辐射基本理论,黑体 基尔霍夫定律 斯蒂芬玻耳兹曼定律 维恩位移定律 红外辐射的传输,黑体 (blackbody),物体对(电磁)辐射的吸收率与投射于其上的辐射波长和表面温度无关，并恒等于1,则此物体称为黑体 一定温度下，对所有波长来说，黑体与其它物体相比具有最大的辐射功率 黑体是研究热辐射规律的理想辐射体,发射率（Emissivity）,发射率又名比辐射率。发射率是用以描述所研究的实际辐射体相对于黑体的辐射能力的一个物理量，是一个小于1的数。其定义为：实际物体的辐射本领(如辐射强度、辐射功率等)与同

5、温度下黑体辐射之比值,基尔霍夫定律 (Kirchhoffs law),当物体处于热平衡时，它吸收的总能量等于它所发射的总能量 吸收率（a）= 发射率（） 吸收率（a）+ 反射率（R） = 1 发射率 () + 反射率（R） = 1 好的吸收体必然是好的辐射体，好的反射体或透明体，必然是不良的辐射体。 黑体=1 是辐射本领最强的理想辐射体 吸收率（a）接近1的空腔,可以作为实际黑体,斯蒂芬玻耳兹曼定律 (Stefan-Boltzmanns law),物体的积分辐射通量密度与绝对温度四次方成正比W=T4 W=单位面积发射的辐射功率（瓦/厘米2); =发射率； =斯忒藩-玻耳兹曼常数（5.673X1

6、0-12瓦/厘米2.K4）; T=绝对温度（K）,维恩定律 (Wiens law),各波长辐射能量的大小不同，对应于辐射能量最大的波长常被称为辐射的峰值波长.黑体温度越高，峰值波长较短，由一下公式计算：m= 2897（b） / T m=最大辐射波长（微米）； b=维恩位移常数（2897微米/K）； T=绝对温度（K）,红外辐射大气中传输窗口,红外辐射在介质中传输,第二节 复习题,1，摄氏300度等于多少绝对温度？2，理想黑体的发射率是多少？一般物体的发射率是大于还是小于1?3，摄氏300度物体的热辐射峰值波长等于多少？4，物体的积分辐射通量密度与绝对温度几次方成正比5，好的吸收体是否是好的辐射

7、体？6，红外辐射大气中二个传输窗口的波长范围？,第三节 红外热成像,红外热像 红外热成像 红外测温 热像分析 热像数据库,红外热像技术把人眼原来直接看不见的红外线辐射图像，变为人们能够一目了然的温度分布图象,红外热像,红外线能量密度分布图代表相应温度分布图 红外线能量密度分布图中能量密度大的地区温度高、能量密度小的地方温度低 人眼无法直接看见红外线，所以无法直接看见温度分布图 把红外线能量密度分布图转变为相应可见光图像的过程，叫做红外热成像 这种表示目标红外线能量密度分布情况的可见光图像，叫做目标热像,电力变压器热像和可见光照片,红外热像 可见光照片,红外热像 = 温度分布图,红外热像 温度分

8、布,红外热像技术发展历史,50年代各国开始研制非接触点测温的红外测温仪 60年初美国德克萨斯仪器公司(TI) 研制成功第一代的红外热像仪，叫做红外前视装置 60年代中期开始。瑞典AGA公司和瑞典国家电力局,根据电力设备非接触测温和热障诊断的需要，开发出了具有温度测量功能的红外热成像装置 1979年中国研发出第一代具有温度测量功能的红外热像仪，并用于电力设备热故障检测,红外热像技术应用的发展,红外热成像技术40多年的发展表明，它不仅扩展了人类认识周围世界的能力，并且在 解决节约能源、提高劳动生产率、监测环境污染、防止灾害等重大问题上发挥越来越重要的作用。并且已经成为设备管理的一个重要的工具，在预

9、知维修、故障诊断、非破坏性试验、节能减排监视等工作中发挥越来越重要的作用,第三节 复习题,1，为什么人眼不能够直接看见设备的温度分布图象？2，什么技术能够使人眼能够直接看见设备的温度分布图象？3，红外线能量密度分布图中能量密度大的地区，温度高还是低？4，什么叫目标热像？5，我国在那一年自主研发用出于电力设备热故障检测的热像仪？6，举出红外热像技术在设备管理中三项应用？,第四节 红外热像仪,常用工业热像仪,Thermacam series EM series, (P-10, P-40, P-60), PM545, PM695, PM 390, SC1000 Cameras ranging fro

10、m low end 16K to 58K +,红外热像仪工作原理,红外热像仪通过镜头接受目标的红外辐射能量 目标的红外辐射能量由镜头聚焦在探测器上 探测器把红外辐射能量分布,转为视频信号 ,经过处理把目标红外辐射能量分布的视频信号、显示成目标的红外热像 对目标的红外热像进行温度测量、处理、分析和存储,红外热像仪分类,致冷、非致冷 工业、监视、消防、军用 标准、防爆 便携、固定、机载 短波、中波、长波,防爆红外热像仪,红外热像仪组成,热成像镜头 探测器-电路组件 显示器 防护壳体 电池,红外热像仪组成,红外成像镜头,探测器-成像处理组件,如何选择工业红外热像仪,工作波段 空间分辨率 测温精度 热

11、成像镜头 防护壳体 处理软件,第四节 复习题,1，红外热像仪的基本功能是什么？2，工业用红外热像仪主要特点是什么？3，热成像镜头的功能是什么？4，热成像机芯的功能是什么？5，工业用红外热像仪防护壳体的重要性？6，任何选择工业用红外热像仪？,第五节 设备红外诊断技术应用,电力工业 石化工业 冶金工业 水泥工业 航天工业 汽车工业 工业用电 节能减排 其它应用,设备红外诊断技术三大主要应用,1,定时或连续测定设备表面一定范围内的温度或温度变化情况，实现无接触测温 2,普查设备上可能存在的热状态异常和潜伏的热故障点，实现设备大范围、高效率在线检测 3对设备热状态进行大量的数据采集、处理、分析和存储，

12、实现设备热特性的分析和设备诊断,应用特点,操作安全:由于进行红外热成像检查时不需要与设备进行接触，所以操作时十分安全 灵敏度高:由于红外探测器具有很高的灵敏度，因此可以诊断出设备细微的热状态变化 检查效率高: 效率很高，数据采集速度都很快 可进行计算机分析:可以对设备热状态和变化进行各种计算、分析处理和在线检测， 以及建立设备热数据库。 红外热像仪价格都远高于常规测温仪表，所以在能够使用一般测温仪表的场合，不特别推荐使用红外热像,电力工业,检测各类发电设备(如发电机组)触不良缺陷 检测各类送、变电设备(如发电机组、输电线 路、电力电容器、电压互感器、电流互感器,避雷器、油断路器等变电设备)的局

13、部发热与各类 电气接头的接触不良缺陷 对发电厂的锅炉与热力管道等各类压力容器的热故障进行检查,电力线过热故障诊断,对应的可见光照片,变电站过热接头,发电厂升压变电站热像,红外飞机巡线装备,机载红外热像仪发现热故障,热力管道热像,石化工业,石化在裂化炉衬里的热图像分析和诊断 石化电器设备诊断 石化设备保温材料鉴定和石化炉管检测等,冶金工业,水泥工业,汽车工业,红外热像辅助驾驶,机械工业,电子工业,产品开发研究。使用红外热成像装置可以提高集成电路（IC）、整流器件和整机等热设计的效率和质量 进行电子元器件的的可靠性的评估和电子设备的故障原因分析 改进电子设备散热设计，降低能源消耗，提高运行可靠性,

14、集成电路红外热像检测,航空工业,直升飞机旋翼等复合材料的无损探伤 航天飞机部件、飞机发动机叶片、火箭燃料容器等的探伤 飞机和航天器的生产中焊接工作的质量控制 航天电子设备的设计、生产中进行可靠性试验和分析也取得了明显的效果,飞机结构缺陷红外诊断,工厂用电,厂房、车间、仓库、办公大楼电气设备进行定期的维修 日落后在房顶上或直升飞机上检查防雨材料。可以精确确定漏雨部位，避免盲目地全部翻建，为业主节约大批金钱。 建筑围护结构保温缺陷发现，和及时处理节约能源,配电柜热像,用电设备热像,节能减排,发电厂、石化厂、钢铁厂的热力管道保温材料缺陷探测 厂房围护结构热泄漏发现 工厂排水的热污染 工厂排烟的灰尘污

15、染 海上漏油对海面污染,其它应用,医疗检查 消防救援 安全保卫 边防缉私 文物鉴定 军事应用,医疗检查,由于红外热视产品的灵敏度已达到0.05，所以对人体表面的温度分布，可以作精密的热辐射成像和温度场分析。现在它已成功用于乳腺癌普查、微循环研究和静脉曲张诊断。此外，这种仪器将会在中国传统医学有关穴位以及令人神密莫测的气功研究中发挥作用。此外，和CT及核磁共振比较，使用红外热视产品没有X射线及强磁场对人体的作用，所以在医疗检查中，红外热视产品又得到越来越多重视,癌症早期发现,消防救援,近年来几乎所有英国消防队都配备有红外热视产品,用来在火灾现场的烟雾中搜寻和救助人员,安全保卫,在绝对无光条件下发

16、现入侵者，并能在1000米处识别入侵的人员，而且能够透过烟雾发现入侵者，所以是海上和丛林边防缉私的好工具。,军事应用,由于红外热视产品可以透过烟雾观察目标，其作用距离是可见光的36倍 在各种武器平台上，作为有效的全天候前视装置(FLIR)，其典型的迎头探测距离，对于飞机为1520公里，直升飞机为68公里，对掠过海面的导弹为46公里 英国几乎每个军舰都配备有红外热视产品。作为轮机舱事故检修时使用,夜视装备,第五节 复习题,1，设备红外诊断技术三大主要应用？2，设备无接触测温如何实现？3，设备无接触过热普查如何实现？4，设备无接触热故障诊断如何实现？5，有无一个对你本职工作有参考价值的案例？6，可否提一个对你所在企业有关设备诊断的建议?,谢谢大家！,