為什么要用紅外熱成像儀

紅外測溫技術發(fā)展史

紅外測溫技術在生產過程中，在產品質量控制和監(jiān)測，設備在線故障診斷和安全保護以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了著重要作用。近20年來，非接觸紅外測溫技術得到迅速發(fā)展，性能不斷完善，功能不斷增強，品種不斷增多，適用范圍也不斷擴大，市場占有率逐年增長。比起接觸式測溫方法，紅外測溫有著響應時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點

紅外檢測技術是“九五”國家科技成果重點推廣項目，紅外檢測是一種在線監(jiān)測（不停電）式高科技檢測技術，它集光電成像技術、計算機技術、圖像處理技術于一身，通過接收物體發(fā)出的紅外線（紅外輻射），將其熱像顯示在熒光屏上，從而準確判斷物體表面的溫度分布情況，具有準確、實時、快速等優(yōu)點。任何物體由于其自身分子的運動，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，俗稱“熱像”。紅外診斷技術正是通過吸收這種紅外輻射能量，測出設備表面的溫度及溫度場的分布，從而判斷設備發(fā)熱情況。目前應用紅外診技術的測試設備比較多，如紅外測溫儀、紅外熱像儀等等。紅外熱像儀設備就是利用熱成像技術將這種看不見的“熱像”轉變成可見光圖像，使測試效果直觀，靈敏度高，能檢測出設備細微的熱狀態(tài)變化，準確反映設備內部、外部的發(fā)熱情況，可靠性高，對發(fā)現設備隱患非常有效

紅外診斷技術對電氣設備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預測，使傳統(tǒng)電氣設備的預防性試驗維修（預防試驗是50年代引進前蘇聯的標準）提高到預知狀態(tài)檢修，這也是現代電力企業(yè)發(fā)展的方向。特別是現在大機組、超高電壓的發(fā)展，對電力系統(tǒng)的可靠運行，關系到電網的穩(wěn)定，提出了越來越高的要求。隨著現代科學技術不斷發(fā)展成熟與日益完善，利用紅外狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術具有遠距離、不接觸、不取樣、不解體，又具有準確、快速、直觀等特點，實時地在線監(jiān)測和診斷電氣設備大多數故障（幾乎可以覆蓋所有電氣設備各種故障的檢測）。它備受國內外電力行業(yè)的重視（國外70年代后期普遍應用的一種先進狀態(tài)檢修體制），并得到快速發(fā)展。紅外檢測技術的應用，對提高電氣設備的可靠性與有效性，提高運行經濟效益，降低維修成本都有很重要的意義。是目前在預知檢修領域中普遍推廣的一種很好手段，又能使維修水平和設備的健康水平上一個臺階。

采用紅外成像檢測技術可以對正在運行的設備進行非接觸檢測，拍攝其溫度場的分布、測量任何部位的溫度值，據此對各種外部及內部故障進行診斷，具有實時、遙測、直觀和定量測溫等優(yōu)點，用來檢測發(fā)電廠、變電所和輸電線路的運轉設備和帶電設備非常方便、有效。

利用熱像儀檢測在線電氣設備的方法是紅外溫度記錄法。紅外溫度記錄法是工業(yè)上用來無損探測，檢測設備性能和掌握其運行狀態(tài)的一項新技術。與傳統(tǒng)的測溫方式（如熱電偶、不同熔點的蠟片等放置在被測物表面或體內）相比，熱像儀可在一定距離內實時、定量、在線檢測發(fā)熱點的溫度，通過掃描，還可以繪出設備在運行中的溫度梯度熱像圖，而且靈敏度高，不受電磁場干擾，便于現場使用。它可以在 -20℃～2000℃的寬量程內以0.05℃的高分辨率檢測電氣設備的熱致故障，揭示出如導線接頭或線夾發(fā)熱，以及電氣設備中的局部過熱點等等。

帶電設備的紅外診斷技術是一門新興的學科。它是利用帶電設備的致熱效應，采用專用設備獲取從設備表面發(fā)出的紅外輻射信息，進而判斷設備狀況和缺陷性質的一門綜合技術

解析紅外測溫熱像儀

紅外熱像儀操作簡單，并與測控系統(tǒng)一起連用，在連接電腦上面實現可視化的圖像生成，已經被應用在產品質量控制和監(jiān)測、設備在線故障診斷、安全保護以及節(jié)約能源等多個領域。近年來，隨著紅外測量技術的發(fā)展，利用紅外測量原理的紅外熱像儀在技術上也得到了迅速發(fā)展，具體表現雜性能在不斷提高，適用范圍也在不斷擴大。近年來，紅外熱像儀市場占有率逐年增長。比起接觸式測溫方法，紅外熱像儀有著響應時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點。

1.確定測溫范圍

測溫范圍是紅外熱像儀最重要的一個性能 指標。每種型號的紅外熱像儀都有自己特定的測溫范圍。 因此，用戶的被測溫度范圍一定要考慮準確、周全，既不 要過窄，也不要過寬。根據黑體輻射定律，在光譜的短波 段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發(fā)射率誤差所引 起的輻射能量的變化，因此，用戶只需要購買在自己測量 溫度內的紅外熱像儀。

2.確定目標尺寸：紅外熱像儀根據原理可分為單色測溫儀和 雙色測溫儀（輻射比色測溫儀）。對于單色測溫儀，在進 行測溫時，被測目標面積應充滿熱像儀視場。建議被測目 標尺寸超過視場大小的50%為好。如果目標尺寸小于視場， 背景輻射能量就會進入紅外熱像儀的視聲符支干擾測溫讀 數，造成誤差。相反，如果目標大于熱像儀的視場，紅外 熱像儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響。

3.確定光學分辨率（距離系靈敏）：光學分辨率由D與S之比 確定，是紅外熱像儀到目標之間的距離D與測量光斑直徑S 之比。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠離目標 之處，而又要測量小的目標，就應選擇高光學分辨率的紅 外熱像儀。光學分辨率越高，即增大D：S比值，紅外熱像 儀的成本也越高。確定波長范圍：目標材料的發(fā)射率和表 面特性決定紅外熱像儀的光譜響應或波長。對于高反射率 合金材料，有低的或變化的發(fā)射率。在高溫區(qū)，測量金屬 材料的最佳波長是近紅外，可選用0.18-1.0μm波長。其 他溫區(qū)可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm波長。由于有些材 料在一定波長是透明的，紅外能量會穿透這些材料，2.2μ m和3.9μm（被測玻璃要很厚，否則會透過）波長;測量 玻璃內部溫度選用5.0μm波長;測低區(qū)區(qū)選用8-14μm波 長為宜;再如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm波長，聚 酯類選用4.3μm或7.9μm波長。厚度超過0.4mm選用8-14 μm波長;又如測火焰中的CO2用窄帶4.24-4.3μm波長， 測火焰中的CO用窄帶4.64μm波長，測量火焰中的NO2用4. 47μm波長。

4.確定響應時間：響應時間表示紅外熱像儀對被測溫度變化 的反應速度，定義為到達最后讀數的95%能量所需要時間， 它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統(tǒng)的時間常數有 關?，F在的紅外熱像儀的反映速度都很快。這要比接觸式 測溫方法快得多。如果目標的運動速度很快或測量快速加 熱的目標時，要選用快速響應紅外熱像儀，否則達不到足 夠的信號響應，會降低測量精度。然而，并不是所有應用 都要求快速響應的紅外熱像儀。

對于靜止的或目標熱過程存在熱慣性時，紅外熱像儀的響 應時間就可以放寬要求了。因此，紅外熱像儀響應時間的 選擇要和被測目標的情況相適應。

5.環(huán)境條件考慮：紅外熱像儀所處的環(huán)境條件對測量結果有 很大影響，應加以考慮并適當解決，否則會影響測溫精度 甚至引起紅外熱像儀的損壞。當環(huán)境溫度過高存在灰塵、 煙霧和蒸汽的條件下，可選用廠商提供的保護套、水冷卻 和空氣冷卻系統(tǒng)、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地 解決環(huán)境影響并保護紅外熱像儀，實現準確測溫。在確定 附件時，應盡可能要求標準化服務，以降低安裝成本。在 密封的或危險的材料應用中（如容器或真空箱），熱像儀 通過窗口進行觀測。材料必須有足夠的強度并能通過所用 測溫儀的工作波長范圍。還要確定操作工是否也需要通過 窗口進行觀察，因此要選擇合適的安裝位置和窗口材料， 避免相互影響。在低溫測量應用中，通常用Ge或Si材料作 為窗口，不透可見光，人眼不能通過窗口觀察目標。如操 作員需要通過窗口目標，應采用既透紅外輻射又透過可見 光的光學材料，如應采用既透紅外輻射又透過可見光的光 學材料，如ZnSe或BaF2等作為窗口材料。

其它注意事項：

● 性能指標方面：如溫度范圍、光斑尺寸、工作波長、測量精度、響應時間等;

● 環(huán)境和工作條件方面，如環(huán)境溫度、窗口、顯示和輸出、保護附件等;

● 其他選擇方面如使用方便、維修和校準性能以及價格等，也對測溫儀的選擇產生一定的影響

為什么要用紅外熱成像儀

傳統(tǒng)測溫方式只能測量某點或某區(qū)域內的平均溫度值，熱像儀測量的是整個面每一點的溫度，能直觀顯示出測量區(qū)域內的溫度分布情況，便于我們快速直觀發(fā)現隱藏的故障點或熱分布特性。FLIR Systems公司作為全球領先的服務商， 為商業(yè)、工業(yè)和 政府機關提供多選擇的高性能紅外成 像系統(tǒng)。FLIR 紅外成像系統(tǒng)采用最先進的紅外成像技術， 通過探測物體表面的紅外輻 射或熱量， 可分辨出細微的溫度變化。

產品系列：

● 進行預防性維護保養(yǎng)的專用產品

● 滿足科研應用的紅外成像系統(tǒng)

● 適用于過程控制和機械檢測的紅外 熱像儀系列

FLIR Systems公司是全球唯一一家高度縱向集成的紅外熱像儀制造廠商。紅外熱像儀的每個核心部件都由FLIR自行研發(fā)制造。紅外領域遠遠不等于制造一臺紅外熱像儀。 FLIR Systems公司不僅承諾為客戶提供優(yōu)質的紅外熱像儀， 而且還能夠根據客戶的檢測要求， 提供完美的紅外成像解決方案。

跟大家推薦 FLIR FC-R系列熱像儀其耐久性超越行業(yè)標準，且享有FLIR無與倫比的3年整機質保和10年探測器質保。

全新FLIR FC-R 系列是一款固定網絡式安防熱像儀，其內置的非接觸式測溫功能適用于火災探測、安全監(jiān)控和設備熱溫監(jiān)控。

FC-R 系列紅外熱像儀可用于監(jiān)測具體區(qū)域的溫度。當監(jiān)測溫值達到或超出預設值溫度時，您將會收到以電子郵件、數字輸出或VMS報警等形式發(fā)出的通知。

特性：

● 內置視頻分析器，具備識別入侵對象是人還是車輛的能力

● 校正測溫功能適用于火災探測、安全監(jiān)控和設備熱溫監(jiān)控

● 多種告警通知選擇，包括電子郵件、數字輸出或VMS報警

● 非常適合與第三方分析設備配合使用，包括FLIR全球合作伙伴提供的分析設備

● 可通過web或手機應用配置熱像儀

● 寬動態(tài)范圍熱成像，適用于業(yè)界領先的威脅偵測

FC-R 優(yōu)勢

1.防火于未燃　 檢測氣體泄露

采用先進的高靈敏度制冷型紅外焦平面探測器，結合極具優(yōu)勢的紅外測溫成像技術，產品性能達到國內領先、國際先進水平，該產品可準確地檢測SF6氣體泄漏點，其熱靈敏可檢測設備極小的溫度差，是一款具有卓越性能的高端熱像儀。

內置視頻分析器

校正測溫功能適用于火災探測、安全監(jiān)控和設備熱溫監(jiān)控2.大空間非接觸防火

系統(tǒng)能穿越燃燒引起的濃煙，即使在沒有光線的環(huán)境下，依然能精準定位著火點，幫助值班人員快速滅火。

3.精準定位著火點

只需數個探頭，就能完成大空間的實時防火監(jiān)控，監(jiān)控過程中無需接觸作業(yè)面，無論安裝，還是日常維護都非常方便。

4.設備結構緊湊，軟件操作方便。

作為系統(tǒng)綜合性的企業(yè)，除了正常的石化設備外， 還有諸如電力，電器和原料化工等輔助性的設備。為了及早發(fā)現問題，保證安全的生產運營、延長設備的使用壽命，紅外熱 像儀是一個最好的選擇。

關鍵設備狀態(tài)監(jiān)測

FC-R 可以對關鍵位置進行全天候不間斷監(jiān)控。通過設置溫度值可在關鍵設備狀態(tài)監(jiān)測到設置溫度值時發(fā)出報警或者發(fā)送郵件告知負責人，同時可見光可查看具體細節(jié)。壓縮機，反應釜等是石化行業(yè)的關鍵設備，意外故障會造成大面積的生產中斷。溫度是反映系統(tǒng)工作狀態(tài)的重要指標之一，通過監(jiān)控設備表面的溫度分布，即時了解設備的工作狀態(tài)，一旦系統(tǒng)溫度異常，立即報警，防止設備機導致生產中斷，威脅生產安全。實時監(jiān)控反應釜外表溫度場并分析其溫度變化趨勢，可評估內部耐火材料厚度或結垢情況，幫助管理者制定生產和檢修計劃;同時可避免事故發(fā)生。

測溫實例圖

其它應用領域

電力：燃煤發(fā)電廠、燃氣供熱電廠、水電站、核電站、地區(qū)供熱管網、大型電力變壓器的溫度保護和信號傳送等。

冶金：鋁廠、銅廠、鋼廠等。

石化：采油、輸油管路、石化廠、煉油廠。

一般工業(yè)：冷凍機廠、空調廠、冰箱廠、啤酒廠、制藥廠、汽車廠。

溫度元件制造廠：鉑電阻、熱電偶及補償導線電纜、溫度開關、溫度傳感器制造廠。

交通運輸：機場的飛機維修、大型運輸動力系統(tǒng)維修、遠洋海運作為在役維修測量手段。

采用紅外成像檢測技術可以對正在運行的設備進行非接觸檢測，拍攝其溫度場的分布、測量任何部位的溫度值，據此對各種外部及內部故障進行診斷，具有實時、遙測、直觀和定量測溫等優(yōu)點，用來檢測發(fā)電廠、變電所和輸電線路的運轉設備和帶電設備非常方便、有效。
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