電力紅外熱像儀應(yīng)用培訓(xùn)課件

1、紅外熱像儀能做什么？用紅外熱像儀來捕捉(接收)物體表面發(fā)出的紅外輻射，顯示物體表面輻射能量密度的分布情況。紅外熱像儀可將熱信息瞬間可視化，快速定位故障,通過觀察物體的紅外熱分布圖，并測量所需位置的溫度，來判斷設(shè)備故障所在的位置及程度。幾乎所有利用或者發(fā)射能量的物體在發(fā)生故障前都會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象在專業(yè)的分析軟件的幫助下，可進行分析，完成預(yù)防性維護工作 紅外熱成像檢測的優(yōu)點遠程測量用于遙遠不可接近或運動目標不干擾有些材料在被接觸時會損傷或溫度將被改變快速測量用于溫度改變迅速或移動中的目標測量 安全不用接近運行中的設(shè)備,特別是高壓,高溫的設(shè)備對大氣系數(shù)的校正 說明 ：由于紅外線熱像儀的測量方法是被動的

2、、非接觸式的，測量的結(jié)果容易受被測目標與儀器之間的大氣環(huán)境改變的影響，對大氣環(huán)境的校準是保證測量準確、工作穩(wěn)定的重要步驟。 由物體所發(fā)出的紅外輻射在穿過大氣到達測量系統(tǒng)時會受到衰減，而衰減主要來自氣體分子(水蒸氣等)和各種微粒(塵埃、雪、冰晶等)的吸收與散射。氣體分子吸收輻射，而微粒散射輻射。 水氣(6.3m); 二氧化碳, 硫和氮的氧化物等 ( 2.7m 和 15m) 大氣衰減與波長密切相關(guān)。在某些波長，幾公里的距離也只有很少的衰減，而在另一些波長，經(jīng)過幾米的距離輻射就衰減得幾乎沒有什么了。試驗證明,能夠順利通過大氣的紅外輻射主要有三個范圍1-2.5m ,3-5m ,8-14m ,幾乎沒有什

3、么衰減，所以這三個波長范圍叫大氣窗口。 大氣衰減阻止了初始總輻射到達熱像儀。如果不利用校正措施，那么隨著距離增大，測量的溫度讀數(shù)越來越偏小。重要的參數(shù)探測器類型電路芯片處理器熱靈敏度精度視場角像素測溫范圍圖像存儲空間分辨率空間分辨率是指紅外熱像儀能夠識別的兩個相鄰目標的最小距離。通常用瞬時視場角（IFOV）的大小來表示（毫弧度 mrad）。表示熱像儀的最小角分辨單元。決定著熱像儀的清晰度，是熱像儀所能測量的最小尺寸。它與光學(xué)像質(zhì)，光學(xué)會聚系統(tǒng)焦距和紅外傳感器的線性尺寸相關(guān)。視場角視場角：稱為總視場角或掃描視場角，表示熱像儀位置固定時，所能觀察到最大空間角度范圍。 空間分辨率空間分辨率=像間距P

4、ixel Size (Array Pitch/鏡頭焦距（Lens focal length ）舉例說明：FlukeTi55FT熱像儀的空間分辨率的算法是：1）Ti55FT探測器的像間距是25.4um;2）選用54mm長焦鏡頭所以Ti55FT-54的空間分辨率為： 25.4/54=0.47mrad（一般保留兩位有效數(shù)據(jù)）視場角計算方法視場角分為水平視場角和垂直視場角.水平視場角=（像間距/鏡頭焦距）*水平像素數(shù)/17.45垂直視場角=（像間距/鏡頭焦距）*垂直像素數(shù)/17.45舉例說明：Ti25熱像儀的視場角的算法是：1）Ti25探測器的像間距是51um;2）選用20mm標準鏡頭所以Ti25-2

5、0 的視場角為：水平視場角：51/20*160/17.45=23o （一般保留整數(shù)）垂直視場角：51/20*120/17.45=17o （一般保留整數(shù)）識別距離的計算方法一般說，測溫熱像儀能夠準確測量目標溫度一般需要9個像素，而識別只需要4個像素，所以大致的距離就可以計算出來。舉例說明1）Ti25-20對1.7m左右的人識別距離為=1.7/(51/20)*4)=0.167km（一般保留兩個有效數(shù)據(jù)），而能夠測溫的距離為：=1.7/(51/20)*9)=0.074km；2）Ti25-20對2.3m車輛識別距離=2.3/(51/20)*4)=0.225km（一般保留兩個有效數(shù)據(jù)），而能夠測溫的距離

6、為：=2.3/(51/20)*9)=0.100km；3）Ti25-20對6m中型船只識別距離=6/(25/18)*4)=0.588km（一般保留兩個有效數(shù)據(jù)，而能夠測溫的距離為：=6/(51/20)*9)=0.261km。非制冷熱像儀探測器像間距規(guī)格目前中國市場上非制冷熱像儀探測器像間距主要有：1、45um；2、35um；3、25um而Fluke 主要是：51um（160*120）和25.4um（320*240）以狀態(tài)為基礎(chǔ)的維護方案以狀態(tài)為基礎(chǔ)的維護是在各種維修策略之間尋求平衡：1.運行到出現(xiàn)故障2.計劃維修3.預(yù)知性維修4.主動維修核心是:及時準確的了解運行設(shè)備的狀態(tài)熱像儀在狀態(tài)檢測維護領(lǐng)

7、域的應(yīng)用 溫度往往是電氣、機械和工藝設(shè)備故障的早期征兆,與僅能夠捕獲單點溫度值的紅外測溫儀不同的是,熱像儀可以將整個目標的溫度特性形成一個二維的圖像。電氣設(shè)備外部故障 電力系統(tǒng)運行中，載流導(dǎo)體會因為電流效應(yīng)產(chǎn)生電阻損耗，而在電能輸送的整個回路上存在數(shù)量繁多的連接件、接頭或觸頭。在理想情況下，輸電回路中的各種連接件、接頭或觸頭接觸電阻低于相連導(dǎo)體部分的電阻，那么，連接部位的損耗發(fā)熱不會高于相鄰載流導(dǎo)體的發(fā)熱，然而一旦某些連接件、接頭或觸頭因連接不良，造成接觸電阻增大，該部位就會有更多的電阻損耗和更高的溫升，從而造成局部過熱。此類通常屬外部故障。 外部故障的特點是：局部溫升高，易用紅外熱像儀發(fā)現(xiàn)，

8、如不能及時處理，情況惡化快，易形成事故， 造成損失。外部故障占故障比例大。電氣設(shè)備內(nèi)部故障 高電壓電器設(shè)備的內(nèi)部故障，主要是指封閉在固體絕緣以及設(shè)備殼體內(nèi)部的電氣回路故障和絕緣介質(zhì)劣化引起的各種故障。由于這類故障出現(xiàn)在電氣設(shè)備的內(nèi)部，因此反映的設(shè)備外表的溫升很小，通常只有幾K。檢測這種故障對檢測設(shè)備的靈敏度要求較高。 內(nèi)部故障的特點是：故障比例小，溫升小，危害大，對紅外檢測設(shè)備要求高。故障診斷標準 1、危急熱缺陷（）：電氣設(shè)備表面溫度超過90，或溫升超75或相對溫差（溫差）超過55 2、嚴重熱缺陷（）：電氣設(shè)備表面溫度超過75，或溫升超過65或相對溫差（溫差）超過50 3、一般熱缺陷（）：電氣

9、設(shè)備表面溫度超過60，或溫升超過30或相對溫差（溫差）超過25 4、熱隱患（）：電氣設(shè)備表面溫度超過50，或相對溫差（溫差）超過20GB763-90交流高壓電器在長期工作時的發(fā)熱 絕對溫差判斷法：取被測對象附近1m遠的地方正常運行的導(dǎo)線或線路金具的最高溫度為參考溫度Ta被測量對象的溫度為T TTTa根據(jù)T來判斷熱缺陷情況熱像儀在設(shè)備中的應(yīng)用 機械：交直流電機，泵、壓縮機、風(fēng)機液壓裝置，驅(qū)動器等，軸承，滑輪，截流閥，安全閥，蒸汽閥，汽輪機等檢測；開關(guān)設(shè)備，電機終端裝置，多種原因造成的全局或局部過熱等。熱像儀在工藝中的應(yīng)用 制造及工藝檢測產(chǎn)品溫度及產(chǎn)品生產(chǎn)流程，罐內(nèi)液面，蒸汽系統(tǒng)，耐火材料故障，罐

10、內(nèi)沉淀物堆之積問題；漏液，絕緣等老化問題。熱像儀在研發(fā)和實驗中的應(yīng)用 器件的小型化使散熱變得越來越重要，上端散熱性不好，該處焊接點存在問題福祿克紅外熱像儀型號介紹Presenter Name Ouyang Jinwu Presentation Email: jinwu.ouyangfluke Company Confidential 19Ti10、Ti25、TiR、TiR1熱像儀介紹Ti10、Ti25、TiR、TiR1技術(shù)參數(shù)檢測器:氧化釩平面聚焦排列(160 x120)像素,不冷凝的微型熱輻射測量計 波長范圍: 8-14 噪聲等效溫度差別（該參數(shù)表示熱像儀傳感器的分辨細小溫差的能力）:Ti1

11、0、TiR:0.230C Ti25、TiR1:0.130C 溫度范圍: Ti10:-20-250C， Ti25:-20-350C TiRTiR1:-20 -100 精密度: 讀數(shù)的2% 用于溫度測定的光學(xué)分辨率:200:1 可變焦距, 最短距離為15cmTi40,Ti45熱像儀介紹檢測器:氧化釩平面聚焦排列(160 x120)像素,不冷凝的微型熱輻射測量計 波長范圍: 8-14 噪聲等效溫度差別（該參數(shù)表示熱像儀傳感器的分辨細小溫差的能力）: 0.0830C 溫度范圍: Ti40:-20-350C ; Ti45:-20-600C -1200C 精密度: 讀數(shù)的2% 用于溫度測定的光學(xué)分辨率:

12、300:1;350:1 可變焦距, 最短距離為15cmTi50,Ti55熱像儀介紹檢測器:氧化釩平面聚焦排列(320 x240)像素,不冷凝的微型熱輻射測量計 波長范圍: 8-14 噪聲等效溫度差別（該參數(shù)表示熱像儀傳感器的分辨細小溫差的能力）:Ti50:0.0730C Ti55:0.0530C 溫度范圍: Ti50:-20-350C ; Ti55:-20-600C 精密度: 讀數(shù)的2% 用于溫度測定的光學(xué)分辨率:400:1 可變焦距, 最短距離為15cm系統(tǒng)組成Fluke Ti40、50 熱像儀隨附以下附件：硬質(zhì)攜帶箱2 塊電池電池充電器AC 適配器視頻電纜Compact Flash 存儲卡

13、掛帶USB 讀卡器SmartView 報告和分析軟件用戶手冊（英語、法語、意大利語、德語、西班牙語、葡萄牙語、俄語、瑞典語、中文、日語）1) VOx探測器D/C-coupled VOx (氧化釩微測輻射探測器). 1.看物體更為清晰2.不易受到干擾3.真正的第三代探測器2) IR-Fusion 技術(shù)通過130萬像素的可以在可見光的照片上自動進行高溫報警,同時可以隨時在可見光和紅外圖象間切換3) 業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的圖像顯示5 英寸高分辨率、高對比度顯示屏 同類儀器中最大的顯示屏4)全輻射式測量儀器您所獲得的所有探測器上所有點的溫度,而不是僅僅一張JPG圖片5)強大的 SmartView 報告和分析軟件可

14、見光和紅外圖形的轉(zhuǎn)換應(yīng)用實例設(shè)備研發(fā)該部位散熱還需加強電力設(shè)備-刀閘電機的維護電動機、發(fā)電機：常見隱患是軸承溫度過高，不平衡負載，繞組短路或開路，碳刷、滑環(huán)和集流環(huán)發(fā)熱，過載過熱，冷卻管路堵塞。其影響為：有問題的軸承可以引起鐵芯或繞組圈的損壞；有毛病的碳刷，則可以損壞滑環(huán)和集流環(huán)，進而損壞繞組線圈。還可能引起驅(qū)動目標的損壞。電機與負載連接利用紅外熱像儀檢測聯(lián)軸器和皮帶,發(fā)現(xiàn)電機與負載連接問題，提高電機壽命及運行效率集成電路研發(fā)器件的小型化使散熱變得越來越重罐內(nèi)液面與排煙管道沉積流體、固體和漂浮物的定位 沉積物的高度測定排煙管道沉積導(dǎo)致效率降低隔熱管路電力設(shè)備-1#主變B相氟 化 物 反 應(yīng) 爐

15、反應(yīng)設(shè)備上的工藝溫度連接點溫度很高存在故障精餾塔與管道連接處漏點爐壁的熱點測量該處需在大修時更換耐火磚穩(wěn)流柜電阻異常通信機房UPS機柜電力設(shè)備-穿墻套管線路接頭故障類型：接觸不良（最高溫度為86.5 ） 斷路器設(shè)備名稱：斷路器進線接頭故障類型：B相接頭發(fā)熱（最高溫度為67.1 ）油罐液位變壓器套管接頭故障類型：接觸不良（最高溫度為44.3 ）應(yīng)用案例：蒸汽管道節(jié)能監(jiān)測測試對象的自然狀況以石油一廠電站至催化裂化裝置中壓蒸汽管道為例。管徑：273 mm10 mm；管道總長：800 m；入口溫度：440；出口溫度：390；蒸汽壓力：入口3.5 MPa，出口3.4 MPa；蒸汽流量：28 t/h。測試

16、結(jié)果2019年2月，對該中壓蒸汽管道進行了紅外測試，獲得管道外壁表面溫度場熱像圖數(shù)十幅。運用紅外微機分析軟件用面積加權(quán)法整理，計算出表面平均溫度為31.2，環(huán)境溫度為3，計算出平均熱流密度為545.7 W/m2。國家標準允許值在230 W/m2以下，表明超標情況嚴重。同年7月，對該管道改造后的保溫情況進行了測試，得出管道表面平均溫度為39.9，環(huán)境溫度為32，計算出平均熱流密度為131.7 W/m2，符合國家標準。應(yīng)用案例：保溫改造效果評估保溫改造效果的評估管道改造前，平均熱流密度為545.7 W/m2，按年平均氣溫折算平均熱流密度為539.9 W/m2，管道全程總散熱損失為643.5 kW。 管道改造后，平均熱流密度為131.7 W/m2，按年平均氣溫折算的平均熱流密度為140 W/m2，管道全程總散熱損失為194.7 kW。 改造后減少的散熱損失為448.8 kW，按年工作期320 d計算，年節(jié)約熱量為12.435 TJ，折標準油297 t，每噸標準油價格按1 500 RMB￥計算，一年可節(jié)約44.5104 RMB￥，一年即可收回管道改造投資。 應(yīng)用案例：凝氣閥問題 凝汽閥是用于從系統(tǒng)