论文部分内容阅读
摘 要：红外热成像技术在军事、医疗、火灾预防、电力核电、检验检测等领域已广泛应用，并取得很好的成果。针对老旧电梯使用年限较长，部分机械、电气元件老化，尝试运用红外热成像技术对关键部件进行检测，依照相关电梯检验标准，通过红外热像图判断分析机械、电气故障及隐患，预判电梯的使用报废期限，让迫在眉睫的老旧电梯评估更准确高效有说服力。
关键词：红外热成像技术；电梯检验；检测
一、前言
红外热成像运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，红外热成像技术使人类超越了视觉障碍，由此人们可以“看到”物体表面的温度分布状况。红外热成像技术是以接收景物自身各部分辐射的红外线来进行探测，利用景物自身各部分辐射的差异获得图像的细节，其实质是一种波长转换技术，即把红外辐射图像转换为可视图像的技术，同时，由大气透红外性质和目标自身辐射所决定，红外热成像技术通常采用3～5μm和8～14μm兩个波段内工作【1】。
老旧电梯检验评估基于国家定期检验标准，但又高于定期检验项目，相关项目更偏向于技术层面的判断分析。随着电梯使用年限增长，机械、电器元件老化严重，发热量增大；非正常运行状态下部件也会产生热效应。与传统电梯检测方法相比，红外热成像电梯检验相关突出优势有：非接触式检测；操作简单方便、安全性高；更直观的反应检测部件的温度状况，便于专业分析。但红外检测不能完全取代传统的测试技术，在某些方面还存在局限【2】。
二、红外热成像技术在老旧电梯评估中的应用
根据《在用电梯安全评估导则（试行）》和GB/T 31821-2015《电梯主要部件报废技术条件》的要求，以及在使用年限较长的老旧电梯的检验过程中存在的问题，主要分为如下几个方面进行检测：
⑴电梯电机三相交流电检测
输入电机的三相电不平衡会导致损耗增加：由于三相交流电的特殊性，在三相完全平衡与极端不平衡的情况下相比，后者的线路损耗将是前者的6倍；电压质量降低：由于三相不平衡，就会使有的相电压偏高，有的相电压偏低，不仅影响电机的正常使用，电压过低会产生电流损坏，电压过高会产生电压损坏；维护成本增加：三相电压不平衡的发生将导致达到数倍电流不平衡的发生。从而使电机效率下降，输出亏耗等影响。当负载变更或交替时容易发生超载、短路现象。加速设备部件更换频率，增加设备维护的成本；损坏用电设备：三相不平衡会导致电机的局部过热而使局部加速老化或直接烧坏，从而使整个设备损坏；易发生火灾：一旦三相不平衡导致电机过热乃至产生火花，电气本身或周围环境达到一定条件，就会引起火灾，造成不可估量的损失。因此，三相电不平衡在老旧电梯评估检验中是一个不可忽视的重大隐患。
⑵电机及制动系统检测
现用曳引机主要分为永磁同步式和涡轮蜗杆式，永磁曳引机使用年限长易出现退磁、电机发热、制动力不足的现象，而涡轮蜗杆式曳引机易出现蜗轮蜗杆配合间隙变大、传动温度升高、电动机线圈温度升高、抱闸温度过高等问题，都可以通过红外热成像进行识别。
⑶电控柜继电器接触器检测
在电梯控制柜中，尤其是使用年限较长的老旧电梯，继电器接触器是很容易出现问题的重要部件。导致继电器接触器老化失效的原因错中复杂，失效机理众多。通常，影响继电器可靠性的因素主要包括温度、湿度、振动与冲击、盐雾等腐蚀性介质以及电磁干扰等【3】。每个继电器接触器都有正常工作的温度范围，高温环境会加速出点材料的氧化，加剧表面膜电阻的形成，引起接触电阻增大或出点时断时通；焊弧困难，触点腐蚀加剧，产生粘结故障；另外，高温下漆包线老化加剧，导致线圈电阻改变或短路。因此，通过运用单一变量控制的方法，对比同一台电梯控制柜中继电器接触器的温度（参照正常值）可以给评估工作带来参考。
三、总结
电梯机器工作温度受周围环境影响较大，冬季夏季差异性不能对比，另外机房布局、通风降温设备也对机器的温度和使用寿命有很大影响，所以测量必须保证机房温度在+5℃-+40℃的范围内测量温升才有意义；各个元器件特别是继电器接触器对温度的耐受程度不同，各个厂家对自身产品的设计标定不同。即使超出了设计值，能继续使用的时间需要进行可靠性研究分析，红外热成像只能从温度上对比判断，温度只是继电器失效的原因之一。红外热成像技术是运用于电梯检验的新的尝试，不同于GB755-2008提出的电阻法、埋置检温计法、温度计法。对于电机绕组、轴承的测量温度的可行性和准确性需要进一步试验考证。
参考文献：
【1】王瑞凤，杨宪江，吴伟东. 发展中的红外热成像技术[J]. 红外与激光工程，2008，S2：699-702.
【2】郑祥盘. 基于红外热成像技术的电梯电气系统检测技术研究[J].中国特种设备安全，2016，32（2）：16-19.
【3】赵昔，黄卫刚，陈世均，张晓明，李少平.核电站继电器老化及可靠性分析[J].核动力工程，2006，12：99-102.
作者简介：
胡智勇，天津市特种设备监督检验技术研究院，主要研究方向：电梯检验。
关键词：红外热成像技术；电梯检验；检测
一、前言
红外热成像运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，红外热成像技术使人类超越了视觉障碍，由此人们可以“看到”物体表面的温度分布状况。红外热成像技术是以接收景物自身各部分辐射的红外线来进行探测，利用景物自身各部分辐射的差异获得图像的细节，其实质是一种波长转换技术，即把红外辐射图像转换为可视图像的技术，同时，由大气透红外性质和目标自身辐射所决定，红外热成像技术通常采用3～5μm和8～14μm兩个波段内工作【1】。
老旧电梯检验评估基于国家定期检验标准，但又高于定期检验项目，相关项目更偏向于技术层面的判断分析。随着电梯使用年限增长，机械、电器元件老化严重，发热量增大；非正常运行状态下部件也会产生热效应。与传统电梯检测方法相比，红外热成像电梯检验相关突出优势有：非接触式检测；操作简单方便、安全性高；更直观的反应检测部件的温度状况，便于专业分析。但红外检测不能完全取代传统的测试技术，在某些方面还存在局限【2】。
二、红外热成像技术在老旧电梯评估中的应用
根据《在用电梯安全评估导则（试行）》和GB/T 31821-2015《电梯主要部件报废技术条件》的要求，以及在使用年限较长的老旧电梯的检验过程中存在的问题，主要分为如下几个方面进行检测：
⑴电梯电机三相交流电检测
输入电机的三相电不平衡会导致损耗增加：由于三相交流电的特殊性，在三相完全平衡与极端不平衡的情况下相比，后者的线路损耗将是前者的6倍；电压质量降低：由于三相不平衡，就会使有的相电压偏高，有的相电压偏低，不仅影响电机的正常使用，电压过低会产生电流损坏，电压过高会产生电压损坏；维护成本增加：三相电压不平衡的发生将导致达到数倍电流不平衡的发生。从而使电机效率下降，输出亏耗等影响。当负载变更或交替时容易发生超载、短路现象。加速设备部件更换频率，增加设备维护的成本；损坏用电设备：三相不平衡会导致电机的局部过热而使局部加速老化或直接烧坏，从而使整个设备损坏；易发生火灾：一旦三相不平衡导致电机过热乃至产生火花，电气本身或周围环境达到一定条件，就会引起火灾，造成不可估量的损失。因此，三相电不平衡在老旧电梯评估检验中是一个不可忽视的重大隐患。
⑵电机及制动系统检测
现用曳引机主要分为永磁同步式和涡轮蜗杆式，永磁曳引机使用年限长易出现退磁、电机发热、制动力不足的现象，而涡轮蜗杆式曳引机易出现蜗轮蜗杆配合间隙变大、传动温度升高、电动机线圈温度升高、抱闸温度过高等问题，都可以通过红外热成像进行识别。
⑶电控柜继电器接触器检测
在电梯控制柜中，尤其是使用年限较长的老旧电梯，继电器接触器是很容易出现问题的重要部件。导致继电器接触器老化失效的原因错中复杂，失效机理众多。通常，影响继电器可靠性的因素主要包括温度、湿度、振动与冲击、盐雾等腐蚀性介质以及电磁干扰等【3】。每个继电器接触器都有正常工作的温度范围，高温环境会加速出点材料的氧化，加剧表面膜电阻的形成，引起接触电阻增大或出点时断时通；焊弧困难，触点腐蚀加剧，产生粘结故障；另外，高温下漆包线老化加剧，导致线圈电阻改变或短路。因此，通过运用单一变量控制的方法，对比同一台电梯控制柜中继电器接触器的温度（参照正常值）可以给评估工作带来参考。
三、总结
电梯机器工作温度受周围环境影响较大，冬季夏季差异性不能对比，另外机房布局、通风降温设备也对机器的温度和使用寿命有很大影响，所以测量必须保证机房温度在+5℃-+40℃的范围内测量温升才有意义；各个元器件特别是继电器接触器对温度的耐受程度不同，各个厂家对自身产品的设计标定不同。即使超出了设计值，能继续使用的时间需要进行可靠性研究分析，红外热成像只能从温度上对比判断，温度只是继电器失效的原因之一。红外热成像技术是运用于电梯检验的新的尝试，不同于GB755-2008提出的电阻法、埋置检温计法、温度计法。对于电机绕组、轴承的测量温度的可行性和准确性需要进一步试验考证。
参考文献：
【1】王瑞凤，杨宪江，吴伟东. 发展中的红外热成像技术[J]. 红外与激光工程，2008，S2：699-702.
【2】郑祥盘. 基于红外热成像技术的电梯电气系统检测技术研究[J].中国特种设备安全，2016，32（2）：16-19.
【3】赵昔，黄卫刚，陈世均，张晓明，李少平.核电站继电器老化及可靠性分析[J].核动力工程，2006，12：99-102.
作者简介：
胡智勇，天津市特种设备监督检验技术研究院，主要研究方向：电梯检验。