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红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路,并按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。
首先如何选择红外测温仪可参考以下几点:
1.性能指标方面
如温度范围、光斑尺寸、工作波长、测量精度、响应时间等环境和工作条件方面,如环境温度、窗口、显示和输出、保护附件等;其他选择方面,如使用方便、维修和校准性能以及价格等,也对测温仪的选择产生一定的影响。
2.确定测温范围
测温范围是测温仪最重要的一个性能指标。温度覆盖范围为-50℃~+3000℃,但这不能由一种型号的红外测温仪来完成。每种型号的测温仪都有自己特定的测温范围。因此,用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全、既不要过窄、也不要过宽。根据黑体辐射定律,在光谱的矮波段由温度引起的辐射能量的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化,因此,测温时应尽量选用矮波较好。
3.确定目标尺寸
红外测温仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪(辐射比色测温仪)。对于单色测温仪,在进行测温时,被测目标面积应充满测温仪视场。建议被测目标尺寸超过现场大小的50%为好。如果目标尺寸小于视场,背景辐射能量就会进入测温仪的视声符支干扰测温读数,造成误差。相反如果目标大于测温仪的视场,测温仪就不会受到测量区域外面的背景影响。双色测温仪温度是由两个独立的波长带内辐射能量的比值来确定的。因此当被测目标很小,没有充满现场,测量通路上存在烟雾、尘埃、阻挡对辐射能量有衰减时,都不会对测量结果产生影响。甚至在能量衰减了95%的情况下,仍能保证要求的测温精度。
4.确定光学分辨率(距离及灵敏)
光学分辨率由D与S之比确定,是测温仪到目标之间的距离D与测量光斑直径S之比。如果测温仪由于环境条件限制必须安装在远离目标之处,而又要测量小的目标,就应选择高光学分辨率的测温仪。光学分辨率越高,即增大D:S比值,测温仪的成本也越高。
我们在工作过程中如何降低负面影响可参考以下:
1.如何降低发射率的影响
任何红外测量仪器都是通过测量电气设备表面红外辐射功率来获得设备温度信息的。并且在红外诊断仪器接收来自目标红外辐射功率相同的情况下,因目标的表面发射率不同,将会得到不同的检测结果。也就是说,相同辐射功率,发射率越低,就会显示越高的温度。因物体表面发射率主要决定于材料性质和表面状态(如表面氧化情况,涂层材料,粗糙程度及污秽状态等)。因此为了应用红外热像仪器准确地测量电气设备温度,必须要知道受检目标的发射率值,并将该值作为计算温度的重要参数输入计算机或者调整红外测量仪的E修正值,以便对所测量的温度输出值进行发射率修正,多种材料的发射率值可从出版的发射率表中找到。消除发射率对检测结果影响的另外两种对策措施是:当使用红外热像仪进行测量时,要对发射进行修正,查出被测设备部件表面的发射率值进行发射率修正,从而获得可靠的测温结果,提高检测的可靠性;对于红外检测的故障频发设备部件,为使检测结果具有良好的可比性,可以运用敷涂适当漆料的方法来增大和稳定其发射率值,以便获得被测设备表面的真实温度。
2.如何降低大气衰减的影响
由于受检电气设备表面红外辐射能量是经大气传输到红外检测仪器里的,这就会受到大气组合中的水蒸、二氧化碳、一氧化碳等气体分子的吸收衰减和空气中悬浮微粒的散射而衰减,设备辐射能量传输的衰减随着检测仪器到被测设备之间的距离,降低了被测设备辐射的透过率,所以其衰减是随距离的增大而增加,降低受检设备故障部位与正常部位的辐射对比度也会因为红外仪器接收到的目标能量减少,使得仪器显示出来的温度低于被测故障点的实际温度值,从而造成漏检或误诊断。尤其对于检测温升较低的设备故障时,这是很不利的。检测距离增大、大气组合的影响将会越来越大。而且又要获得目标温度准确性,必须采取如下对策:尽量选择在环境大气比较干燥、洁净的时节进行检测;在不影响安全的条件下尽可能缩短检测距离,还要对温度测量结果进行合理的距离修正,以便测得实际温度值。
3.如何降低气象条件的影响
不良的气象环境(雨、雪、雾及大风等)会对设备温度检测带来不利的影响,往往会给出虚假的故障现象。为了减少气象条件的影响,尽量在无雨、无雾、无风和环境温度较稳定的夜晚进行检测。
4.如何降低环境及背景辐射的影响
在进行户外电力设备红外检测时,检测仪器接收的红外辐射除了包括受检设备相应部位自身发射的辐射以外,还会包括设备其他部位和背景的反射,以及直接射入太阳辐射。这些辐射都将对设备待测部位的温度造成干扰,对故障检测带来误差。为了减少环境与背景辐射的影响,应采取如下对策措施:
对户外电气设备的现场红外检测,尽可能选择在阴天或者在日落左右傍晚无光照时间进行。这样可以防止直接入射、反射和散射的太阳辐射影响,对户内设备可以采用关掉照明灯,以及要避开其他的辐射影响,对于高反射的设备表面,应该采取适当措施来减少对太阳辐射及周围高温物体辐射的影响。或者改变检测角度,找到能避开反射的最佳角度进行检测。为减少太阳辐射及周围高温背景的辐射影响,可在检测时采取适当的遮挡措施,或者在红外热像仪器上加装适当的红外滤光片,以便滤除太阳及其他背景辐射。选择参数适宜的仪器和检测距离进行检测,使受检测的设备部位充满仪器视场,从而减少背景辐射的干扰。
最后值得注意的是红外测温仪必须经过标定才能使它正确地显示出被测目标的温度。如果所用的测温仪在使用中出现测温超差,则需退回厂家或维修中心重新标定。以上是我的一些经验,希望能在大家的工作中起到作用。
作者简介:
张会金(1969年-)女,蒙古族,毕业于内蒙古电力学校,工程师、从事变电运行管理工作。
首先如何选择红外测温仪可参考以下几点:
1.性能指标方面
如温度范围、光斑尺寸、工作波长、测量精度、响应时间等环境和工作条件方面,如环境温度、窗口、显示和输出、保护附件等;其他选择方面,如使用方便、维修和校准性能以及价格等,也对测温仪的选择产生一定的影响。
2.确定测温范围
测温范围是测温仪最重要的一个性能指标。温度覆盖范围为-50℃~+3000℃,但这不能由一种型号的红外测温仪来完成。每种型号的测温仪都有自己特定的测温范围。因此,用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全、既不要过窄、也不要过宽。根据黑体辐射定律,在光谱的矮波段由温度引起的辐射能量的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化,因此,测温时应尽量选用矮波较好。
3.确定目标尺寸
红外测温仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪(辐射比色测温仪)。对于单色测温仪,在进行测温时,被测目标面积应充满测温仪视场。建议被测目标尺寸超过现场大小的50%为好。如果目标尺寸小于视场,背景辐射能量就会进入测温仪的视声符支干扰测温读数,造成误差。相反如果目标大于测温仪的视场,测温仪就不会受到测量区域外面的背景影响。双色测温仪温度是由两个独立的波长带内辐射能量的比值来确定的。因此当被测目标很小,没有充满现场,测量通路上存在烟雾、尘埃、阻挡对辐射能量有衰减时,都不会对测量结果产生影响。甚至在能量衰减了95%的情况下,仍能保证要求的测温精度。
4.确定光学分辨率(距离及灵敏)
光学分辨率由D与S之比确定,是测温仪到目标之间的距离D与测量光斑直径S之比。如果测温仪由于环境条件限制必须安装在远离目标之处,而又要测量小的目标,就应选择高光学分辨率的测温仪。光学分辨率越高,即增大D:S比值,测温仪的成本也越高。
我们在工作过程中如何降低负面影响可参考以下:
1.如何降低发射率的影响
任何红外测量仪器都是通过测量电气设备表面红外辐射功率来获得设备温度信息的。并且在红外诊断仪器接收来自目标红外辐射功率相同的情况下,因目标的表面发射率不同,将会得到不同的检测结果。也就是说,相同辐射功率,发射率越低,就会显示越高的温度。因物体表面发射率主要决定于材料性质和表面状态(如表面氧化情况,涂层材料,粗糙程度及污秽状态等)。因此为了应用红外热像仪器准确地测量电气设备温度,必须要知道受检目标的发射率值,并将该值作为计算温度的重要参数输入计算机或者调整红外测量仪的E修正值,以便对所测量的温度输出值进行发射率修正,多种材料的发射率值可从出版的发射率表中找到。消除发射率对检测结果影响的另外两种对策措施是:当使用红外热像仪进行测量时,要对发射进行修正,查出被测设备部件表面的发射率值进行发射率修正,从而获得可靠的测温结果,提高检测的可靠性;对于红外检测的故障频发设备部件,为使检测结果具有良好的可比性,可以运用敷涂适当漆料的方法来增大和稳定其发射率值,以便获得被测设备表面的真实温度。
2.如何降低大气衰减的影响
由于受检电气设备表面红外辐射能量是经大气传输到红外检测仪器里的,这就会受到大气组合中的水蒸、二氧化碳、一氧化碳等气体分子的吸收衰减和空气中悬浮微粒的散射而衰减,设备辐射能量传输的衰减随着检测仪器到被测设备之间的距离,降低了被测设备辐射的透过率,所以其衰减是随距离的增大而增加,降低受检设备故障部位与正常部位的辐射对比度也会因为红外仪器接收到的目标能量减少,使得仪器显示出来的温度低于被测故障点的实际温度值,从而造成漏检或误诊断。尤其对于检测温升较低的设备故障时,这是很不利的。检测距离增大、大气组合的影响将会越来越大。而且又要获得目标温度准确性,必须采取如下对策:尽量选择在环境大气比较干燥、洁净的时节进行检测;在不影响安全的条件下尽可能缩短检测距离,还要对温度测量结果进行合理的距离修正,以便测得实际温度值。
3.如何降低气象条件的影响
不良的气象环境(雨、雪、雾及大风等)会对设备温度检测带来不利的影响,往往会给出虚假的故障现象。为了减少气象条件的影响,尽量在无雨、无雾、无风和环境温度较稳定的夜晚进行检测。
4.如何降低环境及背景辐射的影响
在进行户外电力设备红外检测时,检测仪器接收的红外辐射除了包括受检设备相应部位自身发射的辐射以外,还会包括设备其他部位和背景的反射,以及直接射入太阳辐射。这些辐射都将对设备待测部位的温度造成干扰,对故障检测带来误差。为了减少环境与背景辐射的影响,应采取如下对策措施:
对户外电气设备的现场红外检测,尽可能选择在阴天或者在日落左右傍晚无光照时间进行。这样可以防止直接入射、反射和散射的太阳辐射影响,对户内设备可以采用关掉照明灯,以及要避开其他的辐射影响,对于高反射的设备表面,应该采取适当措施来减少对太阳辐射及周围高温物体辐射的影响。或者改变检测角度,找到能避开反射的最佳角度进行检测。为减少太阳辐射及周围高温背景的辐射影响,可在检测时采取适当的遮挡措施,或者在红外热像仪器上加装适当的红外滤光片,以便滤除太阳及其他背景辐射。选择参数适宜的仪器和检测距离进行检测,使受检测的设备部位充满仪器视场,从而减少背景辐射的干扰。
最后值得注意的是红外测温仪必须经过标定才能使它正确地显示出被测目标的温度。如果所用的测温仪在使用中出现测温超差,则需退回厂家或维修中心重新标定。以上是我的一些经验,希望能在大家的工作中起到作用。
作者简介:
张会金(1969年-)女,蒙古族,毕业于内蒙古电力学校,工程师、从事变电运行管理工作。