劉磊

　　(山東能源新礦集團華豐煤礦山東寧陽271413)

　　摘要：紅外檢測具有準確、快速、實時的優(yōu)點，匯總了光電成像技術(shù)、信息處理技術(shù)以及圖像處理技術(shù)于一體的高科技檢測技術(shù)，是一種不會出現(xiàn)停電問題的在線檢測技術(shù)，隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，對紅外技術(shù)非接觸測溫應(yīng)用的需求愈來愈迫切，特別是在冶金、航天、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域�；�于此，本文主要對紅外測溫儀的原理及應(yīng)用進行分析探討。

　　關(guān)鍵詞：紅外測溫儀;原理;優(yōu)勢;技術(shù);應(yīng)用

　　1、前言

　　紅外測溫儀可以不接觸目標而通過測量目標發(fā)射的紅外輻射強度計算出物體的表面溫度。非接觸紅外測溫儀最大的優(yōu)點，使用戶可以非常方便地測量難以接近或移動的目標。SM系列紅外測溫儀為一體化集成式紅外測溫儀，傳感器、光學(xué)系統(tǒng)與電子線路共同集成在金屬殼體內(nèi);SM系列紅外測溫儀易于安裝，金屬殼體上的標準螺紋可與安裝部位快速連接;同時，SM系列紅外測溫儀還有各型選件(例如吹掃保護套、90°可調(diào)安裝支架、三維可調(diào)安裝支架、數(shù)字顯示表等)以滿足各種工況場合要求。

　　2、紅外測溫原理

　　紅外測溫儀可以直接測量目標溫度而無需接觸目標。其工作原理是通過測量目標發(fā)射的紅外輻射強度計算出物體的表面溫度。非接觸測溫是紅外測溫儀最大的優(yōu)點，使用戶可以方便地快速測量難以接近或移動中的物體。紅外測溫技術(shù)的原理是基于自然界中一切溫度高于絕對零度的物體，每時每刻都輻射出紅外線，同時這種紅外線輻射都載有物體的特征信息，這就為利用紅外技術(shù)判別各種被測目標的溫度高低和熱分布場提供了客觀基礎(chǔ)。物體表現(xiàn)熱力學(xué)溫度的變化，使物體發(fā)熱功率發(fā)生相應(yīng)變化，其產(chǎn)生的熱量在發(fā)出紅外輻射的同時，還在周圍形成一定的表面溫度分布場。這種溫度分布場取決于材料的熱物理性，也就是物體內(nèi)部的熱擴散和物體表面溫度與外界溫度的熱交換。

　　紅外測溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯集其視場內(nèi)的目標紅外輻射能量，視場的大小由測溫儀的光學(xué)零件以及位置決定。紅外能量聚焦在光電探測儀上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號。該信號經(jīng)過放大器和信號處理電路按照儀器內(nèi)部的算法計算和目標發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標的溫度值。除此之外，還應(yīng)考慮目標和測溫儀所在的環(huán)境條件，如溫度、氣氛、污染和干擾等因素對性能指標的影響及修正方法。

　　一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍發(fā)出紅外輻射能量。物體的

　　紅外輻射能量的大小及其按波長的分布與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。

　　紅外測溫儀用來測量物體表面溫度，測溫儀的光學(xué)元件發(fā)射的、反射的以及透過的能量會聚到探測器上，測溫儀的電子元件將此信息轉(zhuǎn)換成溫度讀數(shù)并顯示在測溫儀的顯示面板上。紅外測溫儀顯示的溫度常稱為目標的亮度溫度，與物體真實溫度有些差別，因為物體發(fā)射率對輻射測溫有一定的影響，自然界中存在的實際物體，幾乎都不是黑體。所有實際物體的輻射量除依賴于輻射波長及物體的溫度之外，還與構(gòu)成物體的材料種類、制備方法、熱過程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件等因素有關(guān)。因此，為使黑體輻射定律適用于所有實際物體，必須引入一個與材料性質(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數(shù)，即發(fā)射率。該系數(shù)表示實際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度，其值在0到1之間。根據(jù)輻射定律，只要知道了材料的發(fā)射率，就知道了任何物體的紅外輻射特性。

　　紅外測溫儀按成像特性分望遠型、一般型(1m～5m距離下測量)和顯微型(對微小目標進行測量)，按結(jié)構(gòu)分為可調(diào)發(fā)射率和固定發(fā)射率，按顯示方式分指針和數(shù)字兩種，還可分帶有激光瞄準器和不帶激光瞄準器的不同測溫儀。

　　3、紅外測溫儀的優(yōu)勢及技術(shù)參數(shù)

　　紅外測溫儀適用于各種場合。根據(jù)被測物體表面的材料材質(zhì)及顏色的不同。其對外發(fā)射的紅外能量的能力就不一樣，通過對發(fā)射率的調(diào)節(jié)，可減少由于材料而產(chǎn)生的測量誤差。近年來，紅外線測溫儀在技術(shù)上得到迅速發(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(yīng)時問快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點。非接觸紅外測溫儀包括便攜式、在線式和掃描式三大系列，并備有各種選件和計算機軟件，每一系列中又有各種型號及規(guī)格。在不同規(guī)格的各種型號測溫儀中，正確選擇紅外測溫儀型號對用戶來說是十分重要的。

　　紅外技術(shù)已經(jīng)被成功應(yīng)用至工業(yè)和研究設(shè)置領(lǐng)域，隨著成本降低和可靠性提高的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，紅外技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了可提供更小測量單位的傳感器。所有這些因素都促使紅外技術(shù)受到新應(yīng)用和用戶的廣泛關(guān)注。

　　●節(jié)省時間。

　　●測量移動目標。

　　●測量危險或無法接觸的物體(高壓部件、較大的測量距離)。

　　●測量高溫

　　●無能量干擾或能量損耗。

　　●沒有對目標造成污染和機械影響的風險

　　技術(shù)參數(shù)

　　4、紅外測溫儀的應(yīng)用

　　紅外熱像的成像技術(shù)可以應(yīng)用于對電氣設(shè)備的早期問題故障診斷，早發(fā)現(xiàn)問題，預(yù)測設(shè)備絕緣性能，可以改變以往我們對電氣設(shè)備的預(yù)防實驗，由此提高到預(yù)知狀態(tài)檢修，這也是現(xiàn)代電力企業(yè)發(fā)展的方向。在目前實時狀態(tài)檢修的過程中，我們要更加注重保障電力運行的穩(wěn)定性，及早發(fā)現(xiàn)問題，及早改良，提升電氣設(shè)備的穩(wěn)定性和工作效率。這就需要我們將紅外檢測技術(shù)運用到實際工作中去，對于降低修護成本，提升電網(wǎng)的經(jīng)濟效益有重要意義。

　　(1)在檢修運行設(shè)備的時候，我們采用紅外成像檢測技術(shù)，可以不用直接接觸設(shè)備就能達到檢測目的，首先要用儀器測量設(shè)備表面的溫度分布情況，拍攝現(xiàn)場設(shè)備的溫度值，然后進行分析診斷，這樣的方法對于檢測電網(wǎng)企業(yè)的電路十分便捷，具有實時、直觀、定量測溫和遙測等方便有效的作用。

　　(2)在工業(yè)上對于電氣設(shè)備的檢測還可以用熱像儀檢測的方式，通過熱像儀對于溫度的成像來記錄溫度變化，這種方式的優(yōu)點在于靈敏度高、無損害、不受電磁干擾，能及時檢測設(shè)備的性能和運行狀況，是可以廣泛推廣的新技術(shù)。

　　(3)當下新興起的檢測技術(shù)是對帶電設(shè)備的紅外檢測，對于這樣的檢測方式采用的是致熱效應(yīng)原理，帶電設(shè)備通常會向外發(fā)出紅外輻射，可以通過紅外檢測診斷出設(shè)備當前的運行狀況以及設(shè)備問題。

　　5、結(jié)語

　　總而言之，紅外測溫儀的普及應(yīng)用大大方便了我們的工作需要，隨著智能化電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展和狀態(tài)檢修工作的縱深推進，設(shè)備停電檢修次數(shù)將愈來愈少，而能夠及時發(fā)現(xiàn)消除缺陷，是確保設(shè)備可控、能控、在控的關(guān)鍵因素。而紅外測溫儀等高科技檢測手段的不斷應(yīng)用，為預(yù)知性檢測及狀態(tài)檢修提供了可靠的依托。

　　參考文獻：

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