【TPM/設(shè)備管理】紅外熱成像技術(shù)在設(shè)備檢測(cè)方面的應(yīng)用
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企業(yè)生產(chǎn)過程中，設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)突發(fā)故障。有時(shí)候，這些突發(fā)故障會(huì)給給企業(yè)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。
為使設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，企業(yè)必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期點(diǎn)檢或檢測(cè)，以便發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，避免造成損失。紅外熱成像技術(shù)就是一項(xiàng)可應(yīng)用于多種設(shè)備的檢測(cè)維護(hù)技術(shù)。紅外熱成像技術(shù)是一種非接觸測(cè)溫技術(shù)，可以使企業(yè)設(shè)備在運(yùn)行過程中得到檢測(cè)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。
目前紅外成像檢測(cè)已廣泛地應(yīng)用于電力、石化、鋼鐵、造紙、科研、消防、安保等領(lǐng)域。
一、紅外檢測(cè)技術(shù)的原理
紅外線是一種電磁波，它的波長(zhǎng)范圍為0.78～1000μm，肉眼所不見，所以稱為紅外線。任何溫度高于絕對(duì)零度（－273.15攝氏度）的物體，都會(huì)不斷地發(fā)射紅外輻射。
企業(yè)的設(shè)備溫度都會(huì)高于絕對(duì)零度，而且一般來講，如果設(shè)備部件出現(xiàn)缺陷或故障，它將改變?cè)O(shè)備部件的熱傳導(dǎo)，使部件表面溫度分布發(fā)生變化。
例如：電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中，導(dǎo)電回路部分存在大量的接頭、觸頭或連接件，如果導(dǎo)電回路連接處發(fā)生故障，就會(huì)引起接觸電阻過大，當(dāng)負(fù)荷電流通過時(shí)，必然導(dǎo)致局部過熱。如果電氣設(shè)備的絕緣層出現(xiàn)老化或破損，將造成絕緣介質(zhì)損耗過大，在運(yùn)行電壓的作用下，會(huì)產(chǎn)生過熱。
紅外檢測(cè)技術(shù)可以測(cè)量設(shè)備、裝置、部件表面溫度的分布變化，從而探測(cè)出缺陷的位置。
利用紅外檢測(cè)技術(shù)的儀器主要有三類：紅外測(cè)溫儀器、紅外熱電視、紅外熱成像儀器。本文主要探討的是紅外熱成像儀器。
二、紅外熱成像儀器
利用紅外檢測(cè)技術(shù)和熱成像原理，人們發(fā)明了紅外熱成像儀器。紅外熱像儀器是利用紅外探測(cè)器、光學(xué)成像物鏡和光機(jī)掃描系統(tǒng)，接受被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形，反映到紅外探測(cè)器的光敏元件上。探測(cè)器將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)放大處理、轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)，通過電視屏或監(jiān)視器顯示紅外熱像圖。
這種熱像圖與物體表面的熱分布場(chǎng)相對(duì)應(yīng)，實(shí)質(zhì)上是被測(cè)目標(biāo)物體各部分紅外輻射的熱像分布圖。由于信號(hào)非常弱，與可見光圖像相比，缺少層次和立體感，因此在實(shí)際應(yīng)用過程中，為更有效地判斷被測(cè)目標(biāo)的紅外熱分布場(chǎng)，常采用一些輔助措施來增加儀器的實(shí)用功能，如圖像亮度、對(duì)比度的控制、色標(biāo)校正，偽色彩描繪等。
與熱像儀配套使用的還有圖像處理軟件，這樣我們不但可看到紅外圖像，而且還可對(duì)圖像進(jìn)行分析。
紅外熱成像儀是以設(shè)備的熱狀態(tài)分布為依據(jù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好與否進(jìn)行診斷，測(cè)試時(shí)不接觸設(shè)備，不影響受檢設(shè)備的正常工作，能夠準(zhǔn)確、直觀地顯示設(shè)備部位隱患，而且可以通過軟件進(jìn)行分析。所以，具有安全、快捷、方便和比較準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
三、紅外熱成像檢測(cè)的步驟
1、使用熱像儀對(duì)設(shè)備路進(jìn)行全面的掃描檢查，目的是要找出其異常發(fā)熱部位。
2、用紅外熱像儀對(duì)異常發(fā)熱部位進(jìn)行測(cè)溫。測(cè)溫時(shí)，應(yīng)首先正確選擇被測(cè)物體的表面發(fā)射率，選擇適當(dāng)?shù)膮⒄瘴锎_定環(huán)境溫度，鍵入環(huán)境溫度、相對(duì)濕度和測(cè)量距離等補(bǔ)償參數(shù)并選取適當(dāng)?shù)臏囟确秶?br />
對(duì)同一測(cè)量對(duì)象應(yīng)從不同的方位進(jìn)行測(cè)量找出最高發(fā)熱點(diǎn)的溫度值，對(duì)不同的測(cè)量對(duì)象進(jìn)行測(cè)溫時(shí)應(yīng)保持距離一致和方位一致；
3、利用軟件系統(tǒng)對(duì)熱像圖的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。
四、紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用注意事項(xiàng)
紅外熱成像儀器測(cè)量的都是物體的表層溫度，在許多時(shí)候，對(duì)同一個(gè)設(shè)備部件需要多方向或多部位進(jìn)行測(cè)量。
對(duì)無缺陷的物體，正面和背面的溫度場(chǎng)分布基本上是均勻的。如果物體內(nèi)部存在缺陷，在缺陷處溫度分布將發(fā)生變化。
對(duì)于隔熱性的缺陷，正面檢測(cè)方式，缺陷處因熱量堆積呈“熱點(diǎn)”，背面檢測(cè)時(shí)，缺陷處則是低溫點(diǎn)。
而對(duì)于導(dǎo)熱性的缺陷，正面檢測(cè)時(shí)，缺陷處的溫度是低溫點(diǎn)，背面檢測(cè)到缺陷處的溫度是“熱點(diǎn)”。這樣，采用紅外成像檢測(cè)技術(shù)，可以形檢測(cè)出材料表層與淺層缺陷和范圍，但這需要有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行多角度測(cè)量。
由于紅外熱成像儀器測(cè)量的都是物體的表面溫度，所以，對(duì)于那些由于被遮擋而無法直接看到的部分，是根據(jù)其熱量傳遞到外面部件上的情況加以分析的。這樣，有時(shí)候設(shè)備內(nèi)部的溫度因結(jié)構(gòu)復(fù)雜而不能準(zhǔn)確地測(cè)出，這時(shí)，需要與其他測(cè)量技術(shù)和科學(xué)方法結(jié)合起來才能更好地發(fā)揮它的作用，從而得出正確結(jié)論。
另外，由于現(xiàn)場(chǎng)的周圍環(huán)境（尤其是溫度）可能會(huì)有變化，即便通過熱像儀得到了一張有熱點(diǎn)的圖片，要想作出一個(gè)精確的判斷，就需要考慮這些因素的影響。所以，我們需要根據(jù)不同的情形、特點(diǎn)，作出適當(dāng)分析，這樣才能得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果。