红外测温培训课件

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四、红外检测专业术语
• 4.1、温升 :被测设备表面温度和环境 温度参照体表面温度之差。
• 4.2、温差 :不同被测设备或同一被测 设备不同部位之间的温度差。
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四、红外检测专业术语
• 4.3、相对温差:两个对应测点之间的温 差与其中较热点的温升之比的百分数。 相对温差δt可用下式求出:
1 2 T1 T2 t 100% 100% 1 T1 T0
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NETD • NETD噪声等效温差,又称温度 分辨率。 • 是评价热成像系统探测灵敏度 的一个客观参数。
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三、影响红外测温的因素
• 1.观测角度的影响
• 朗伯余弦定律:理想漫反射源单位表面积向空间 指定方向单位立体角内发射(或反射)的辐射功 率和该指定方向与表面法线夹角的余弦成正比, 具有这种特性的发射体(或反射体)称为余弦发 射体(或余弦反射体)。 • 此定律表明,物体在辐射表面法线方向的辐射最 强。因此,实际做红外检测时,应尽可能选择在 被测目标表面法线方向进行。
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八、红外检测周期
• 变(配)电设备的检测 • 110kV及以下重要变(配)电站每年检测 一次。 • 对于运行环境差、陈旧或有缺陷的设备, 大负荷运行期间、系统运行方式改变且设 备负荷突然增加等情况下,需对电气设备 增加检测次数。
0.95 0.7—0.9
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3、表面状态的影响
• 任何实际物体表面都不是绝对光滑的,总 会表现为不同的表面粗糙度。因此,这种 不同的表面形态,将对反射率造成影响, 从而影响发射率的数值。这种影响的大小 同时取决于材料的种类。例如,对于非金 属电介质材料,发射率受表面粗糙度影响 较小或无关。但是,对于金属材料而言, 表面粗糙度将对发射率产生较大影响。另 外,应该强调,除了表面粗糙度以外,一 些人为因素,如施加润滑油及其他沉积物 (如涂料等),都会明显地影响物体的发射率。
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六、检测仪器的要求
6.2 手持(枪)式红外热像仪 能满足一般检测的要求,有最高点温度 自动跟踪,采用LCD显示屏,可无取景器, 操作简单,仪器轻便,图像比较清晰、稳 定。
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六、检测仪器的要求
6.3 线路适用型红外热像仪 满足红外热像仪的基本功能要求,配备 有中、长焦距镜头,空间分辨率达到使用 要求。 当采用飞机巡线检测时,红外热像仪应 具备普通宽视野镜头和远距离窄视野镜头, 并且可由检测人员根据要求方便切换。
红外测温技术讲解
一、红外技术原理
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什么是红外线?
红外线是1800年英国物理学家赫胥尔发 现的,任何温度高于绝对零度(-273ºC) 的物体都会发出红外线,又称红外辐射.
红外线是从物质内部发射出来的;反映 物体表面的温度场。
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大气传输
大多数红外成像系统采用的响应光谱范围为大气吸收较 小的波长。大气传输率的光谱范围称为“大气窗口”。
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七、现场操作方法
• 7.2、精确检测 记录被检设备的实际负荷电流、额定 电流、运行电压,被检物体温度及环境参 照体的温度值。
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八、红外检测周期
• 检测周期应根据电气设备在电力系统中的 作用及重要性,并参照设备的电压等级、 负荷电流、投运时间、设备状况等决定。 电气设备红外检测管理及检测原始记录。
• e)避开强电磁场,防止强电磁场影响红外热 像仪的正常工作。
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六、检测仪器的要求
6.1 便携式红外热像仪 能满足精确检测的要求,测量精度和测 温范围满足现场测试要求,性能指标较高, 具有较高的温度分辨率及空间分辨率,具 有大气条件的修正模型,操作简便,图像 清晰、温度,有目镜取景器,分析软件功 能丰富。
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5.3、精确检测要求
• 除满足一般检测的环境要求下,还满足以 下的要求 • a)风速一般不大于0.5m/s; • b)设备通电时间不小于6h,最好在24h以上; • c)检测期间天气为阴天、夜间或晴天日落后 2h后;
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5.3、精确检测要求
• d)被检测设备周围应具有均衡的背景辐射, 应尽量避开附近热辐射源的干扰,某些设 备被检测时还应避开人体热源等的红外辐 射;
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黑体和发射率
• 黑体是指吸收所有入射光线而不反射或透 射的物体即黑体所吸收的红外线能量与发 射红外线能量相等。 • 辐射率又称发射率:指物体的辐射能力与 相同温度下黑体的辐射能力之比,与黑体 相比,其他物体的发射率都小于1。 • 影响辐射率的因素:材料、粗糙度、温度 等。
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二、红外热像仪器成像理论
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五、检测环境条件要求
5.1 、一般检测的要求
• a) 被检设备是带电运行设备,应尽量避开视线中 的封闭遮挡物,如门或盖板; • b) 环境温度一般不低于5℃,相对湿度一般不大 于85%;天气以阴天、多云为宜,夜间图像质量 最好;不应在雷、雨、雾、雪等气象条件下进行, 检测时风速一般不大于5m/s。
V = R•I
V: 电压变化 R: 由于红外吸收引起的电阻变化 I:通过辐射测热仪的恒定电流
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2、非制冷焦平面探测器
• 采用微型辐射热量探测器
• 工作原理:类似热敏电阻,即探测 器吸收入射的红外辐射,致使自身 的温度升高,从而导致探测器阻值 发生变化,在外加电流的作用下可 以产生电压信号输出。
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四、红外检测专业术语
• 4.10 、噪声等效温差(NETD):用热像仪观 察一个低空间频率的靶标时,当其视频信号 的信噪比(S/N)为1时,观察者可以分辨的 最小目标与背景之间的等效温差。NETD是评 价热像仪探测目标灵敏度和噪声大小的一个 客观参数。 • 4.11、准确度:在最大测量范围内,允许的最 大温度误差,以绝对误差或误差百分数表示。
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七、现场操作方法
• 7.2、精确检测 为了准确测温或方便跟踪,应事先设定几个 不同的方向和角度,确定最佳检测位置,并可 做上标记,以供今后的复测用,提高互比性和 工作效率。 正确选择被测设备的辐射率,特别要考虑金 属材料表面氧化对选取辐射率的影响。 将大气温度、相对湿度、测量距离等补偿参 数输入,进行必要修正,并选择适当的测温范 围。
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五、检测环境条件要求
5.2 、一般检测的要求
• C) 户外晴天要避开阳光直接照射或反射进入仪器 镜头,在室内或晚上检测应避开灯光的直射,宜 闭灯检测。 • D) 检测电流致热型设备,最好在高峰负荷状态下 进行。否则,一般应在不低于30%的额定负荷下 进行,同时应充分考虑小负荷电流对测试结果的影 响。
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八、红外检测周期
• 变(配)电设备的检测 • 正常运行变(配)电设备的检测应遵循检 测和预试前普测、高温高负荷等情况下的 特殊巡测相结合的原则。一般220kV及以 上的交(直)流变电站每年不少于两次, 其中一次可在大负荷前,另一次可在停电 检修及预试前,以便使查出的缺陷在检修 中能够得到及时处理,避免重复停电。
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2、不同材料的影响
• 不同性质的材料因对辐射的吸收或反射性 能各异,因此它们的发射性能也应不同。 所以在测量不同材料的表面温度时,要正 确设置好发射率,才能保证测量的准确性。
材料 发射率 材料 发射率
油漆
混凝土 钢(抛光板)
0.92—0.97
0.95 0.1
涂料
橡胶 钢(氧化的)
0.90—0.95
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1、红外热像仪成像原理
• 它的探测目标物体自身发射的 “热辐射”,将红外能量转换成 电信号,通过电子处理,最终转 化为人眼可见的红外图象。
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二、红外热像仪器成像理论
采用由红外电磁能产生的热效 应引起的材料性能改变原理。
红外辐射E 温度升高 加热 传感器 电阻降低
1.红外辐射以电磁波的形式进入传 感器,传感器吸收红外辐射,传感 器温度升高。 2.传感器电阻改变。 3.电阻改变以电信号的形式被探测。 4.不需要冷却,因为采用直接加热 的效应。
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空间分辨率
• 为了保障红外图片细节的清晰和测温准确性, 对不同类型电气设备拍摄需要采用不同的镜头。
• 变电站内设备拍摄时一般采用24°标准镜头 (高压套管、避雷器,独立CT等)。 • 近距离线路设备拍摄采用12°镜头(如35kV户 外线路电缆头等) • 远距离线路设备拍摄采用7°三倍镜头(如 500kV线路耐张线夹等)。
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七、现场操作方法
• 7.1、一般检测 应充分利用仪器的有关功能,如图像平均、 自动跟踪等,以达到最佳检测效果。 环境温度发生较大变化时,应对仪器重新进 行内部温度校准,校准方法按仪器的说明书进行。 作为一般检测,被测设备的辐射率一般取0.9 左右。
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七、现场操作方法
• 7.2、精确检测 检测温升所用的环境温度参照体应尽可能选 择与被测设备类似的物体,且最好能在同一方向 或同一视场中选择。 在安全距离允许的条件下,红外仪器宜尽量 靠近被测设备,使被测设备(或目标)尽量充满 整个仪器的视场,以提高仪器对被测设备表面细 节的分辨能力及测温准确度,必要时,可使用中、 长焦距镜头。线路检测一般需使用中、长度焦距 镜头。
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六、检测仪器的要求
6.4 在线型热像仪 将热像探头固定在被检测设备附近,进 行在线测试,并将信号反馈到主控系统。 要求有外部供电接口,连续稳定工作时间 长,并能满足全天候的环境使用条件,其 信号和接口可根据系统要求定制。
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七、现场操作方法
• 7.1、一般检测 仪器在开机后需进行内部温度校准,待稳定后即可开 始开始工作。 一般先远距离对所用被测设备进行全面扫描,发现有 异常后,再有针对性地近距离对异常部位和重点被测设备 进行准确检测。 仪器的色标温度量程设置在环境温度加10K-20K左右的 温升范围。 有彩色显示功能的仪器,宜选择彩色显示方式,调节 图像使其具有清晰的温度层次显示,并结合数值手段,如 热点跟踪、区域温度跟踪等手段进行检查。
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5、大气衰减的影响
• 大气对红外辐射有吸收、散射、折射等物 理过程,对物体的红外辐射强度会有衰减 作用,大气对红外辐射衰减的强弱跟大气 中微尘及水蒸气含量有很大关系。 • 微尘及水蒸气含量越高,大气对红外辐射 的衰减效果越明显。另外,大风对红外的 测Hale Waihona Puke Baidu也有很大影响,所以在红外测量时应 避免大风、沙尘暴等天气,在检测时,最 好在湿度小于85%以下。
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四、红外检测专业术语
• 4.5、一般检测:适用于用红外热像仪对电气 设备进行大面积检测。 • 4.6、精确检测:主要用于检测电压致热型和 部分电流致热型设备的内部缺陷,以便对设 备的故障进行精确判断。
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四、红外检测专业术语
• 4.7、电压致热型设备:由于电压效应引起发 热的设备。 • 4.8、电流致热型设备:由于电流效应引起发 热的设备。电流型.jpg • 4.9、综合致热型设备:即有电压效应,又有 电流效应,或者电磁效应引起发热的设备。 综合制热.jpg
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4、物体之间的辐射传递的影响
• 物体对于给定的入射辐射必然存在着吸收、 反射,而当达到热平衡后,其吸收的辐射 能必然转化为向外发射的辐射能。因此, 当我们在一个变电站中,检测任意一个目 标时,所检测出来的温度,必然还存在着 附近其它物体的影响。 • 因此,我们在检测时,要注意检测的方向 和时间,使其它物体的影响降到最小。
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3、红外镜头
• 能够将红外辐射能量聚焦到探测 器上的特殊镜头。 • 材料是锗单晶,表面镀金钢石。 • Ge是红外长波仪器镜头最好的材 料,但价格昂贵。
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4、红外热像仪的基本参数
• 帧频:反映探测器变化快慢的量。如 HY6800帧频是50Hz,即1/50秒。
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空间分辨率
• 空间分辨率 :红外热像仪分辨物体的能力,单位 mrad(毫弧度)。可理解为测量距离和目标大小 的关系。 • 空间分辨率为1.3mrad的热像仪:如果被测目标与 热像仪之间距离为100m,那么0.13M大小的物体 在热像仪的镜头聚焦,并投影到探测器上,正好充满 1个探测器单元像数. 0.26M大小的物体在热像仪的 镜头聚焦,并投影到探测器上,正好充满四个探测器 单元像数.
式中:τ1和T1——发热点的温升和温度; τ2和T2——正常相对应点的温升和温 度; T0——环境参照体的温度。
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四、红外检测专业术语
• 4.4、环境温度参照体 : 用来采集环境温度的 物体。它不一定具有当时的真实环境温度, 但具有与被检测设备相似的物理属性,并与 被测检测设备处于相似的环境之中。
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