红外热像仪

红外热像仪的测温原理与特点

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    红外热成像检测技术在电力系统故障诊断中的应用,日益受到重视,该技术在电力工业生产实践中,对电力系统故障的诊断已取得了良好的技术状态和经济效益。

    测温原理

    我们知道,电力系统的各类电力设备和线路,在正常运行时,都会产生一定的热量。但是随着设备运行时间的增加,负载的不平衡,某些接点的生锈腐蚀,接触不良造成接触电阻增加,电流过大等,导致系统、设备、线路的热态异常和过热故障。这些异常部位和故障点都会辐射出比正常状态更多,更强的红外能。红外热像仪的测温原理是:红外热像仪的物镜接收电力设备表面所辐射的红外线,经光学系统会聚,把接收的红外能正好落在系统的焦点上,即红外探测器焦平面上。经探测器的光电转换,将电力设备的红外能转变成电能,再经一系列的电信号处理,在热像仪的取景器上得到一幅所测电力设备的热图像。通过直观的热图找出图像中温度异常点,测出其温度值。红外热像仪就是利用电力系统的这一特性,测定电力设备表面的温度分布场及其变化情况,实现无接触测温,进行成像检测,找出电力设备可能存在的热状态异常和潜在的故障点,从而实现对设备和线路的故障诊断。

    应用特点

    众所周知,现代电力系统的设备管理工作,正在把传统的定期的维修制度改革为预知维修制度,实现这个改革不但能减少维修费用,而且还可大大提高设备利用率。在对电力系统实现预知维修制度时,必须应用设备状态诊断技术,以便经常对电力设备和线路进行检测与监视,保证电力系统安全运行,进行适时维修。无疑红外热像仪便是电力设备状态诊断技术中最重要的监测仪器。

    成像检测、图像直观

    非致冷长波焦平面红外热像仪,探测器件为320×240元,像素高达76800个点心,成像质量非常好,图像清晰。检测时,只要进入热像仪视场内的物体,都会在显示屏上成像。若视场内正好有温度异常点,在显示屏可以清楚地看到异常点的个数和位置,同时还可测出各异常点的温度。

    高灵敏度、高分辨率

    热像仪其灵敏度普遍都很高,一般在30℃温度时,其灵敏度可达0.12℃~0.02℃,它可以分辨出设备表面的零点几度的温差,从而可以诊断出设备热状态微小变化。

    由于热像仪的像素可达76800点,所以空间分辨率可做得很高,一般在1.3毫弧度左右。因此,可以探测设备的细节部位,并可实行远距离的检测。

    检测效率高

    热像仪进入正常工作状态后,只要热像仪视场对准设备,设备的热分布状态立即显示在观察屏幕上,若存在故障点,随后可测出故障点温度数据,或者将图像存贮到PC卡上,待计算机作进一步分析处理。一台先进的红外热像仪每秒可采集和存储数百万点的温度信息。

    非接触检测,检测面积大

    红外热像仪在检测电力设备热点故障时,都是远离设备几米、几十米、甚至上百米。这样在红外热像仪的视场内可以观察到一大片面积的电力设备。对那些悬空的高压线,范围大的变电站,正在运转的大型发电机组,以及配电控制系统等都可摄入热像仪取景内。先观察总体情况,发现热点再进行重点检测。

    在线带电检测

    由于热像仪探测的是设备表面热辐射的红外能,不需要与被测物体接触,因此任何带电工作的电力设备都可以用红外热像仪检测。以往的检修方法是让设备停止运行,由人工对电气接头进行清洁与紧固,这种检修方法既费时又费工,效果不佳。采用红外热像仪检测,可不让设备中断运行的情况下,找出不良的接头,非常省事省时,效果又好。

    不受电磁干扰

    红外热像仪工作在3~5μm和7.5~13μm波段内,与电磁频谱相差甚远。因此那些强电磁场的地方如输变电站、高压线等处,用热像仪检测不会受到任何影响,热图像始终稳定可靠。

    可用计算机分析处理

    目前大多数红外热像仪都备有与计算机连接的接口RS-232。这样热像仪就便于与计算机连接,利用计算机的图像处理系统对红外热图进行分析处理。同时把检测过程中有保存价值的热图像存贮于PC卡中,事后还可对热图中的故障点进行热分析处理,并作出分析报告。