电力红外热像仪应用培训课件.ppt

红外热像仪能做什么？•用红外热像仪来捕捉(接收)物体表面发出的红外辐射，显示物体表面辐射能量密度的分布情况•红外热像仪可将热信息瞬间可视化，快速定位故障,通过观察物体的红外热分布图，并测量所需位置的温度，来判断设备故障所在的位置及程度•几乎所有利用或者发射能量的物体在发生故障前都会产生发热现象•在专业的分析软件的帮助下，可进行分析，完成预防性维护工作 红外热成像检测的优点•远程测量—用于遥远不可接近或运动目标•不干扰—有些材料在被接触时会损伤或温度将被改变•快速测量—用于温度改变迅速或移动中的目标测量 •安全—不用接近运行中的设备,特别是高压,高温的设备对大气系数的校正• 说明 ：由于红外线热像仪的测量方法是被动的、非接触式的，测量的结果容易受被测目标与仪器之间的大气环境改变的影响，对大气环境的校准是保证测量准确、工作稳定的重要步骤• 由物体所发出的紅外辐射在穿过大气到达测量系统时会受到衰减，而衰减主要来自气体分子(水蒸气等)和各种微粒(尘埃、雪、冰晶等)的吸收与散射气体分子吸收辐射，而微粒散射辐射• {水气(6.3µm); 二氧化碳, 硫和氮的氧化物等 ( 2.7µm 和 15µm) }• 大气衰减与波长密切相关。

在某些波长，几公里的距离也只有很少的衰减，而在另一些波长，经过几米的距离辐射就衰减得几乎没有什么了试验证明,能够顺利通过大气的红外辐射主要有三个范围1-2.5µm ,3-5µm ,8-14µm ,几乎没有什么衰减，所以这三个波长范围叫大气窗口• 大气衰减阻止了初始总辐射到达热像仪如果不利用校正措施，那么随着距离增大，测量的温度读数越来越偏小重要的参数•探测器类型•电路芯片处理器•热灵敏度热灵敏度•精度•视场角视场角•像素像素•测温范围测温范围•图像存储空间分辨率•空间分辨率是指红外热像仪能够识别的两个相邻目标的最小空间分辨率是指红外热像仪能够识别的两个相邻目标的最小距离•通常用瞬时视场角（通常用瞬时视场角（IFOV）的大小来表示（毫弧度）的大小来表示（毫弧度 mrad）表示热像仪的最小角分辨单元表示热像仪的最小角分辨单元•决定着热像仪的清晰度，是热像仪所能测量的最小尺寸它决定着热像仪的清晰度，是热像仪所能测量的最小尺寸它与光学像质，光学会聚系统焦距和红外传感器的线性尺寸相与光学像质，光学会聚系统焦距和红外传感器的线性尺寸相关视场角视场角：称为总视场角或扫描视场角，表示热像仪位置视场角：称为总视场角或扫描视场角，表示热像仪位置固定时，所能观察到最大空间角度范围。

固定时，所能观察到最大空间角度范围 空间分辨率空间分辨率空间分辨率=像间距像间距{Pixel Size (Array Pitch}/镜头焦距（镜头焦距（Lens focal length ））举例说明：举例说明：FlukeTi55FT热像仪的空间分辨率的算法是：热像仪的空间分辨率的算法是：1））Ti55FT探测器的像间距是探测器的像间距是25.4um;2）选用）选用54mm长焦镜头长焦镜头所以所以Ti55FT-54的空间分辨率为：的空间分辨率为： 25.4/54=0.47mrad（一般保留两位有效数据）（一般保留两位有效数据）视场角计算方法视场角分为水平视场角和垂直视场角视场角分为水平视场角和垂直视场角.水平视场角水平视场角=（像间距（像间距/镜头焦距）镜头焦距）*水平像素数水平像素数/17.45垂直视场角垂直视场角=（像间距（像间距/镜头焦距）镜头焦距）*垂直像素数垂直像素数/17.45举例说明：举例说明：Ti25热像仪的视场角的算法是：热像仪的视场角的算法是：1））Ti25探测器的像间距是探测器的像间距是51um;2）选用）选用20mm标准镜头标准镜头所以所以Ti25-20 的视场角为：的视场角为：水平视场角：水平视场角：51/20*160/17.45=23o （一般保留整数）（一般保留整数）垂直视场角：垂直视场角：51/20*120/17.45=17o （一般保留整数）（一般保留整数）识别距离的计算方法一般说，测温热像仪能够准确测量目标温度一般需要一般说，测温热像仪能够准确测量目标温度一般需要9个像个像素，而识素，而识别只需要别只需要4个像素，所以大致的距离就可以计算出来。

个像素，所以大致的距离就可以计算出来举例说明举例说明1））Ti25-20对对1.7m左右的人识别距离为左右的人识别距离为=1.7/((51/20)*4)=0.167km（一般保留两个有效数据），（一般保留两个有效数据），而能够测温的距离为：而能够测温的距离为：=1.7/((51/20)*9)=0.074km；；2））Ti25-20对对2.3m车辆识别距离车辆识别距离=2.3/((51/20)*4)=0.225km（一般保留两个有效数据），（一般保留两个有效数据），而能够测温的距离为：而能够测温的距离为：=2.3/((51/20)*9)=0.100km；；3））Ti25-20对对6m中型船只识别距离中型船只识别距离=6/((25/18)*4)=0.588km（一般保留两个有效数据，而能（一般保留两个有效数据，而能够测温的距离为：够测温的距离为：=6/((51/20)*9)=0.261km非制冷热像仪探测器像间距规格目前中国市场上非制冷热像仪探测器像间距主要有：目前中国市场上非制冷热像仪探测器像间距主要有：1、、45um；；2、、35um；；3、、25um而而Fluke 主要是：主要是：51um（（160*120）和）和25.4um（（320*240））以状态为基础的维护方案•以状态为基础的维护是在各种维修策略之间寻求平衡：•1.运行到出现故障•2.计划维修•3.预知性维修•4.主动维修•核心是核心是:及时准确的了解运行设备的状态及时准确的了解运行设备的状态热像仪在状态检测维护领域的应用 温度温度往往是电气电气、机械机械和工艺设备故障工艺设备故障的早期征兆,与仅能够捕获单点温度值的红外测温仪不同的是,热像仪可以将整个目标的温度特性形成一个二维的图像。

电气设备外部故障• 电力系统运行中，载流导体会因为电流效应产生电阻损耗，而在电能输送的整个回路上存在数量繁多的连接件、接头或触头在理想情况下，输电回路中的各种连接件、接头或触头接触电阻低于相连导体部分的电阻，那么，连接部位的损耗发热不会高于相邻载流导体的发热，然而一旦某些连接件、接头或触头因连接不良，造成接触电阻增大，该部位就会有更多的电阻损耗和更高的温升，从而造成局部过热此类通常属外部故障 • 外部故障的特点是：局部温升高，易用红外热像仪发现，如不能及时处理，情况恶化快，易形成事故， 造成损失外部故障占故障比例大电气设备内部故障• 高电压电器设备的内部故障，主要是指封闭在固体绝缘以及设备壳体内部的电气回路故障和绝缘介质劣化引起的各种故障由于这类故障出现在电气设备的内部，因此反映的设备外表的温升很小，通常只有几K检测这种故障对检测设备的灵敏度要求较高• 内部故障的特点是：故障比例小，温升小，危害大，对红外检测设备要求高故障诊断标准 1、危急热缺陷（Ⅰ）：电气设备表面温度超过90℃，或温升超75℃或相对温差（温差）超过55℃ 2、严重热缺陷（Ⅱ）：电气设备表面温度超过75℃，或温升超过65℃或相对温差（温差）超过50℃ 3、一般热缺陷（Ⅲ）：电气设备表面温度超过60℃，或温升超过30℃或相对温差（温差）超过25℃ 4、热隐患（Ⅳ）：电气设备表面温度超过50℃，或相对温差（温差）超过20℃GB763-90《《交流高压电器在长期工作时的发热交流高压电器在长期工作时的发热》》 绝对温差判断法：取被测对象附近1m远的地方正常运行的导线或线路金具的最高温度为参考温度Ta被测量对象的温度为T ΔT＝T－Ta根据ΔT来判断热缺陷情况热像仪在设备中的应用 机械：交直流电机，泵、压缩机、风机液压装置，驱动器等，轴承，滑轮，截流阀，安全阀，蒸汽阀，汽轮机等检测；开关设备，电机终端装置，多种原因造成的全局或局部过热等。

热像仪在工艺中的应用 制造及工艺检测产品温度及产品生产流程，罐内液面，蒸汽系统，耐火材料故障，罐内沉淀物堆之积问题；漏液，绝缘等老化问题热像仪在研发和实验中的应用 器件的小型化使散热变器件的小型化使散热变得越来越重要，上端散热性得越来越重要，上端散热性不好，该处焊接点存在问题不好，该处焊接点存在问题福禄克红外热像仪型号介绍Presenter Name Ouyang Jinwu Presentation Email: jinwu.ouyang@ Company Confidential 19Ti10、Ti25、TiR、TiR1热像仪介绍Ti10、Ti25、TiR、TiR1技术参数–检测器:氧化钒平面聚焦排列(160x120)像素,不冷凝的微型热辐射测量计–• 波长范围: 8-14µ–• 噪声等效温度差别（该参数表示热像仪传感器的分辨细小温差的能力）:Ti10、TiR:0.2@30°C –Ti25、TiR1:0.1@30°C–• 温度范围: Ti10:-20-250°C， Ti25:-20-350°C –TiR\TiR1:-20 -100℃–• 精密度: 读数的±2%–• 用于温度测定的光学分辨率:200:1–• 可变焦距, 最短距离为15cmTi40,Ti45热像仪介绍检测器:氧化钒平面聚焦排列(160x120)像素,不冷凝的微型热辐射测量计• 波长范围: 8-14µ• 噪声等效温度差别（该参数表示热像仪传感器的分辨细小温差的能力）: 0.08@30°C • 温度范围: Ti40:-20-350°C ; Ti45:-20-600°C --1200°C • 精密度: 读数的±2%• 用于温度测定的光学分辨率: 300:1;350:1• 可变焦距, 最短距离为15cmTi50,Ti55热像仪介绍检测器:氧化钒平面聚焦排列(320x240)像素,不冷凝的微型热辐射测量计• 波长范围: 8-14µ• 噪声等效温度差别（该参数表示热像仪传感器的分辨细小温差的能力）:Ti50:0.07@30°C Ti55:0.05@30°C• 温度范围: Ti50:-20-350°C ; Ti55:-20-600°C • 精密度: 读数的±2%• 用于温度测定的光学分辨率:400:1• 可变焦距, 最短距离为15cm系统组成•Fluke Ti40、50 热像仪随附以下附件：–硬质携带箱–2 块电池–电池充电器–AC 适配器–视频电缆–Compact Flash 存储卡–挂带–USB 读卡器–SmartView 报告和分析软件–用户手册（英语、法语、意大利语、德语、西班牙语、葡萄牙语、俄语、瑞典语、中文、日语）1) VOx探测器D/C-coupled VOx (氧化钒微测辐射探测器). 1.看物体更为清晰2.不易受到干扰3.真正的第三代探测器2) IR-Fusion 技术•通过130万像素的可以在可见光的照片上自动进行高温报警,同时可以随时在可见光和红外图象间切换3) 业内领先的图像显示•5 英寸高分辨率、高对比度显示屏 •同类仪器中最大的显示屏4)全辐射式测量仪器您所获得的所有探测器上所有点的温度您所获得的所有探测器上所有点的温度,而不是仅而不是仅仅一张仅一张JPG图片图片5)强大的 SmartView 报告和分析软件可可见见光光和和红红外外图图形形的的转转换换应用实例设备研发该部位散热还需加强该部位散热还需加强电力设备-刀闸电机的维护•电动机、发电机：常见隐患是轴承温度过高，不平衡负载，电动机、发电机：常见隐患是轴承温度过高，不平衡负载，绕组短路或开路，碳刷、滑环和集流环发热，过载过热，绕组短路或开路，碳刷、滑环和集流环发热，过载过热，冷却管路堵塞。

冷却管路堵塞•其影响为：有问题的轴承可以引起铁芯或绕组圈的损坏；其影响为：有问题的轴承可以引起铁芯或绕组圈的损坏；有毛病的碳刷，则可以损坏滑环和集流环，进而损坏绕组有毛病的碳刷，则可以损坏滑环和集流环，进而损坏绕组线圈还可能引起驱动目标的损坏还可能引起驱动目标的损坏电机与负载连接利用红外热像仪检测联轴器和皮带利用红外热像仪检测联轴器和皮带,发现电机与负载连接问题，提高电机寿命及运行效率发现电机与负载连接问题，提高电机寿命及运行效率集成电路研发器件的小型化使散热变得越来越重器件的小型化使散热变得越来越重罐内液面与排烟管道沉积流体、固体和漂浮物的定位 沉积物的高度测定排烟管道沉积导致效率降低排烟管道沉积导致效率降低隔热管路电力设备-1#主变B相氟 化 物 反 应 炉反应设备上的工艺温度连接点温度很高存在故障连接点温度很高存在故障精馏塔与管道连接处漏点炉壁的热点测量该处该处需在需在大修大修时更时更换耐换耐火砖火砖稳流柜电阻异常通信机房UPS机柜电力设备-穿墙套管线路接头故障类型：接触不良（最高温度为86.5 ℃） 断路器设备名称：断路器进线接头设备名称：断路器进线接头故障类型：故障类型：B相接头发热（最高温度为相接头发热（最高温度为67.1 ℃℃））油罐液位变压器套管接头故障类型：接触不良（最高温度为44.3 ℃）应用案例：蒸汽管道节能监测•测试对象的自然状况测试对象的自然状况　　以石油一厂电站至催化裂化装置中压蒸汽管道为例。

管径：273 mm×10 mm；管道总长：800 m；入口温度：440℃；出口温度：390℃；蒸汽压力：入口3.5 MPa，出口3.4 MPa；蒸汽流量：28 t/h•测试结果测试结果　　2007年2月，对该中压蒸汽管道进行了红外测试，获得管道外壁表面温度场热像图数十幅运用红外微机分析软件用面积加权法整理，计算出表面平均温度为31.2℃，环境温度为3℃，计算出平均热流密度为545.7 W/m2国家标准允许值在230 W/m2以下，表明超标情况严重同年7月，对该管道改造后的保温情况进行了测试，得出管道表面平均温度为39.9℃，环境温度为32℃，计算出平均热流密度为131.7 W/m2，符合国家标准应用案例：保温改造效果评估–保温改造效果的评估　　管道改造前，平均热流密度为　　管道改造前，平均热流密度为545.7 W/m2，按年平均气，按年平均气温折算平均热流密度为温折算平均热流密度为539.9 W/m2，管道全程总散热损失为，管道全程总散热损失为643.5 kW 管道改造后，平均热流密度为管道改造后，平均热流密度为131.7 W/m2，按年平均气，按年平均气温折算的平均热流密度为温折算的平均热流密度为140 W/m2，管道全程总散热损失为，管道全程总散热损失为194.7 kW。

改造后减少的散热损失为改造后减少的散热损失为448.8 kW，按年工作期，按年工作期320 d计计算，年节约热量为算，年节约热量为12.435 TJ，折标准油，折标准油297 t，每吨标准油价，每吨标准油价格按格按1 500 RMB￥计算，一年可节约￥计算，一年可节约44.5×104 RMB￥，一年￥，一年即可收回管道改造投资即可收回管道改造投资 应用案例：凝气阀问题• 凝汽阀是用于从系统中移除冷凝水和空气的阀门检查过程中，通过热量检查和超声波检查来识别有问题的凝汽阀，看它们是不能打开还是无法关闭一般来说，如果热图像显示较高的进口温度和较低的出口温度（< 212 °F 或 100 °C），则说明凝汽阀工作正常 如果进口温度明显低于系统温度，则蒸汽未达到凝汽阀查找上游存在的问题 – 关闭的阀门、管道堵塞等如果进口和出口温度相同，则凝汽阀可能无法打开，并且正在向冷凝管线中“吹扫蒸汽”这种情况下，系统仍能运转，但具有明显的能量损失如果进口和出口温度较低，则说明凝汽阀无法关闭，冷凝水正在灌注凝汽阀和进口管线。