紅外測溫設(shè)備試驗室檢測技術(shù)的應(yīng)用

電力系統(tǒng)設(shè)備都與熱有著密不可分的聯(lián)系，從安全經(jīng)濟(jì)觀點出發(fā)，對設(shè)備熱狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測至關(guān)重要，紅外非接觸測溫技術(shù)可滿足電力生產(chǎn)設(shè)備在高電壓、大電流運行狀態(tài)下的測溫要求。由于紅外診斷技術(shù)在判斷設(shè)備故障、降低維修費用和保障安全可靠供電方面有著立桿見影的功效，所以在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，成為電氣設(shè)備可靠性分析、故障預(yù)測必不可少的工具。

紅外測溫設(shè)備通過測量物體表面輻射的紅外能量來確定物體的表面溫度，紅外測溫設(shè)備的光學(xué)元件可感應(yīng)物體散發(fā)的、反射的和傳遞的能量，并將能量匯集到檢測器上，然后通過紅外測溫設(shè)備電子元件將信息轉(zhuǎn)換成溫度讀數(shù)并顯示。

2、紅外測溫設(shè)備的試驗室檢測

隨著紅外測溫設(shè)備的大量使用，需要對這些儀器定期進(jìn)行校準(zhǔn)、檢測。對于儀器的校準(zhǔn)、檢測一般使用黑體腔，而目前黑體腔面積都很小，不論是紅外溫度計還是熱成像儀，其被測量的物體都是一個面，而不是一個點。因此，使用大尺寸面源紅外校準(zhǔn)器，能夠最大程度覆蓋紅外溫度計和熱成像儀輻射范圍，提高校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度，同時大尺寸面源溫度一致性和穩(wěn)定性非常好，可保證校準(zhǔn)可靠性。

紅外測溫設(shè)備屬非接觸測溫儀表，它基于被測物體熱輻射強(qiáng)度與其溫度之間的單值函數(shù)關(guān)系來測量物體表面溫度，包括紅外測溫儀和紅外熱像儀。紅外熱成像儀可將物體表面熱輻射轉(zhuǎn)換成可視圖像，并通過對發(fā)射率、反射率和透過率等因素進(jìn)行修正，準(zhǔn)確測量物體表面溫度和表面溫度分布。

紅外熱像儀測溫一致性反映在熱像儀視場內(nèi)不同區(qū)域溫度測量結(jié)果的一致性，是熱像儀準(zhǔn)確反映被測物體表面溫度發(fā)布的能力。紅外熱像儀測溫不應(yīng)超過±2℃，試驗室檢測環(huán)境溫度為(23±5) ℃，相對濕度應(yīng)不大于85 %，檢測環(huán)境應(yīng)無強(qiáng)環(huán)境熱輻射。

紅外熱像儀檢測項目包括外觀檢查、示值誤差檢測、測溫一致性檢測等。外觀檢查用目測方法進(jìn)行，示值誤差檢測時首先確定檢測點，檢測點應(yīng)選擇上、下限值附近和中間值，一般不少于3點。將紅外熱像儀安裝在工作臺或支架上，調(diào)整熱像儀位置，使熱像儀沿黑體輻射源的軸向方向瞄準(zhǔn)黑體輻射源中心，使被測目標(biāo)在顯示器上清晰成像，調(diào)整黑體輻射源的溫度處于第一個檢測點，穩(wěn)定后進(jìn)行讀數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)和被測每次各讀1個數(shù)據(jù)，取兩次讀數(shù)的平均值作為該被測點的讀數(shù)結(jié)果，根據(jù)誤差計算公式計算該點的示值誤差。

在一致性檢測前，應(yīng)對測量結(jié)果清零。在一致性測試時，應(yīng)按規(guī)定的時間紅外熱像儀進(jìn)行預(yù)熱；熱像儀有發(fā)射率調(diào)節(jié)功能的，將發(fā)射率調(diào)到1，與黑體輻射源的發(fā)射率相同，設(shè)定黑體輻射源溫度為100℃；將被測紅外熱像儀的成像畫面等分為9個區(qū)域，分別選取1—9區(qū)域的中心位置為測溫點，穩(wěn)定后分別記錄第5區(qū)域測溫讀數(shù)和其他各區(qū)域的測溫讀數(shù)，根據(jù)公式計算熱像儀的測溫一致性。

3、紅外測溫設(shè)備檢測中應(yīng)注意的問題

紅外測溫設(shè)備在使用和檢測中首先應(yīng)關(guān)注發(fā)射率。發(fā)射率是表面發(fā)射的輻射能與相同溫度的黑體發(fā)射的輻射能之比，發(fā)射率為0到1之間(含)的任意值。零發(fā)射率表示目標(biāo)的溫度無論是多少，均不存在輻射光；發(fā)射率為1則表示對任意波長都能完美輻射，一般把這種特殊的完全發(fā)射對象稱為“黑體”。發(fā)射率受目標(biāo)材料及類型表面紋理的影響非常大，材料表面光滑具有低發(fā)射率和高反射率，而狹窄長孔則具有較高的發(fā)射率和非常小的反射率，在使用中應(yīng)將紅外測溫設(shè)備發(fā)射率調(diào)整到與被測物體表面發(fā)射率相一致。

紅外測溫設(shè)備在檢測中還應(yīng)注意距離。來自于物體表面的輻射光能通過空氣傳播，灰塵、煙霧和玻璃表面都會阻擋光線，影響測量結(jié)果。測量距離比率(D：S)能夠幫助溫度計正確定位，目標(biāo)點尺寸僅僅是溫度計整個視角的百分之一，和人眼一樣，紅外溫度計也存在外圍視覺，盡管目標(biāo)點尺寸可能滿足實用現(xiàn)場測量，但往往不能滿足校準(zhǔn)時實驗室的精確要求。所以，在校準(zhǔn)大多數(shù)紅外溫度計時，需要確定溫度計D：S，若說明書中給出輻射溫度計檢測測量距離與輻射源直徑，直接按說明書信息確定測量距離與光闌直徑；如果說明書給出不同輻射源直徑下最大允許誤差，應(yīng)選擇最大允許誤差的最優(yōu)數(shù)值對應(yīng)輻射源直徑為光闌直徑。

紅外測溫設(shè)備在使用和檢測中需要充分預(yù)熱才能得到準(zhǔn)確溫度值，預(yù)熱時間隨型號、環(huán)境條件等不同而不同，最好預(yù)熱10min。

4、結(jié)束語

紅外測溫設(shè)備在各變電站使用越來越廣泛，通過紅外測溫設(shè)備試驗室檢測技術(shù)的應(yīng)用，能夠及時對電網(wǎng)公司各單位紅外測溫設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)、檢測，保證紅外測溫設(shè)備測量準(zhǔn)確性，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行發(fā)揮積極作用。