第二章红外热像检测技术（湖北公司）
目录
第二章红外热像检测技术（湖北公司） (1)
第一节红外热像检测技术概述 (3)
一、红外检测技术的发展历程 (3)
二、红外检测技术应用情况 (3)
第二节红外热像检测技术基本原理 (5)
一、红外线的基本知识 (5)
二、红外热像仪组成及基本原理 (7)
三、电网设备发热机理 (9)
第三节红外热像检测及诊断方法 (10)
一、红外检测方法 (10)
二、红外热成像仪的使用 (12)
第四节红外热像典型实际案例分析 (26)
一、红外热像检测110kV鸣谦变电站35kV402断路器C相内部发热 (26)
二、红外热像检测发现220kV电容式电压互感器套管过热 (29)
三、电网设备状态检测技术应用案例 (33)
四、红外热像检测发现35kV避雷器本体过热 (35)
内容概要
红外热成像是以设备的热分布状态为依据对设备运行状态良好与否进行诊断的技术，它具有不停运、不接触、远距离、快速、直观地对设备的热状态进行成像的优点。由于电气设备的红外热像图是设备运行状态下热状态及其温度分布的真实描写，而电力设备在运行状态下的热分布正常与否是判断设备状态良好与否的一个重要特征，因而，采用红外成像技术可以通过对设备热像图的分析来高效诊断设备的运行状态及其存在的隐患缺陷。
本章第一节介绍了红外线的发现及发展经过，并把目前最普遍的红外热成像技术应用现状做了描述。
第二节讲述了红外线的基本知识；红外热成像技术的基本原理；输变电电网设备发热机理及故障类型。
第三节对各种类型输变电设备红外热像检测的要求；现场红外热像仪使用方法技巧；分析诊断方法及标准做了详细说明。
最后，第四节收集了4个比较有代表性的电气设备红外检测诊断的案例供大家参考借鉴。
第一节红外热像检测技术概述
一、红外检测技术的发展历程
1800年英国的天文学家Mr.William Herschel 用水银温度计在红光外侧发现一种人眼看不见的“热线”，后来称为“红外线”，也就是“红外辐射”。
Mr.William Herschel在1830年提出了辐射热电偶探测器，1840年根据物体不同的温度分布，制定了温度谱图。红外技术最初应用于军事，20世纪60年代初, 世界上第一台用于工业检测领域的红外热成像仪(THV651)诞生(AGA)，尽管体积庞大而笨重，但很快作为一种检测工具在各种应用中找到了它的位置，特别是在电力维修保养中体现了它的重要价值，与当时的瑞典国家电力公司合作，首次用于电力设备检测。
红外技术的高级发展应用是红外自动目标识别技术，系统通过与可见光组成的多功能传感器，配用多功能目标捕捉处理器，以及信息处理技术，对目标实现高速、自动、可靠地探测、识别、测距、定位、跟踪及故障判别。
红外热像检测技术是随着红外探测器的发展而发展的。红外探测器经历了光机扫描探测器、焦平面制冷式探测器和焦平面非制冷式探测器。在21世纪初，我国建成红外热成像技术民用产品生产基地，引进国外的焦平面非制冷式探测器，推进红外技术在国内的组装生产和推广应用，现阶段焦平面非制冷式探测器是电力设备检测最主流的应用方式。
二、红外检测技术应用情况
目前，在输变电设备红外检测应用中，依据载体的不同主要有以下四种方式：
（一）手持式、便携式红外热像仪
手持式、便携式红外热像仪在电力设备带电检测中已经广泛使用。具有灵活、使用效率高、诊断实时的优点，是目前常规巡检普测和精确测温的主要使用方式。
（二）固定式、移动式连续监测在线式红外热像仪
在线式红外热像仪主要用于无人值守变电站、重点设备的连续监测，以红外热成像和可见光视频监控为主，智能辅助系统为铺，具有自动巡检、自动预警、远程控制、远程监视以及报警等功能。
在线式红外热像仪分固定式、移动式两种。固定式为定点安装，可实现重点设备的长时间连续监测数据记录，运行状态变化预警，加装预置位云台后也可以做到比较大的安装区域设备覆盖。移动式的优势是布点灵活，可监测设备覆盖全面，适合隐患设备的后期分析监测、缺陷设备检修前的运行监测。
图2-1 连续监测在线式红外热像仪
（三）线路巡检车载式、机载吊舱式红外热像仪
车载红外监控系统主要应用于城市配网和沿路线路检测，可大幅提高人力巡检效率，快速便捷。
图2-2 车载式、机载吊舱式红外热像仪
无人机巡检技术是近几年兴起的高科技巡检技术。根据无人机载荷及大小可将无人机分为小型无人机、中型无人机、大型无人机。
小型无人机主要指旋翼型无人机，一般飞行时间约40分钟，载荷1-2公斤，有个别先进的小型无人机可飞行2小时，搭载小型红外热像仪可实现实时测温、拍照、录像、存储等基本巡检工作。单次飞行可实现少量杆塔巡检工作。
中型无人机主要搭载6-8公斤吊舱完成巡检工作，配合出色的飞控可以实现超视距3-4公里范围内的线路巡检任务，可搭载高清相机和热像仪，可叠加地理信息坐标、定位杆塔、实时测温分析等。
大型无人机可搭载20公斤及以上吊舱设备完成数十公里范围的线路巡检工作，红外、紫外、可见光数据可以通过地面控制站实时传输，地面数据分析系统可系统化处理采集到的所有数据。
直升机巡检系统主要依靠30公斤左右的光电吊舱设备对超高压、特高压线路进行巡检，可记录红外、紫外、可见光等数据。采集的数据通过地面数据处理系统实现系统化管理、专业分析、快速报告、各基地信息共享等。
（四）巡检机器人红外热像仪
变电站智能巡检系统是集机电一体化技术、多传感器融合技术、磁导航技术、机器人视觉技术、红外检测技术于一体的智能系统。解决了人工巡检劳动强度大等问题。通过对图像进行分析和判断，及时发现电力设备的缺陷、外观异常等问题，为各类变电站和换流站的巡检工作提供了一种创新型的技术检测手段，提高了电网的可靠稳定运行水平。
图2-3 红外机器人
第二节红外热像检测技术基本原理
一、红外线的基本知识
（一）红外辐射的发射及其规律
红外辐射是指电磁波谱中比微波波长短、比可见光波长长（0.75μm<λ<1000μm）的电磁波。
图2－4 电磁辐射频谱图
自然界一切温度高于绝对零度（-273.16℃）的物体，都会不停地辐射出红外线，辐射出的红外线带有物体的温度特征信息。这是红外技术探测物体温度高低和温度场分布的理论依据和客观基础。
物体红外辐射的基本规律普遍从一种简单的模型——黑体入手。所谓黑体，就是在任何情况下对一切波长的入射辐射吸收率都等于1的物体。自然界中实际存在的任何物体对不同波长的入射辐射都有一定的反射（吸收率不等于1），所以，黑体只是一种理想化的物体模型。但是黑体热辐射的基本规律是红外研究及应用的基础，它揭示了黑体发射的红外辐射随温度及波长而变化的定量关系。红外辐射主要有以下四个定律。
1.辐射的光谱分布规律—普朗克辐射定律:是描述温度、波长和辐射功率之间的关系, 是所有定量计算红外辐射的基础。一个绝对温度为T(K)的黑体，单位表面积在波长λ附近单位波长间隔内向整个半球空间发射的辐射功率(简称为光谱辐射度)Mλb (T)与波长λ、温度T满足下列关系：
Mλb (T)=C1λ-5[EXP(C2/λT)-1]-1
式中C1—第一辐射常数，C1=2πhc2=3.7415×108w·m-2·um4
C2—第二辐射常数，C2=hc/k=1.43879×104um·k
2.维恩位移定理:物体表面红外线辐射的峰值波长与物体表面分布的温度有关，峰值波长与温度成反比。
式中：λ为峰值波长，单位μm; T 为物体的绝对温度，单位 K
3.斯蒂芬—波尔兹曼定律:是描述黑体单位表面积向整个半球空间发射的所有波长的总辐射功率M b(T)随其温度的变化规律。物体的红外辐射功率与物体表面绝对温度的四次方成正比，与物体表面的发射率成正比。物体红外辐射的总功率对温度的关系。
M b(T)=∫0∞Mλb(T)dλ=σT4
式中σ=π4C1/(15C24)=5.6697×10-8w/(m2·k4)
4.朗伯余弦定律: 是黑体在任意方向上的辐射强度与观测方向相对于辐射表面法线夹角的余弦成正比，即Iθ=I0COSθ。表明黑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表面法线方向进行。
图2－5 朗伯余弦定律示意图
（二）实际物体的红外辐射
实际的物体并不是黑体，它具有吸收、辐射、反射、穿透红外辐射的能力。吸收为物体获得并保存来自外界的辐射；辐射为物体自身发出的辐射；反射为物体弹回来自外界的辐射；透射为来自外界的辐射经过物体穿透出去。
但对大多数物体来说，对红外辐射不透明，即透射率τ=0。
所以对于实际测量来说，辐射率ε和反射率ρ满足：
ε+ρ=1
图2－6 实际物体的红外辐射
实际物体的辐射由两部分组成：自身辐射和反射环境辐射。
光滑表面的反射率较高，容易受环境影响（反光）。粗躁表面的辐射率较高。
（三）辐射率
物体的辐射能力表述为辐射率(Emissivity简写为ε)是描述物体辐射本领的参数。物体自身辐射量取决于物体自身的温度以及它的表面辐射率。
温度一样的物体，高辐射率物体的辐射要比低辐射率物体的辐射要多。如图2-7茶壶中装满热水，茶壶右边玻璃的表面辐射率比左边不锈钢的高，尽管两部分的温度相同，但右边的辐射要比左边的高，用红外热像仪观看，右边看上去要比左边热。
图2－7 可见光与红外图像
物体表面不同的材料、温度、表面光滑度、颜色等，其表面辐射率均不同。
在实际检测中，由于辐射率对测温影响很大，因此必须选择正确的辐射系数。尤其需要精确测量目标物体的真实温度时，必须了解物体的红外发射率（或称辐射率）ε的范围。否则，测出的温度与物体的实际温度将有较大的误差。
一般来说，物体接收外界辐射的能力与物体辐射自身能量的能力相等。一个物体吸收辐射的能力强，那么它辐射自身能量的能力就强，反之亦然。
（四）红外线传播中的大气衰减
红外线在大气中传播受到大气中的多原子极性分子，例如二氧化碳、臭氧、水蒸气等物质分子的吸收而使辐射的能量衰减。大气衰减与红外线波长密切相关，波长范围在（1 ～2.5μm），（3～5μm），（8～14μm）三个区域，大气吸收弱，红外线穿透能力强，是红外线在大气中穿透比较好的波段，通常称为“大气窗口”。
红外热成像检测技术，就是利用了所谓的“大气窗口”。一般红外热像仪使用的波段为:短波(3μm -- 5μm); 长波( 8μm --14μm)。
二、红外热像仪组成及基本原理
（一）红外热像仪组成及基本原理
电力设备运行状态的红外检测，实质就是对设备（目标）发射的红外辐射进行探测及显示处理的过程。设备发射的红外辐射功率经过大气传输和衰减后，由检测仪器光学系统接收并聚焦在红外探测器上，并把目标的红外辐射信号功率转换成便于直接处理的电信号，经过放大处理，以数字或二维热图象的形式显示目标设备表面的温度值或温度场分布。
2-8 红外探测原理示意图
（二）红外热像仪主要参数
1.温度分辨率
表示测温仪能够辨别被测目标最小温度变化的能力。
温度分辨率的客观参数是噪声等效温差（NETD）。它是通过仪器的定量测量来计算出红外热像仪的温度分辨率，从而是排除了测量过程的主观因素。它定义为当信号与噪声之比等于1时的目标与背景之间的温差。
2.空间分辨率
热像仪分辨物体空间几何形状细节的能力，它与所使用的红外探测器像元素面积大小、光学系统焦距、信号处理电路带宽等有关。一般也可用探测器元张角（DAS）或瞬时视场表示。
此参数通常可近似计算得出：空间分辨率＝（2π×水平视场角度（°））/（360 °×水平像元数），单位为弧度（rad）。
图2－9 视场角与瞬时视场图示
3.红外像元数（像素）
表示探测器焦平面上单位探测元数量。分辨率越高，成像效果越清晰。
现在使用的手持式热像仪一般为160×120、320×240、640×480像素的非制冷焦平面探测器。
4.测温范围
热像仪在满足准确度的条件下可测量温度的范围，不同的温度范围要选用不同的红外波段。电网设备红外检测通常在-20℃-300℃范围内。
5.热灵敏度
热像仪分辨物体温度的能力。
6.采样帧速率
采集两帧图像的时间间隔的倒数，单位为赫兹（Hz），宜不低于25Hz。
7.工作波段
热像仪响应红外辐射的波长范围。工业检测热像仪宜工作在长波范围内，即8--14μm。
8.焦距
透镜中心到其焦点的距离。焦距越大，可清晰成像的距离越远。
三、电网设备发热机理
对于高压电气设备的发热故障，从红外检测与诊断的角度大体可分为两类，即外部故障和内部故障。
外部故障是指裸露在设备外部各部位发生的故障（如长期暴露在大气环境中工作的裸露电气接头故障、设备表面污秽以及金属封装的设备箱体涡流过热等）。从设备的热图像中可直观地判断是否存在热故障，根据温度分布可准确地确定故障的部位及故障严重程度。
内部故障则是指封闭在固体绝缘、油绝缘及设备壳体内部的各种故障。由于这类故障部位受到绝缘介质或设备壳体的阻挡，所以通常难以像外部故障那样从设备外部直接获得直观的有关故障信息。但是，根据电气设备的内部结构和运行工况，依据传热学理论，分析传导、对流和辐射三种热交换形式沿不同传热途径的传热规律（对于电气设备而言，多数情况下只考虑金属导电回路、绝缘油和气体介质等引起的传导和对流），并结合模拟试验、大量现场检测实例的统计分析和解体验证，也能够获得电气设备内部故障在设备外部显现的温度分布规律或热（像）特征，从而对设备内部故障的性质、部位及严重程度作出判断。
从高压电气设备发热故障产生的机理来分，可分为以下五类：
（一）电阻损耗（铜损）增大故障
电力系统导电回路中的金属导体都存在相应的电阻，因此当通过负荷电流时，必然有一部分电能按焦耳-楞茨定律以热损耗的形式消耗掉。由此产生的发热功率为
P=K f I2R
式中：P为发热功率，W；Kf为附加损耗系数；I为通过的电荷电流，A；R为载流导体的直流电阻值，Ω。
K f表明在交流电路中计及趋肤效应和邻近效应时使电阻增大的系数。当导体的直径、导电系数和导磁率越大，通过的电流频率越高时，趋肤效应和邻近效应越显著，附加损耗系数K f 值也越大。因此，在大截面积母线、多股绞线或空心导体，通常均可以为K f=1，其影响往往可以忽略不计。
上式表明，如果在一定应力作用下是导体局部拉长、变细，或多股绞线断股，或因松股而增加表面层氧化，均会减少金属导体的导流截面积，从而造成增大导体自身局部电阻和电阻损耗的发热功率。
对于导电回路的导体连接部位而言，上式中的电阻值应该用连接部位的接触电阻Rj来代替。并在K f=1的情况下，改写成一下形式
P=I2Rj
电力设备载流回路电气连接不良、松动或接触表面氧化会引起接触电阻增大，该连接部位与周围导体部位相比，就会产生更多的电阻损耗发热功率和更高的温升，从而造成局部过热。
（二）介质损耗（介损）增大故障
众所周知，除导电回路以外，有固体或液体（如油等）电介质构成的绝缘结构也是许多高压电气设备的重要组成部分。用作电器内部或载流导体电气绝缘的电介质材料，在交变电压作用下引起的能量损耗，通常称为介质损耗。由此产生的损耗发热功率表示为
P=U2ωC tgδ
式中：U为施加的电压，V；ω为交变电压的角频率；C为介质的等值电容，F；tgδ为绝缘介质损耗因数；
由于绝缘电介质损耗产生的发热功率与所施加的工作电压平方成正比，而与负荷电流大小无关，因此称这种损耗发热为电压效应引起的发热即电压致热性发热故障。
上式表明，即使在正常状态下，电气设备内部和导体周围的绝缘介质在交变电压作用下也会有介质损耗发热。当绝缘介质的绝缘性能出现故障时，会引起绝缘的介质损耗（或绝缘介质损耗因数tgδ）增大，导致介质损耗发热功率增加，设备运行温度升高。
介质损耗的微观本质是电介质在交变电压作用下将产生两种损耗，一种是电导引起的损耗，另一种是由极性电介质中偶极子的周期性转向极化和夹层界面极化引起的极化损耗。（三）铁磁损耗（铁损）增大故障
对于由绕组或磁回路组成的高压电气设备，由于铁芯的磁滞、涡流而产生的电能损耗称为铁磁损耗或铁损。如果由于设备结构设计不合理、运行不正常，或者由于铁芯材质不良，铁芯片间绝缘受损，出现局部或多点短路，可分别引起回路磁滞或磁饱和或在铁芯片间短路处产生短路环流，增大铁损并导致局部过热。另外，对于内部带铁芯绕组的高压电气设备（如变压器和电抗器等）如果出现磁回路漏磁，还会在铁制箱体产生涡流发热。由于交变磁场的作用，电器内部或载流导体附近的非磁性导电材料制成的零部件有时也会产生涡流损耗，因而导致电能损耗增加和运行温度升高。
（四）电压分布异常和泄漏电流增大故障
有些高压电气设备（如避雷器和输电线路绝缘子等）在正常运行状态下都有一定的电压分布和泄漏电流，但是当出现故障时，将改变其分布电压U d和泄露电流I g的大小，并导致其表面温度分布异常。此时的发热虽然仍属于电压效应发热，发热功率而由分布电压与泄露电流的乘积决定。
P= U d I g
（五）缺油及其他故障
油浸式高压电气设备由于渗漏或其他原因（如变压器套管未排气）而造成缺油或假油位，严重时可以引起油面放电，并导致表面温度分布异常。这种热特征除放电时引起发热外，通常主要是由于设备内部油位面上下介质（如空气和油）热容系数不同所致。
除了上述各种主要故障模式以外，还有由于设备冷却系统设计不合理、堵塞及散热条件差等引起的热故障。
第三节红外热像检测及诊断方法
一、红外检测方法
（一）检测基本要求
1.一般检测环境要求
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，如门和盖板等；
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，夜间图像质量为佳；
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（现场观察可参照附录D）；
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；
检测电流致热型设备，最好在高峰负荷下进行。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。
2.精确检测环境要求
除满足一般检测的环境要求外，还满足以下要求：
风速一般不大于0.5m/s；
设备通电时间不小于6h，最好在24h以上；
检测期间天气为阴天、夜间或晴天日落2h后；
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；
避开强电磁场，防止强电磁场影响红外热像仪的正常工作。
3.飞机巡线检测基本要求
除满足一般检测的环境要求和飞机适行的要求外，还满足以下要求：禁止夜航巡线，禁止在变电站和发电厂等上方飞行；
飞机飞行于线路的斜上方并保证有足够的安全距离，巡航速度以50km/h～60km/h为宜；
红外热成像仪应安装在专用的带陀螺稳定系统的吊舱内。
（二）现场操作方法
1.一般检测：仪器在开机后需进行内部温度校准，待图像稳定后即可开始工作。一般先远距离对所有被测设备进行全面扫描，发现有异常后，再有针对性的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宜设置在环境温度加10K～20K左右的温升范围。有伪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，并结合数值测温手段，如热点跟踪、区域温度跟踪等手段进行检测。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。
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、长焦距镜头。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，并可作上标记，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。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。
（三）影响电力设备红外测量因素
1.大气影响（大气吸收的影响）
红外辐射在传输过程中，受大气中的水蒸气H2O，二氧化碳CO2，臭氧O3，氧化氮NO，甲烷CH2等的吸收作用，要受到一定的能量衰减。
检测应尽可能选择在无雨无雾，空气湿度低于85%的环境条件下进行。
2.颗粒影响（大气尘埃及悬浮粒子的影响）
大气中的尘埃及悬浮粒子的存在是红外辐射在传输过程中能量衰减的又一个原因。这主要是由于大气尘埃的其它悬浮粒子的散射作用的影响，使红外线辐射偏离了原来的传播方向而引起的。
悬浮粒子的大小与红外辐射的波长0.76～17μm相近，当这种粒子的半径在0.5～880μm之间时，如果相近波长区域红外线在这样的空间传输，就会严重影响红外接收系统的正常工作。
红外检测应在少尘或空气清新的环境条件下进行。
3.风力影响
当被测的电气设备处于室外露天运行时，在风力较大的环境下，由于受到风速的影响，存在发热缺陷的设备的热量会被风力加速散发，使裸露导体及接触件的散热条件得到改善，散热系数增大，而使热缺陷设备的温度下降。
4.辐射率影响
一切物体的辐射率都在大于零和小于1的范围内，其值的大小与物体的材料、表面光洁度、氧化程度、颜色、厚度等有关。
5.测量角影响
图2－10 辐射率与测试角关系
辐射率与测试方向有关，最好保持测试角在30°之内，不宜超过45°。
当不得不超过45°时，应对辐射率做进一步修正。
6.邻近物体热辐射的影响
当环境温度比被测物体的表面温度高很多或低很多时，或被测物体本身的辐射率很低时，邻近物体的热辐射的反射将对被测物体的测量造成影响。
7.太阳光辐射的影响
当被测的电气设备处于太阳光辐射下时，由于太阳光的反射和漫反射在3～14μm波长区域内，且它们的分布比例并不固定，因这一波长区域与红外诊断仪器设定的波长区域相同而极大地影响红外成像仪器的正常工作和准确判断，同时，由于太阳光的照射造成被测物体的温升将叠加在被测设备的稳定温升上。
所以红外测温时最好选择在天黑或没有阳光的阴天进行，这样红外检测的效果相对要好得多。
二、红外热成像仪的使用
（一）红外热像仪的使用方法
.红外热像仪的操作正确对红外图象质量、设备缺陷发现乃至故障分析都至关重要，应避免现场使用上的任何操作失误。
1．调整焦距
红外图像存储后可以对图像曲线进行调整，但是无法在图像存储后改变焦距。在一张已经保存了的图像上，焦距是不能改变的参数之一。当聚焦被测物体时，调节焦距至被测物件图像边缘非常清晰且轮廓分明，以确保温度测量精度。同时不宜使用数字变焦功能进行聚焦。
2．选择测温范围
了解现场被测目标的温度范围，设置正确的温度档位，当观察目标时，对仪器的温标跨度进行微调，得到最佳的红外成像图像质量。
3．设置测量距离
对于非制冷微热量型焦平面探测器，如果仪器距离目标过远，目标将会很小，测温结果将无法正确反映目标物体的真实温度，因为红外热像仪此时测量的温度平均了目标物体以及周围环境的温度。为了得到最精确的测量读数，应尽量缩短测温距离，使目标物体尽量充满仪器的视场，合理设置热成像仪距离参数。
4．设置发射率
需要进行精确温度测量时，应合理设置被测目标发射率，同时还应考虑环境温度、湿度、风速、风向、热反射源等因素对测温结果的影响，并做好记录。
5．保证仪器拍摄平稳
为了保证更好的拍摄效果，在冻结和记录图像的时候，应尽可能保持仪器平稳。即使轻微的仪器晃动，也可能会导致图像不清晰。当按下存储按钮时，应轻缓和平滑。
（二）现场检测方法及要求
1.变压器类设备
（1）变压器本体
常见故障类型及发热原因有：
1）变压器强油循环未打开；
2）漏磁引起的本体局部发热；
3）漏磁引起的螺栓、接地线发热。
图2－11 220kV主变压器本体螺栓发热
检测与诊断方法：
1）变压器本体温度是否上热下冷的温度梯度分布，若横向比较有明显温度差异，则要检查强油循环是否打开或损坏、冷却器是否存在故障；
2）变压器油箱是否有因内屏蔽不好漏磁、涡流损耗导致的局部发热；
3）变压器本体钟罩与法兰螺栓是否有因内屏蔽不好漏磁、涡流损耗导致的发热；
4）现场测量本体顶层油温与变压器油温度计比较，不应有明显差异。
拍摄注意事项：
1）聚焦到位，本体刚好充满画面，四周留有适当空间；
2）每台变压器从四个方向拍摄，建议高、低两个侧面拍整体和本体各一张图片，高压侧左、右面主体各拍一张主体图片；
3）主变整体拍摄时上至高压套管引线接头，下至主变底壳，留一部份地面，整体主变垂直居中；
4）主变本体拍摄时以主变本体部分的面为中心，遇遮挡时尽量取遮挡少角度拍摄，并三相
保持角度一致；
5）由于变压器温度受负载的影响较大，不宜与历史值比较。
图2－12示例图片：500kV主变高压侧正面整体
（2）变压器套管
常见故障类型及发热原因有：
1）套管将军帽接线板与引线的外连接或内部导电杆连接处接触不良引起的发热；
2）导电杆与绕组引线接触不良引起的套管整体或根部过热；
3）套管缺油；
4）套管局部放电或表面污秽引起的局部发热；
5）套管末屏接地不良，导致套管末屏接地发热；
6）套管介损增大引起的套管发热；
7）套管互感器故障引起的升高座温度过高。
图2－13 110kV主变套管局部温度高表面污秽
检测与诊断方法：
1）检查套管将军帽、将军帽引线接头三相之间是否有明显温度差异，参考导则电流致热型套管判断标准进行诊断；
2）套管瓷套三相横向比较，若局部或整体温度有≥2K的偏差，可判定为严重及以上缺陷；3）若套管存在明显油位分界面，可初步判断套管缺油。缺油部分的温度比充油部分低，对套管三相进行比较，避免因套管内部绝缘或外部瓷套管材质不一引起的误判；
4）套管末屏引线接头有无发热；
5）套管升高座三相之间是否有明显温度差异。
拍摄注意事项：
1）聚焦到位，套管刚好充满画面，四周留有适当空间；
2）套管红外检测图像应包括引线接头、将军帽、瓷套、升高座；
3）每台变压器应保存三相高、中、低压套管及中性点套管。
图2－14示例图片：500kV主变500kV套管A相
（3）冷却器
常见故障类型及发热原因有：
1）散热器与变压器本体的联结阀门、联管运行中没有打开或被堵塞引起的散热器温度异常；2）由于散热器风扇电机故障或润滑不足引起的风扇或风扇电机温度异常；
3）强油循环潜油泵故障引起的潜油泵温度异常；
4）散热器管路污物堵塞引起的管路温度异常。
图2－15 220kV主变本体散热片温度分布不一致，油阀门没打开
检测与诊断方法：
1）冷却器温度是否与散热电机开启状况一致；
2）联管、阀门的温度是否上热下冷的分布；
3）各风扇电机之间有无较大温度差异；
4）各个潜油泵位置温度有无较大温度差异。
拍摄注意事项：
1）聚焦到位，冷却器刚好充满画面，四周留有适当空间；
2）由于变压器墙体阻挡，可选择合适角度拍摄；
3）变压器每侧冷却器保存一张图片，局部热点再单独拍摄。
图2－16 示例图片：220kV主变高压侧右面散热器
（4）储油柜
常见故障类型及发热原因有：
1）储油柜低油位；
2）储油柜隔膜脱落；
3）储油柜阀门关闭。
图2－17 220kV主变油枕油位呈曲线，油枕隔膜脱落
检测与诊断方法：
1）检测本体及有载调压开关储油柜的油位是否正常（仅适用于隔膜式、胶囊式）；
2）正常油枕油液面为清晰水平分界面，如果呈曲线，可判断为隔膜脱落；
3）检测联管阀门两侧温度，若温度差异较大，应查明储油柜至本体油管阀门是否关闭。拍摄注意事项：
1）调节色标，油面上下温差相差较小，拍摄时色标范围要小；
2）聚焦到位，油枕刚好充满画面，四周留有适当空间；
3）每个储油柜需要单独拍摄一张图片，采用侧拍方式，即可观察到正面油位亦可观察到侧面油位。
图2－18 示例图片：500kV 主变油枕A 相
2电流互感器
常见故障类型及发热原因有：
1）外部导电接头接触不良引起的发热；
2）内部接头接触不良引起的发热；
3）内部介质损耗引起的瓷套整体温度偏大；
4）复合外绝缘电流互感器黏接不良、受潮引起的局部过热；
5）缺油引起的温度异常；
6）末屏接地不良引起的末屏温度过高；
7）涡流损耗引起的附件发热。
℃
30.0℃20
22
24
26
2830LI01LI02LI03
图2－19 220kV 电流互感器本体相间同位置最大温差法3.1K
检测与诊断方法：
1）观察电流互感器进出线接头、变比接头、内连接部位三相比较有无明显温度差异；
2）观察电流互感器瓷套本体相同部位，三相横向比较，单台设备从上到下应温度分布均匀，
无局部发热，温度有2K 的偏差，可判定为严重及以上缺陷；
3）电流互感器瓷套本体有明显温度分层界面且三相温度有差异，应判断是否缺油；
4）观察电流互感器末屏有无明显温度异常；
5）储油柜部位发热可判断为内接点发热缺陷；
6）观察附件部位是否有明显温度异常。
拍摄注意事项：
1）聚焦到位，电流互感器刚好充满画面，四周留有适当空间；
2）拍摄电流互感器红外图像应包括引线接头、储油柜、金属膨胀器、瓷套、底部油箱，尽
量选择能观察到末屏、接地线及二次出线的位置进行拍摄；
3）每台电流互感器要站在同一距离单独拍摄，各保存一张图片。
图2－20示例图片：500kV电流互感器B相
3电压互感器
常见故障类型及发热原因有：
1）电容单元介损偏大引起的局部或整体温度异常；
2）电容单元缺油造成温度异常；
3）电磁单元匝间短路引起的温度异常；
4）电磁单元阻尼元件故障引起的油箱部位温度异常；
5）电磁单元内部放电引起的温度异常；
6）保险管接触不良、熔断、受潮等引起的温度异常；
7）一次或接地线接触不良引起的温度异常。
图2－21 220kV电压互感器油箱相间温差大于10度，电磁单元匝间短路
检测与诊断方法：
1）观察电压互感器进出线接头、接地线部位三相比较有无明显温度差异；
2）观察电压互感器瓷套本体相同部位，三相横向比较，单台设备从上到下应温度分布均匀，无局部发热，温度有2K的偏差，可判定为严重及以上缺陷；
3）观察电压互感器油箱部位三相比较有无明显温度差异。
拍摄注意事项：
1）聚焦到位，电压互感器刚好充满画面，四周留有适当空间；
2）拍摄电压互感器红外图像应包括引线接头、瓷柱、油箱、底部，尽量选择能观察到接地线及二次出线的位置进行拍摄；
3）每台互感器要站在同一距离单独拍摄，各保存一张图片。
图2－22示例图片： 500kV电压互感器B相
4断路器设备
常见故障类型及发热原因有：
1）外部接线端子或线夹与导线连接不良引起的接头过热故障；
2）内部接头或连接件接触电阻过大引起的过热故障；
3）动静触头、中间触头接触不良引起的过热故障；
4）支柱瓷瓶污秽、裂纹引起的过热；
5）油断路器缺油引起的温度异常；
6）断路器内部互感器故障引起的过热故障；
7）均压电容器介质损耗引起的温度异常；
8）操作机构或端子箱电气元件故障引起的温度异常。
图2－23 35kV断路器中间法兰发热，中间触头接触不良
检测与诊断方法：
1）观察进出线引线接头有无温度异常；
2）检测顶帽、中间法兰、瓷套有无温度异常，分析判断是否存在动静触头、中间触头接触不良的缺陷；
3）断路器从上至下本体（包括支撑瓷柱）三相横向比较应无明显温度差异，若局部温度过高应分析所在部位缺陷原因；
4）断路器操作机构有无温度异常。
拍摄注意事项：
1）聚焦到位，断路器刚好充满画面，四周留有适当空间；
2）拍摄断路器红外图像应包括两端引线接头、灭弧室、支柱、操作机构；
3）每相断路器要站在同一距离单独拍摄，各保存一张图片；
4）扫视端子箱，若有明显发热电气元件则单独拍摄。
图2－24示例图片：500kV断路器A相
6电抗器设备
常见故障类型及发热原因有：
1）进出线接头接触不良引起的温度偏高；
2）线圈匝间短路引起的线圈部位整体或局部温度偏高；
3）设备附件因磁场涡流引起的温度偏高；
4）支撑绝缘瓷柱材质劣化等原因引起的温度偏高。
图2－25 311串抗A相（异常） 342串抗A相（正常）检测与诊断方法：
1）观察电抗器两端进出线引线接头有无发热；
2）观察电抗器本体温度是否分布均匀；
3）电抗器三相横向比较无明显温度差异；
4）电抗器支撑瓷柱同类比较无明显温度差异。
拍摄注意事项：
1）聚焦到位，电抗器上至顶盖，下到支撑瓷柱刚好充满画面，四周留有适当空间；2）拍摄电抗器红外图像应包括进出线两端引线接头、线圈主体、支柱瓷瓶；
3）每相电抗器要站在同一距离单独拍摄，各保存一张图片；
4）现场拍摄时要对所有支柱瓷瓶进行巡检，以免漏查；
5）对全部电抗器接地线用仪器进行扫视巡检。
作业一红外热像检测技术综述 院（系）名称机械工程及自动化学院科目现代无损检测技术 学生姓名X X 学号XXXXXXXX 2016 年1X 月1X 日
红外热像检测技术综述 XXXX XXXX 目录 1 红外热像检测技术的原理介绍 (1) 2 红外热像检测技术的应用 (2) 2.1材料的内部制造缺陷的红外热像检测 (2) 2.3结构内部损伤及材料强度的检测 (3) 2.4在建筑节能检测中的应用 (3) 2.5建筑外外墙面饰面层粘贴质的检测 (4) 2.6在建筑物渗漏检测中的应用[13] (4) 3 红外热像检测技术国内外发展现状 (5) 3.1红外热像检测技术国外发展现状 (5) 3.2红外热像检测技术国内发展现状 (7) 4 参考文献 (10) I
1 红外热像检测技术的原理介绍 红外热成像检测技术采用主动式控制加热激发被检物内部缺陷，通过快速热图像采集和基于热波理论图像处理技术实现缺陷检测。它通过光学机械扫描系统，将物体发出的红外线辐射汇聚在红外探测器上，形成红外热图像，由此来分辨被测物体的表面温度。该技术具有检测速度快、非接触、范围广、精度高、易于实现自动化和实时观测等诸多优点，适合于裂缝、分层、积水、冲击损伤等问题的诊断。 红外线和可见光及无线电波一样是一种电磁波，红外线的波长比可见光长，比无线波短，为0.78~1000m μ，可分为近红外、中红外和远红外。任何物体只要不是绝对零度，都会因为分子的东{转和振动而发出“辐射能量”，红外辐射是其中一种。如果把物体看成是黑体，吸收所有的人射能量，则根据斯蒂芬—玻尔兹曼定律，在全波长范围内积分可得到黑体的总辐射度为: ()40 ,M M T d T λλσ∞==? (1.1) 式中:()()152121,exp 1c M T c W m m T λλμλ---??????=-???? ?????? ??? 为黑体的光谱辐射度;1c ，2c 为辐射常数，8241 3.741810c W m m μ-=???，42=1.438810c m K μ??，σ为斯蒂芬—玻尔兹曼常数，8245.6710W m K σ---=???，实际的大部分人工或天然材料都是灰体而不是黑体材料，与黑体不同，灰体材料的发射率1ε≠，灰体表面能反射一部分入射的长波()>3m λμ辐射，因此灰体表面的辐射由自身发射的和环境反射的两部分组成，用红外探测器可直接测量灰体发射和反射的总和ap M ，但无法确定各自的份额。通常假设物体表面为黑体，将ap M 称为表观辐 射度，为便于理解，一般将其转换为人们较熟悉的温度单位，称为表观温度ap T ，即: ()()()()04,,ap t l ap ap M M T M T d T λελλρλλλσ=+=? (1.2) 上述的表观温度ap T ，即为红外探测器测量所得温度。在无损检测中测量距离一般较近，可以忽瞬大气的影响，故被测物体的表面发射率。的取值是否准确是影响测量精度的关键因素。
疫情的爆发，鉴于其特征之一即发热咳嗽这一典型症状，当下在公共区域的疫情监控与防治环节，非接触式人员测温筛查成为关键的防疫手段。相较于传统的接触式体温筛检设备，非接触式设备可以依托红外线强度对目标体进行在线温度监测，实现了有效快速的筛检人群，大幅提升了筛选效率。在本次疫情防控当中，基于红外热成像技术的测温筛查设备红外热像仪装备需求旺盛。 红外热成像仪怎么实现人体测温？ 正常人体的温度分布有一定的稳定性和特征性，机体各部位温度不同，形成了不同的热场，当人体某处发生疾病或功能改变时，该处血流量会相应发生变化，导致人体局部温度改变，表现为温度偏高或偏低，通常人体体表的比较高的温度一般处于鼻根部周围及眼窝、口腔内部等部位，该部位的血管较多且表皮较薄，可以很好地反映被测人体的温度状态，故红外热像仪检测人脸部的位置为宜。 根据这一原理，通过热成像系统采集人体红外辐射，并转换为数字信号，形成伪色彩热图，利用专用分析软件，经专业医师对热图分析，判断出人体病灶的部位、疾病的性质和病变的程度，为临床诊断提供了可靠依据。
为什么要用红外热成像仪做体温初筛呢？ 1.提示炎症：鼻炎、副鼻窦炎、口腔炎症、咽喉炎、甲状腺炎、肺炎、胆囊炎、阑尾炎、胃肠炎、前列腺炎、附件炎等全身各部位的炎症。 2.肿瘤的早期预警：鼻咽癌、甲状腺癌、肺癌、乳腺癌、肝癌、胃癌、肠癌、皮肤癌等癌症的预警作用。 3.周围神经疾病的提示：面瘫、面肌痉挛、偏头痛、三叉神经痛的提示。皮肤疾病的提示与研究，烧伤与冻伤面积与深度的测定，植皮疗效的观察。 4.血管疾病的提示：人的肢体温度主要由血液循环状态所决定，当存在血管病变时，血循环发生障碍，皮温降低。如闭塞性脉管炎、动脉栓塞、动脉瘤等，通常表现为病变部位温度异常，用红外热像仪可清楚显示出病变部位及范围。用红外热成像技术，不但能显示出病变的存在，而且能看出各趾病变的程度和范围，通过早期诊断和及时治疗，可避免肢体发生严重损害，如溃疡和坏死。 红外热像仪，契合疫情防控对高效安全测温的要求，最近备受各方关注。
红外测试技术培训试 题
红外测试技术培训试题 一、 单选题 1. 红外成像仪的色标温度量程宜设置在环境温度加 左右的温升范围内。 （ ） （a ） （A ）10K-20K （B ）5K-10K （C ）15K-25K （D ）20K-30K 2. 下图中哪个成像图不符合“确保被测设备不被遮蔽”原则（ ） （d ） 3. 在进行红外测试时，有以下步骤需要遵循，①重点、温度异常点精确测 温，②全面测温，③环境检测；应遵循的正确顺序为：（ ） （c ） （A ） ③①② （B ） ②③① ℃ 51.5℃3540 4550AR01℃51.5℃ 35404550 AR01℃ 51.5℃ 35 40 4550 AR01℃51.5℃ 35 404550 AR01 （A ） （B ） （C ） （D ）
（C）③②① （D）②①③ 4.对变压器进行红外诊断，应开变电站第种工作票。（）（b） (A) 第一种工作票 (B) 第二种工作票 (C) 第三种工作票 5.在红外诊断对环境的要求中，下列说法不恰当的为（）（b） (A) 环境温度一般不宜低于5℃、相对湿度一般不大于85% (B) 最好在阳光充足，天气晴朗的天气进行 (C) 检测电流致热型的设备，最好在高峰负荷下进行。否则，一般应在不低于30%的额定负荷下进行 (D) 在室内或晚上检测应避开灯光的直射，最好闭灯检测 6.在对红外热像仪拍摄的图像进行分析时，采用的是表面温度判别法，下列 解释准确的为( ) （d） (A) 同组三相设备、同相设备之间及同类设备之间对应部位的温差进行相比较 (B) 与红外测试的历史数据作相比较 (C) 在一段时间内使用红外热像仪连续检测某被测设备，观察设备温度随 负载、时间等因素变化的方法。 (D) 将所测得温度、与环境的温差，与设备运行规定值相比较 7.红外检测中，精确检测要求设备通电时间不小于（）（c） (A) 2h (B) 4h (C) 6h (D) 8h
红外检测技术在电气设备热故障预测与处理的应用探讨杨家 贤 摘要：经济的发展和人们生活水平的不断提高，使得电网的供电负荷不断攀升，电气设备因发生热故障而导致安全事故频发，为了可以及时检测出电气设备的热 故障而使用红外检测技术，从而确保设备可以稳定高效安全地运行。 关键词：红外检测技术；电气设备；过热故障；预测和处理 1引言 电气设备在使用电源为动力能源时，会存在发热的情况，而当设备零部件破损、缺少维护或者动力能源质量不合格的时候，集体的发热情况会超出正常的范围，从而引起设备的热故障，造成电气设备无法安全高效运行。而在物理学中， 我们知道物体的温度只要高于绝对零度，则势必会向四周辐射其特有的红外线，，因此科研人员运用此原理发明了红外检测技术，用于观察和分析物体的温度和热 分布情况，以此分析物体过热部位是否存在故障。因此，在本文中简述红外检测 技术的工作原理，并对该技术预测和处理电气设备的热故障进行用探讨，以供参考。 2红外检测技术概述 自然界中，物体的温度都较绝度零度（-273.15℃）高，因此物体就会向外周 放出其热辐射，而热辐射属于红外线，可以通过红外检 3.1电气设备易发热的部位 对设备的长期管理工作中，对其进行深入地分析，可以得知电气设备在运作 时发热较为严重的部位为：设备的电缆接头、出线接头、母排接头、穿墙套管和 隔离开关闸口等部位；其中变压器易过热的部位为套管的接线位置，电抗器的易 过热部位为中性点接地的局铁地，而电力电容器的易过热部位则为母线排连接和 跌落保险处。 2.2导致电气设备出现过热的因素 在对电气设备的各个易发热部位进行观察和分析，可以得知导致设备出现过 热现象的主要因素有两个，以下对两个进行分析。 2.2.1发热部位位于较为封闭的工作环境，这容易导致电气设备在工作时此处 的部件热量无法及时散发出去以降低该部位的温度，从而导致该部位温度异常升高，导致过热故障的发生，具体的原因有：①油浸高压导致漏油的电气设备出现假油位或者缺油的情况；②磁回路设备因漏磁、铁芯质量较差或者片间局部绝缘发生破损等原因无法正常工作；③设备因缺少适当的检修维护，导致长期工作的固体绝缘体材料出现氧化和高压所致的老化现象，降低了固体绝缘材料工作质量，从而减弱了电气设备的绝缘能力；④液体绝缘介质因其性能不佳、长期运作受潮或者化学性质发生变化，导致介质的性能降低。以上的原因，均会导致电气设备 的易热部位处于散热不佳的隔热环境中，影响设备的散热，从而导致设备出现过 热故障，这需要引起工作人员足够的重视。 2.2.2设备致热效应部位发生裸露，导致该部位裸露的导电边接体和接触面之 间的接触电阻的次数增多，从而导致该部位过热，通常引起致热效应部位裸露的 原因有：①设备的零部件在生产制造的时候未达标，导致设备的质量不过关，存在接触表面存在粗糙、氧化和焊接不当等情况而引起接触电阻的增大；②接触面间因局部出现放电现象，导致用于导电的连接体温度升高，而温度过高会导致金
电网设备状态检测技术培训 ---------红外检测技术
安徽省电力科学研究院 王庆军 2011年3月
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会
主讲人简介
王庆军,安徽省电力科学研究院高压所副所长，国网 公司技术专家 长期从事红外检测技术研究工作 公司技术专家，长期从事红外检测技术研究工作。
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会
? ? ? ? ?
一、红外检测基本知识及术语 红外 测基本 及术语 二、红外热像仪的操作使用 三、判断方法 判断 法 四、诊断依据及缺陷类型确定 、诊断依据及缺陷类型确定 五、电气设备红外缺陷典型图谱
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会
一、红外检测基本知识及术语 红外检测基本知识及术语
? 1 、红外线是 、红外线是一种电磁波（英国物理学家 种电磁波（英国物理学家 赫胥尔 1800 年发 现） (0.75 ￣1000 微米) ，位于可见光红色光带（0.38￣0.78 微米）之外，普通玻璃能透过可见光，但是却几乎不能透 过红外线。
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会
? 2 2、热传输的方式 热传输的方式 热传输有三种方式，分别是：传导、对流和辐射。对流通常只发生 在流体介质中。 介质中 ? 3、红外热像仪一般是由三部分组成： 红外探测头、图像处理、监视器。 ? 4、焦平面红外探测器的工作原理： 是依靠探测微型辐射热量的热探测器(Microbolometer)。探测器通过吸 收 射的红外辐射致使自身温度上升，从而引起探测器电阻变化，在 收入射的红外辐射致使自身温度上升，从而引起探测器电阻变化，在 外加电压的情况下进而产生信号电压。 ? 5、黑体： 任何情况下对一切波长的入射辐射的吸收率都等于1的物体。
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会
红外热像检测技术在土木工程中的应用 摘要 经济的快速发展，使得我国的基础设施不断完善，许多已经建成并且投入运营的工程在运行过程中可能会出现各种各样的缺陷和问题，传统故障排查方法存在着低效率、高成本和一定的安全问题，并不能真正满足工程项目的检测需求。尤其是现代钢混结构工程，属于多种材料的复合，不仅结构复杂，在性质方面也存在很大的分散性，使得红外热像检测技术在土木工程中并没有得到非常广泛的应用。基于此，本文从国内外的研究现状出发，对红外热像检测技术进行了全面分析，并就其在土木工程中的应用进行了研究和探讨。 关键词：红外热像检测技术；土木工程；混凝土缺陷；应用 引言：结合大量的工程实践分析，在施工及运行过程中，受材料、工艺、环境等因素的影响，不可能完全不出问题。即使是非常轻微的质量缺陷，如果无法及时发现和处理，经过一段时间的发展后都可能会对结构整体的稳定性和耐久性造成影响，严重的甚至会引发工程事故。现阶段，我国对于桥梁、高架、堤防等土木工程构筑物的常用检测方法包括了雷达法、超声波法、冲击回波法等，这些方法各自都有着自身的优势，同样也存在一定缺陷，限制性较强，检测结果的准确性和可靠性也无法保障。基于此，应该在土木工程领域引入红外热像检测技术。 第 1 章: 国内外研究现状如何在不破坏混凝土结构的情况下，实现对其结构缺陷的准确检测，是国内外一致研究的问题。虽然目前存在许多能够实现混凝土无损检测的方法，但是无论哪种方法都存在一定的缺陷和不足，并不能真正满足土木工程事业发展的实际需求。从国内外的研究现状出发，对几种常见技术进行分析：首先是超声检测，主要是用相应的超声波仪器产生超声波，然后将超声波引导进试件中，通过与试件材料的相互作用，超声波的波长和方向会出现一定的变化，形成反射、透射或者散射等，然后被预先设置好的检测设备接收，检测人员根据接收到的超声波特征信息，对试件的性能进行评估，对其内部是否存在缺陷做出准确判断，具有适用性强、穿透力强、定位准确、灵敏度高、成本低廉等优势，不过其在应用中采用的是穿透测试的方法，需要构建两个相对的测试面，因此难以在路面、墙体、护坡以及衬砌结构中得到有效应用，缺陷的位置和形状会在一定程度上影响检测的结果[1]。 其次是雷达检测，其基本原理是依照雷达波在混凝土中传播的速度受介质介电常数影响，如果遇到缺陷等介电常数变化相对加大的目标，雷达波会出现发射或者散射的情况，依照接收到的反射波形以及传输时间内，能够准确判断混凝土内部状况。雷达检测法采用的是单面检测模式，结果呈现出断面图，检测速度快且成果直观。但是，混凝土雷达仪的雷达虽然具备较高的分辨率，但是穿透能力不足，无法穿透金属，也就无法实现对钢筋结构下混凝土缺陷的有效检测，加上以进口为主的设备来源使得检测成本偏高。 然后是声发射检测，声发射指应力松弛过程中释放的以应力波形式传播的应变能，受荷载影响，混凝土结构会发生形变，若形变超出本身弹性极限，则会引发开裂问题，释放应变能，形式包括光能、声能、热能等。可以在混凝土表面设置发射传感器，通过对不同位置接收声能到达的时间差，可以对声发射源也就是缺陷的位置进行准确判断，帮助技术人员了解混凝土结构的内部状况。不过，声发射信
带电设备红外诊断技术应用导则 参照中华人民共和国 电力行业标准DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》 《华北电网有限公司红外技术管理制度》 1、从事红外检测与诊断工作的人员应具备以下素质： (1)从事红外检测与诊断工作的人员应熟悉红外检测与诊断技术的基本原理，掌握红外检测仪器的工作原理、主要性能、技术指标以及操作方法，并能熟练操作红外检测仪器。 (2)从事红外检测与诊断工作的人员应了解电气设备的性能、结构、运行状况。 (3)从事红外检测与诊断工作的人员应熟悉掌握中华人民共和国电力行业标准DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》和本管理制度，掌握《国家电网公司电力安全工作规程（变电站和发电厂电气部分、电力线路部分）（试行）》和现场试验的有关安全规定。 2、红外检测的范围：只要表面发出的红外辐射不受阻挡都属于红外诊断的有效监测设备。例如：旋转电机、变压器、断路器、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、绝缘子串、组合电器、低压电器及二次回路等。 二、红外检测与诊断的基本要求 (一)对检测设备的要求 1、红外测温仪应操作简单，携带方便，测温精确度高，测量结果的重复性好，不受测量环境中高压电磁场的干扰，仪器应满足现场带电实测对距离的要求，并应能对表面放射率、大气环境参数、测量距离等进行修正以保证测量结果的真实性。 2、红外热电视应操作简单携带方便，有较好的测温精确度，测量结果的重复性好，不受测量环境中高压电磁场的干扰图像清晰，具有图像锁定、记录、输出和简单的分析功能。 3、红外热像仪应图象清晰、稳定，不受测量环境中高压电磁场的干扰，具有较强的图象分析功能，具有较高的热传感分辨率和图象分辨率，空间分辨率应满足实测距离的要求，具有较高的测量精确度和合适的测温范围。 (二)对被检测设备的要求 1、被检测设备应为带电设备。
红外热像仪应用——电机检测 随着红外技术的不断发展，热像仪逐渐被应用于越来越多的民生行业。美国福禄克热像仪作为行业佼佼者，通过多年的推广和开发，已获得各领域工程师的广泛认可，此文将通过真实案例和热图的解说来阐述美国福禄克热像仪是如何应用于点击检测的。 电机是国民经济各部门大量采用的一种动力机械设备，温度是电机工作的重要指标，超过额定温度时每升高10℃，则电机的寿命将缩短一半。电机是企业维持正常生产的重要保证，使用fluke 红外热成像仪对电机进行检测是保证正常生产系统运行的重要措施。 电机温度异常的主要原因 1 电机电气接线接触不良或老化导致电气接线温度异常； 2 电机外壳由于铁心老化、散热不良导致外壳温度过高或温度不均匀； 3 与电机连接的轴承、连轴器由于润滑不良 电机热缺陷的特征描述 1、电机电气接线 根据以往红外热像测试的经验来看，电机电气接线以及线缆接头缺陷所导致的异常发热比较常见。主要原因是： 散热不良导致电机外壳温度异常
1）氧化腐蚀：金属表面严重锈蚀氧化，造成金属接触面的电阻值乘几十倍到几百倍的增加； 2）导线断股、接头松动：导体连接部位长期受到机械振动，使得导体压接部位的螺丝松动、导线断股电阻值增大。 3) 因为结构设计、安装工艺质量所引起的异常发热 2、电机外壳温度分布 电机是按照绕组绝缘的热容量进行分级的，过高的热量会使绕组绝缘迅速老化失效，外部运行温度通常比内部温度低大约 20C 。电机外壳温度过高主要表现在两个方面： 1）外壳部分区域温度过高：导致的原因可能是内部铁芯、绕组因绝缘层老 化或损坏导致短路。 2）外壳整体温度过高：电机的周围的空气流动不充分，或电机散热系统出现问题，电机外壳整体温度异常。 3）与电机连接的轴承、连轴器:1)过度润滑；2)缺乏润滑；3)未对准通常会导致轴承问题。 AR01 AR01 电机控制器过热 电机外壳温度不均匀
红外热成像检测技术的应用和展望 摘要：无损检测，是指在不会对材料或元件的有效性或可靠性造成损害的前提下，对其内部的异性结构(缺陷或损伤)进行探测、定位、识别及测量的一种实用性技术。红外热成像技术是在红外探测器、微电子和计算机技术的基础上发展起来的，属于综合性高新技术，该技术正朝着快速扫描、非致冷、焦平面阵列式接收、计算机图像处理的方向发展，利用便携式笔记本电脑控制的系统正日趋完善。 关键词：无损检测；热成像技术；应用；发展趋势
红外热成像无损检测技术(又称红外热波无损检测技术)，是一门跨学科的技术，它的研究和应用，对提高航空航天器，多种军、民用工业设备的安全可靠性具有重要意义。1.红外热成像检测技术的原理 红外热成像无损检测技术的基本原理是利用被检物的不连续性缺陷对热传导性能的影响，使得物体表面温度不一致，即物体表面的局部区域产生温度梯度，导致物体表面红外辐射能力发生差异。借助红外热像仪探测被检物的辐射分布，通过形成的热像图序列就可推断出内部缺陷情况。 从理论上分析可知，材料或构件因内部缺陷将导致局部力学性能的强度改变，由于材料内部结构的不连续性，这种缺陷将引起材料或构件的热传导不连续，致使材料或构件的温度梯度不同，因而显现出的红外热图像也有所不同。通过研究被检测材料的内部缺陷及结构力学性能，找出其热传导特性与红外热图像之间的关系和机理，根据显示图像的温度梯度就可以确定缺陷的位置和范围，由温度梯度随时间变化的速率可以确定缺陷的深度。 采用红外热成像技术进行检测的特点是不受材料的几何结构及材质的限制，可以实现非接触、大面积的检测。 2.红外热成像检测技术的分类 根据探测方式不同，红外热成像检测技术可划分为透射式和反射式，其中反射式更便于使用；根据引起温差的方式不同，可划分为主动式和被动式。 主动式红外热成像检测技术可以对物体表面进行快速、准确的检测，并具有直观、非接触、单次检测面积大等特点。根据主动式激励源不同，主要划分脉冲红外热成像检测技术、锁相红外热成像检测技术和超声红外热成像检测技术等。 2.1脉冲红外热成像检测技术 脉冲红外热成像技术是一种集光、机、电为一体的非接触式无损检测方法，也是目前研究最多和最成熟的方法之一。工作原理如图1所示:以高能脉冲闪光灯作为激励热源，热流在被测构件内部传导过程中，若构件内部存在缺陷或损伤，则使得物体内部热分布将存在不连续性结构，从而导致其缺陷或损伤处的表面温度与无缺陷或损伤处有明显不同。 图1冲红外热成像检测技术的工作原理 脉冲红外热成像检测方式虽然简单实用，但是也存在着一些缺点：适于检测平板类构件，对于复杂结构构件检测存在困难；对热源的均匀性要求非常高；检测构件厚度有限，
红外检测技术在医药学中的应用 1摘要 近红外（NIR）谱区是人类认识最早的非可见光谱区，波长范围在0.75—2.5 m之间，用波数表示时则在13330—4000cm-1之间。由于近红外的吸收谱带复杂，谱峰重叠，信号弱，在分析上难以应用，长期以来没有受到人们的重视。近十多年来，随着近红外仪器的改良，新的光谱理论和光度分析方法的建立，特别是计算机技术和化学计量学的广泛应用和迅速发展，使近红外光谱技术成为目前发展最快、最引人注目的分析技术，并以其简单快速、实时在线、无损伤无污染分析等特点，在复杂物质的分析上得到广泛应用。在包括制糖和制药的许多与化学分析和品质管理有关的行业中的应用前景极其广阔。 2现代红外光谱分析技术 现代近红外光谱（NIR）分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术，越来越引起国内外分析专家的注目，在分析化学领域被誉为分析“巨人”，它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。 我国对近红外光谱技术的研究及应用起步较晚，除一些专业分析工作人员以外，近红外光谱分析技术还鲜为人知。但1995年以来已受到了多方面的关注，并在仪器的研制、软件开发、基础研究和应用等方面取得了较为可喜的成果。但是目前国内能够提供整套近红外光谱分析技术（近红外光谱分析仪器、化学计量学软件、应用模型）的公司仍是寥寥无几。随着中国加入WTO及经济全球化的浪潮，国外许多大型分析仪器生产商纷纷登陆中国，想在第一时间占领中国的近红外光谱分析仪器市场。由此也可以看出近红外光谱分析技术在分析界炙手可热的发展趋势。在不久的未来，近红外光谱分析技术在分析界必将为更多的人所认识和接受。 现代近红外光谱分析是将光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测试技术的有机结合。是将近红外光谱所反映的样品基团、组成或物态信息与用标准或认可的参比方法测得的组成或性质数据采用化学计量学技术建立校正模型，然后通过对未知样品光谱的测定和建立的校正模型来快速预测其组成或性质的一种分析方法。 与常规分析技术不同，近红外光谱是一种间接分析技术，必须通过建立校正模型（标定模型）来实现对未知样品的定性或定量分析。具体的分析过程主要包括以下几个步骤：一是选择有代表性的样品并测量其近红外光谱；二是采用标准或认可的参考方法测定所关心的组
红外热像仪在电机检测的应用 电机是工业的骨架。据美国能源部估计，仅仅在美国，工业中就运转着4000万台电机，这些电机耗用了整个工业所消耗的电力的70%，这就足以说明电机的重要性。将热成像作为一种电机状况监视技术而融入到您公司的维护计划中以避免高昂的故障，可为您带来极大好处。通过使用红外热像仪，您可以二维图像的方式来捕获电机的红外温度测量值。电机的热图像可揭示出由其表面温度所反映出来的运转状况。这种状况监视是一种用于避免对生产、商业电机是工业的骨架。据美国能源部估计，仅仅在美国，工业中就运转着4000 万台电机，这些电机耗用了整个工业所消耗的电力的70 %，这就足以说明电机的重要性。 将热成像作为一种电机状况监视技术而融入到您公司的维护计划中以避免高昂的故障，可为您带来极大好处。通过使用红外热像仪，您可以二维图像的方式来捕获电机的红外温度测量值。 电机的热图像可揭示出由其表面温度所反映出来的运转状况。这种状况监视是一种用于避免对生产、商业和机构过程至关重要的系统中电机发生故障的一个重要方法。这种预测性措施非常重要，因为在关键系统出现故障时，不可避免地会增加成本，需要重新分配工人和材料，从而使生产效率降低，如 理想情况下，您应该在正常运行条件下对正在运转的电机进行检查。与只在单点采集温度的红外温度不同，热成像仪可以针对所有关键部件，一次捕获成千上万个点的温度：电机、联轴器、电机与轴的轴承和减速器。 每台电机都在一个特定的内部温度下运转。其它部件的温度不应与电机外壳的温度一样高。所有电机的铭牌上都应列出标准运转温度。虽然红外成像仪无法看到电机内部，但外部表面温度足以指示出内部温度高低。随着电机内部温度的升高，其外表面的温度也升高。因此，通晓电机的有经验的成像人员可以通过热成像来识别不正常状况，如空气流量不足、轴承即将失效、联轴器出现问题以及电机的定子或转子的绝缘性能恶化等。 一般来说，设计一条将所有关键电机/驱动器组合包括在内的定期检查路径是一个非常好的做法。检查之后，将每个设备的热图像保存到计算机上，并随时间跟踪测量结果。这样，您就会获得可用于比较的基础图像，可以帮助您确定一个热点是否正常，并帮助您在维修之后确认维修是否有效。 存在安全问题的设备状况应该具有最高的维修优先级。NETA（国际电气测试协会）提供的指南规定，当相似负载下相似部件的温度差超 过15 °C（27 °F）时，应该立即进行维修。该组织还建议，当部件与环境空气的温度差超过40 °C（72 °F）时，也要立即进行维修。
红外探测技术 红外检测技术基本原理 红外技术的原理是基于自然界中一切温度高于绝对零度的物体，每时每刻都辐射出红外线，同时，这种红外线辐射都载有物体的特征信息，这就为利用红外技术探测和判别各种被测目标的温度高低与热分布场提供了客观的基础。 红外线是波长在0. 76?1000 U m之间的一种电磁波，按波长范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类，它在磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。 红外线辐射在真空中的传播速度 C=299792458m/s ?3xlO lu cm/s 红外辐射的波长 A = — co 式中：C:速度 2：波长 3 :频率 红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停的辐射出热红外能量，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大，反之，辐射的能量愈小。 温度在绝对零度以上的物体，都会因自身的分子运动而辐射出红外
线。其中黑体频谱辐射能流密度对红外辐射波长的关系，根据普郎克定律： D一GxL （瓦?厘米”"微米"） 式中： P一波长％,热力r AT 学温度为T时，黑体的红外辐射功率。 C一光速度 (axiomcm/s) C—第一辐射常 数二3.7415X104（瓦厘米?微米2） 之一波长（微米），T热力学 温度（K）温度辐射的能量密 度峰值对应的 波长，随物体温度的升高波长变短。 根据维思定律：人理（urn） T 式中： A一峰值波长，单位：um T一物体的绝对温度单位K 物体的红外辐射功率与物体表面绝对温度的四次方成正比，与物体表面的发 射率成正比。物体红外辐射的总功率对温度的关系，根据斯蒂芬—波尔兹曼定 律：
红外热成像技术用于管道检测 管道是生产的重要设备，利用热像仪检测管道堵塞、减薄、腐蚀、渗漏等故障 ，从而避免 对环境及人员造成伤害；也可以使用热像仪对管道的保温进行检测 和评估，从而减少能耗， 达到节 能效果。 红外热像仪在检测管道中的应用 对管道进行温度检测一般有以下应用： 1管道堵塞，由于堵塞部位和其他部位热容量不同 导致温差，这些温差传递到管线外壳，就可以使用红外热像仪在管 道外部拍摄到故障。2管 道内壁受磨损或是腐蚀导致减薄， 其温度会比正常部位温度偏高， 从而可以检测出故障。3 管道由于局部温度波动较大导致材料热疲劳造成裂纹、 泄漏，故障处会渗漏管道内介质， 如 果管道内介质为低温介 质（如氨气）或是高温介质时，管道渗漏介质与管道外壁温差不同， 可使用红外热像仪拍摄到故障。 4管道保温脱落，其脱落处温度偏大，可在热像图中清晰 显示。热像仪还可检测出管道温度， 作为保温是否达到规定 效果的判断依据。5换热器炉 管堵塞或是内漏，导致换热效率降低，影响正常生产和造成能源浪费， 可以使用热像仪检查 出故障。6加热炉或是反应器炉管在高温高压和腐蚀性强的环境下工作，会造成热斑、龟 裂、渗碳、氧化、热裂、减薄等，严重影响其使用寿命。利用 谱盟光电红外热像仪通过窥视 孔对炉内炉管测试，可得到故障的热图像，为维修炉管的实施方案提 供依据。 典型客户： 石化行业：衢州巨化、独山子石化、扬子石化-巴斯夫等 制药行业：强生制药等 冶金行业：武汉钢铁公司、马鞍山钢铁公司、鞍山钢铁公司等 红外热像仪的优点 1管线的积炭、减薄、裂纹；换热器、反应器等设备炉管内漏、堵塞等故障往往肉眼无法发 现，热像仪可以检测出细微 的温度变化，在此基础上，我们可迅速判断出故障。 2 FLIR 已申请专利的画中画及 MSX 多波段动态成像技术除了拍摄红外图像外， 还同时捕获一幅数字 照片，将其融合在一起，有助于识别和定位故障，从而能够在第一时间正确的修复故障。 3 谱盟光电FLIR T400系列热像仪配备了功能强大的软件， 用于存储和分析热图像并生成专业 报告。通过该软件，可以对存储在从 热像仪下载的图像中发射率、反射温度补偿以及调色 管熾与支按岸按处有 保
红外无损检测技术在工程中的应用 符郁林 （温州大学物理与电子信息工程学院,浙江温州325035） 摘要：无损检测已经成为工程质量检测中的主流。其中红外检测能在不同温度场、广视域的进行快速非接触式的连续扫描测试，成为已有的无损检测技术功能和效果的补充。尤其是在高层建筑的外装饰物以及建筑节能检测中应用广泛，但仍然存在着很多不足需要进一步改进。 关键字：红外无损检测；红外成像仪；工程应用；改进 The application of infrared Non-destructive Testing in engineering Fuyulin ( College of physics and electronic information engineering of Wenzhou University,Wenzhou Zhejiang 325035) Abstract: Non-destructive Testing (NDT) has been widely applied to engineering testing. Infrared Non-destructive Testing (INT) can be used in rapid test continuous Scan Test in every kind of temperature field, it has already been the supplement in the functions and effects of other NDT technology. It is especially popular in the quality testing of high-rise building's outside ornaments and building energy efficiency testing. However there are still several inadequates in the INT technology needed for researchers to further improve. Key words: Infrared Non-destructive Testing; Infrared imager; application in engineering; improvement
红外检测技术及应用 红外基本概念 红外线：白色的太阳光被分成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色，位于可见光红光外侧，人眼看不见的光线叫红外线。 红外线是电磁辐射频谱的一部分，电磁频谱中包括无线电波、微波、可见光、紫外线、伽马射线和X光。红外线是一种电磁波，它的电磁波谱图见下： ●按波长红外波段通常又分成四个较小的波段：近红外、中红外、远红外、极远红外。 ●红外线波长通常以微米来表示。红外频谱范围从0.7微米至1000微米。 ●实践中，红外温度测量使用的波段范围为0.7微米至14微米。 ●红外线遵循可见光所遵循的规律：直线传播，反射、折射。 任何大于绝对零度（-273C）的物体都会向外界辐射热能。红外测温仪就是通过接受物体辐射的红外能量而计算出物体的表面温度。 ●黑体：一个吸收所有碰撞它的任何波长红外辐射的物体被定义为黑体。 黑体辐射：实际上的黑体就是一个空腔，上面开有一个小孔，当空腔达到某一温度并处于热平衡时，从小孔射出的红外辐射就具有稳定的特性，称为黑体辐射。 基本热传导理论： 传导模式： ?辐射 ?传导 ?对流 ●传导： 热量传导取决于： ?传导率（k）和厚度（L） ?温差△T（从一侧到另一侧） ?面积A 传导率值 ●常见材料的k值 ●数值越大，传导性越强
温差△T的变化 ?△T增加，热传导也增加 ?△T降低，热传导也降低 ?无△T，也没有传导 ●对流： 对流传导的热能取决于： ?h 值（对流系数） ?温差△T（从表面到该流量的一点） ?面积A 对流系数（h）取决于： ?流速 ?流量方向 ?表面状态 ?几何结构 ?粘度 不能简单地用数量表示 温差： 如传导情况一样 ?△T增加，热传导也增加 ?△T降低，热传导也降低 ?没有△T，也没有传导 ●辐射 一个表面的辐射热能取决于： ?σ = S-B 常数 ?发射率（ε） ?温度（T） 一个热表面要比一个凉爽的表面放射更多热辐射（如果两个是同样材料的话）发射率： ?一种材料性质 ?一种“效率系数” ?校正值= 0-1.0 ?黑体= 1.0 ?实体= <1.0. 高发射率表面 ?油漆（任何颜色），绝缘带或者强氧化物质表面 ?可靠的、可重复的温度测定 低发射率表面 ?低辐射 ?高热反射 ?必须考虑到背景 ?在0.6发射率以下辐射温度难以正确地测定 发射率可以根据以下而变化: ?材料 ?表面
红外热成像技术的应用十分广泛，工业生产、电力、消防、医疗、农业等行业都有红外热像仪的身影。玻璃瓶在生产过程中温度非常高，很多设备都是在高温下工作的，因此对于玻璃生产工厂设备和生产过程中的玻璃温度的检测十分重要，这对于生产出高品质的玻璃有着重要的意义。而红外热成像技术对于非接触式温度检测方面有着非常有效且实用的价值。 一、红外热像仪的工作原理 任何物体只要温度高于绝对零度（-273℃）就会向外发射出红外辐射，物体温度不同，辐射能大小也不相同。红外热像仪是一种能够捕捉到物体表面红外辐射能量，并将其转变为人眼可见的热量分布图像的一种仪器设备。 二、红外热像仪在玻璃制造工厂的应用 凝固的玻璃离开锡浴后，会被送往玻璃退火窑，让其逐渐冷却以除去内应力。冷却速度对于确保玻璃在不会在切割阶段破裂非常重要。因此频繁、精确的温度测量对于此应用至关重要。 因为温度下降的范围较广，在退火窑中进行温度测量会有一定的困难。需要确保在玻璃冷却到环境温度的整个过程中精确测量其温度。严密控制温度可确保完全消除内应力。使用红外热像仪可以获取玻璃离开退火窑时高分辨率的玻璃热图像，有助确保产品质量一致，并及早发现任何工艺问题。同时，进行玻璃的表面测量还有助监测其横向温度分布的均匀性。
1.玻璃瓶罐成型过程中的应用 1）初模 初模温度分布不均匀时，会导致很多瓶身缺陷，如厚薄不均等。若操作工不能及时了解初模的温度，产品的质量会无法提升上去，因此，可以利用红外热像仪检测初模的温度高低，再进行生产调整。 2）芯子 芯子过热或过冷会导致瓶口部裂纹或芯子粘料，在双滴料与三滴料制瓶机上，由于各模腔工况不相同，其芯子冷却风的调整也各不相同。需要利用红外热像仪进行温度测定，再根据工况进行一些微调，以免产生瓶口部裂纹或芯子粘料。 3）闷头 闷头是初型模的模底，它接触玻璃料时间很短，不工作时会上升或摆出，散热情况较好，若闷头的温度与初模的温度温差过大，瓶底将会产生闷头印深、闷头印歪斜、瓶底厚薄不均等缺陷。因此需用红外热像仪检测闷头的温度，若与初模温度差别太大，需要进行一定调整。 2.红外热像仪在玻璃生产厂变压器的温度监测应用 变压器等电气设备是和生产紧密相关的设备，一旦发生异常情况，会直接造成工厂生产设备停止运行，甚至会造成灾难性的故障。但是变压器等电气设备在
影响红外热成像检测结果的几个因素： 1红外热成像设备的性能； 1.1距离：由于判别饰面层的脱粘空鼓状况，至少需要识别5mm的大小范 围，所以要根据仪器的具体指标来计算仪器的最大检测距离。而不能 理解在规范中的10~50m范围内就行。 1.2视角镜头的视角越小，在相同距离下，在红外热像仪中的显示越大， 物体的细节越清晰；换一种方式来说，如果显示大小相同，那么镜头 度数越小，检测距离就可以越大、 1.3精度：红外热像仪图像的温度分辨率要求较高，测温的精度及准确度 并非十分的重要。满足在建筑领域应用时，温度分辨率小于0.1。c的要 求。因为分析图片时，温度分辨率越高，分析的图片越精细； 2被检测外墙的这种干扰因素； 2.1构造不同：不同的构造会出现不同类型的干扰，在红外图片分析中， 剔除干扰，找到真正的异常区是非常重要的。构造干扰，往往呈现出 一种规则的图像，比如梁、柱呈现出规则的低温； 2.2外墙面是否干净，是否平整，又没有色差；外墙的污渍以及色差呈现 出来的干扰是不规则的，这要根据肉眼观察、数码相片、以及复查时 加以确认； 2.3施工干扰：施工中的脚手眼、外架的附墙等。这类干扰，一般在图片 中分布的较为规则。这需要检测者有现场施工的经验，发现此类问题 时检测人员可以询问委托方核实。必要时委托方出具业主、监理和施 工单位三方签字的书面证明； 2.4环境干扰：检测中太阳照射在建筑物上投射的阴影，以及周边建筑物 的辐射干扰。此类干扰要求检测人员要在检测前，对各种环境干扰要 有一个大致的判断，这样在图片分析时，才能剔除此类干扰。 2.5实例 红外照片 6F
6F 初看红外图片，可以发现规则的方形高温区，现场查看结构图，发现高温区为填充墙，低温区为剪力墙，所以正常，此异常为构造不同造成的异常； 再细看红外图片，可看见在左边的最高的两层填充墙上出现了方形的高温区。当时判断，如果是空鼓不可能如此规则，到现场进行复测发现，在上述部位施工单位涂刷了一层胶质防水材料。 3检测时的气候条件； 3.1温度：红外辐射在被探测器接收之前，必然要经过大气、成像系统等 介质，造成红外损失。根据史蒂夫——波尔兹曼定律，黑体的全辐射 率和黑体热力学温度的四次方成正比。所以温度越高，物体发射的红 外线就越强。因而在一定范围内，高温跟有利于红外检测； 3.2日照：检测墙面的最佳时间段的选取，目的是为了突出外墙饰面层脱 粘空鼓部位与正常部位的温差，一般是选择立面受日照量最大的时刻； 3.3湿度：当大气湿度大于85％的情况下，由于水气密度增加，水汽对红 外辐射吸收的增大缘故，大气对目标物体辐射的衰减急剧加大，因此， 在雾天、雨天，不适宜进行红外检测； 3.4风速：检测气候条件应为晴好的天气，且室外平均风速不大于5m/s； 3.5实例 天气影响对红外图片的对比分析实例 图A
红外热成像检测技术的应用与展望 无损检测，是指在不会对材料或元件的有效性或可靠性造成损害的前提下，对其内部的异性结构(缺陷或损伤)进行探测、定位、识别及测量的一种实用性技术。红外热成像技术是在红外探测器、微电子和计算机技术的基础上发展起来的，属于综合性高新技术，该技术正朝着快速扫描、非致冷、焦平面阵列式接收、计算机图像处理的方向发展，利用便携式笔记本电脑控制的系统正日趋完善。 红外热成像无损检测技术(又称红外热波无损检测技术)，是一门跨学科的技术，它的研究和应用，对提高航空航天器，多种军、民用工业设备的安全可靠性具有重要意义。 1.红外热成像检测技术的原理 红外热成像无损检测技术的基本原理是利用被检物的不连续性缺陷对热传导性能的影响，使得物体表面温度不一致，即物体表面的局部区域产生温度梯度，导致物体表面红外 辐射能力发生差异。借助红外热像仪探测被检物的辐射分布，通过形成的热像图序列就可 推断出内部缺陷情况。 从理论上分析可知，材料或构件因内部缺陷将导致局部力学性能的强度改变，由于材 料内部结构的不连续性，这种缺陷将引起材料或构件的热传导不连续，致使材料或构件的 温度梯度不同，因而显现出的红外热图像也有所不同。通过研究被检测材料的内部缺陷及 结构力学性能，找出其热传导特性与红外热图像之间的关系和机理，根据显示图像的温度 梯度就可以确定缺陷的位置和范围，由温度梯度随时间变化的速率可以确定缺陷的深度。 采用红外热成像技术进行检测的特点是不受材料的几何结构及材质的限制，可以实现
非接触、大面积的检测。 2.红外热成像检测技术的分类 根据探测方式不同，红外热成像检测技术可划分为透射式和反射式，其中反射式更便于使用；根据引起温差的方式不同，可划分为主动式和被动式。 主动式红外热成像检测技术可以对物体表面进行快速、准确的检测，并具有直观、非接触、单次检测面积大等特点。根据主动式激励源不同，主要划分脉冲红外热成像检测技术、锁相红外热成像检测技术和超声红外热成像检测技术等。 2.1脉冲红外热成像检测技术 脉冲红外热成像技术是一种集光、机、电为一体的非接触式无损检测方法，也是目前研究最多和最成熟的方法之一。工作原理如图1所示:以高能脉冲闪光灯作为激励热源，热流在被测构件内部传导过程中，若构件内部存在缺陷或损伤，则使得物体内部热分布将存在不连续性结构，从而导致其缺陷或损伤处的表面温度与无缺陷或损伤处有明显不同。 图1冲红外热成像检测技术的工作原理 脉冲红外热成像检测方式虽然简单实用，但是也存在着一些缺点：适于检测平板类构件，对于复杂结构构件检测存在困难；对热源的均匀性要求非常高；检测构件厚度有限，当检测厚度较高的构件时，难以显示缺陷结果。 2.2锁相红外热成像检测技术