红外测温培训课件

25
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。
34
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。
35
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。
40
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。
15
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
红外测温技术讲解
一、红外技术原理
2
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。
3
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”。
32
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。
33
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。
12
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）。
6
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。
7
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。
4
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。
5
二、红外热像仪器成像理论
9
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。
10
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。
11
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.源自37七、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。
38
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。
30
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。
31
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。
18
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 测量也有很大影响，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。
26
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。
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
8
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。
0.95 0.7—0.9
16
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。
36
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。
39
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。
13
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。
14
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。
22
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。
23
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