紅外測溫培訓(xùn)課件-

紅外測溫技術(shù)講解

紅外測溫技術(shù)講解

1一、紅外技術(shù)原理22什么是紅外線?

紅外線是1800年英國物理學(xué)家赫胥爾發(fā)現(xiàn)的，任何溫度高于絕對零度（-273oC）的物體都會發(fā)出紅外線,又稱紅外輻射.

紅外線是從物質(zhì)內(nèi)部發(fā)射出來的；反映物體表面的溫度場。

3什么是紅外線?紅外線是1800年英國物理學(xué)家赫胥爾發(fā)大氣傳輸大多數(shù)紅外成像系統(tǒng)采用的響應(yīng)光譜范圍為大氣吸收較小的波長。大氣傳輸率的光譜范圍稱為“大氣窗口”。4大氣傳輸大多數(shù)紅外成像系統(tǒng)采用的響應(yīng)光譜范圍為大氣吸收較小的黑體和發(fā)射率黑體是指吸收所有入射光線而不反射或透射的物體即黑體所吸收的紅外線能量與發(fā)射紅外線能量相等。輻射率又稱發(fā)射率：指物體的輻射能力與相同溫度下黑體的輻射能力之比，與黑體相比，其他物體的發(fā)射率都小于1。影響輻射率的因素：材料、粗糙度、溫度等。5黑體和發(fā)射率黑體是指吸收所有入射光線而不反射或透射的物體即黑二、紅外熱像儀器成像理論6二、紅外熱像儀器成像理論61、紅外熱像儀成像原理它的探測目標(biāo)物體自身發(fā)射的“熱輻射”，將紅外能量轉(zhuǎn)換成電信號，通過電子處理，最終轉(zhuǎn)化為人眼可見的紅外圖象。71、紅外熱像儀成像原理它的探測目標(biāo)物體自身發(fā)射的“熱輻射”，二、紅外熱像儀器成像理論溫度升高紅外輻射E傳感器采用由紅外電磁能產(chǎn)生的熱效應(yīng)引起的材料性能改變原理。電阻降低加熱V=R?I

V:電壓變化

R:由于紅外吸收引起的電阻變化

I:通過輻射測熱儀的恒定電流1.紅外輻射以電磁波的形式進(jìn)入傳感器，傳感器吸收紅外輻射，傳感器溫度升高。

2.傳感器電阻改變。

3.電阻改變以電信號的形式被探測。

4.不需要冷卻，因為采用直接加熱的效應(yīng)。8二、紅外熱像儀器成像理論溫度升高紅外輻射E傳感器采用由紅外電2、非制冷焦平面探測器采用微型輻射熱量探測器工作原理：類似熱敏電阻，即探測器吸收入射的紅外輻射，致使自身的溫度升高，從而導(dǎo)致探測器阻值發(fā)生變化，在外加電流的作用下可以產(chǎn)生電壓信號輸出。92、非制冷焦平面探測器采用微型輻射熱量探測器93、紅外鏡頭能夠?qū)⒓t外輻射能量聚焦到探測器上的特殊鏡頭。材料是鍺單晶，表面鍍金鋼石。Ge是紅外長波儀器鏡頭最好的材料，但價格昂貴。103、紅外鏡頭能夠?qū)⒓t外輻射能量聚焦到探測器上的特殊鏡頭。104、紅外熱像儀的基本參數(shù)幀頻：反映探測器變化快慢的量。如HY6800幀頻是50Hz,即1/50秒。114、紅外熱像儀的基本參數(shù)幀頻：反映探測器變化快慢的量。如HY空間分辨率空間分辨率：紅外熱像儀分辨物體的能力，單位mrad（毫弧度）?？衫斫鉃闇y量距離和目標(biāo)大小的關(guān)系。空間分辨率為1.3mrad的熱像儀：如果被測目標(biāo)與熱像儀之間距離為100m，那么0.13M大小的物體在熱像儀的鏡頭聚焦,并投影到探測器上,正好充滿1個探測器單元像數(shù).0.26M大小的物體在熱像儀的鏡頭聚焦,并投影到探測器上,正好充滿四個探測器單元像數(shù).12空間分辨率空間分辨率：紅外熱像儀分辨物體的能力，單位mra空間分辨率為了保障紅外圖片細(xì)節(jié)的清晰和測溫準(zhǔn)確性，對不同類型電氣設(shè)備拍攝需要采用不同的鏡頭。變電站內(nèi)設(shè)備拍攝時一般采用24°標(biāo)準(zhǔn)鏡頭（高壓套管、避雷器，獨立CT等）。近距離線路設(shè)備拍攝采用12°鏡頭（如35kV戶外線路電纜頭等）遠(yuǎn)距離線路設(shè)備拍攝采用7°三倍鏡頭（如500kV線路耐張線夾等）。13空間分辨率為了保障紅外圖片細(xì)節(jié)的清晰和測溫準(zhǔn)確性，13NETDNETD噪聲等效溫差，又稱溫度分辨率。是評價熱成像系統(tǒng)探測靈敏度的一個客觀參數(shù)。14NETDNETD噪聲等效溫差，又稱溫度分辨率。14三、影響紅外測溫的因素1.觀測角度的影響朗伯余弦定律：理想漫反射源單位表面積向空間指定方向單位立體角內(nèi)發(fā)射（或反射）的輻射功率和該指定方向與表面法線夾角的余弦成正比，具有這種特性的發(fā)射體（或反射體）稱為余弦發(fā)射體（或余弦反射體）。此定律表明，物體在輻射表面法線方向的輻射最強(qiáng)。因此，實際做紅外檢測時，應(yīng)盡可能選擇在被測目標(biāo)表面法線方向進(jìn)行。15三、影響紅外測溫的因素1.觀測角度的影響152、不同材料的影響不同性質(zhì)的材料因?qū)椛涞奈栈蚍瓷湫阅芨鳟?，因此它們的發(fā)射性能也應(yīng)不同。所以在測量不同材料的表面溫度時，要正確設(shè)置好發(fā)射率，才能保證測量的準(zhǔn)確性。162、不同材料的影響不同性質(zhì)的材料因?qū)椛涞奈栈蚍瓷湫阅芨鳟?、表面狀態(tài)的影響任何實際物體表面都不是絕對光滑的，總會表現(xiàn)為不同的表面粗糙度。因此，這種不同的表面形態(tài)，將對反射率造成影響，從而影響發(fā)射率的數(shù)值。這種影響的大小同時取決于材料的種類。例如，對于非金屬電介質(zhì)材料，發(fā)射率受表面粗糙度影響較小或無關(guān)。但是，對于金屬材料而言，表面粗糙度將對發(fā)射率產(chǎn)生較大影響。另外，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，除了表面粗糙度以外，一些人為因素，如施加潤滑油及其他沉積物(如涂料等)，都會明顯地影響物體的發(fā)射率。173、表面狀態(tài)的影響任何實際物體表面都不是絕對光滑的，總會表現(xiàn)4、物體之間的輻射傳遞的影響物體對于給定的入射輻射必然存在著吸收、反射，而當(dāng)達(dá)到熱平衡后，其吸收的輻射能必然轉(zhuǎn)化為向外發(fā)射的輻射能。因此，當(dāng)我們在一個變電站中，檢測任意一個目標(biāo)時，所檢測出來的溫度，必然還存在著附近其它物體的影響。因此，我們在檢測時，要注意檢測的方向和時間，使其它物體的影響降到最小。184、物體之間的輻射傳遞的影響物體對于給定的入射輻射必然存在5、大氣衰減的影響大氣對紅外輻射有吸收、散射、折射等物理過程，對物體的紅外輻射強(qiáng)度會有衰減作用，大氣對紅外輻射衰減的強(qiáng)弱跟大氣中微塵及水蒸氣含量有很大關(guān)系。微塵及水蒸氣含量越高，大氣對紅外輻射的衰減效果越明顯。另外，大風(fēng)對紅外的測量也有很大影響，所以在紅外測量時應(yīng)避免大風(fēng)、沙塵暴等天氣，在檢測時，最好在濕度小于85%以下。195、大氣衰減的影響大氣對紅外輻射有吸收、散射、折射等物理過四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.1、溫升：被測設(shè)備表面溫度和環(huán)境溫度參照體表面溫度之差。4.2、溫差：不同被測設(shè)備或同一被測設(shè)備不同部位之間的溫度差。20四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.1、溫升：被測設(shè)備表面溫度和環(huán)境溫四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.3、相對溫差：兩個對應(yīng)測點之間的溫差與其中較熱點的溫升之比的百分?jǐn)?shù)。相對溫差δt可用下式求出：式中：τ1和T1——發(fā)熱點的溫升和溫度；

τ2和T2——正常相對應(yīng)點的溫升和溫度；

T0——環(huán)境參照體的溫度。21四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.3、相對溫差：兩個對應(yīng)測點之間的溫差四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.4、環(huán)境溫度參照體：用來采集環(huán)境溫度的物體。它不一定具有當(dāng)時的真實環(huán)境溫度，但具有與被檢測設(shè)備相似的物理屬性，并與被測檢測設(shè)備處于相似的環(huán)境之中。22四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.4、環(huán)境溫度參照體：用來采集環(huán)境四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.5、一般檢測：適用于用紅外熱像儀對電氣設(shè)備進(jìn)行大面積檢測。4.6、精確檢測：主要用于檢測電壓致熱型和部分電流致熱型設(shè)備的內(nèi)部缺陷，以便對設(shè)備的故障進(jìn)行精確判斷。23四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.5、一般檢測：適用于用紅外熱像儀對電四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.7、電壓致熱型設(shè)備：由于電壓效應(yīng)引起發(fā)熱的設(shè)備。4.8、電流致熱型設(shè)備：由于電流效應(yīng)引起發(fā)熱的設(shè)備。電流型.jpg4.9、綜合致熱型設(shè)備：即有電壓效應(yīng)，又有電流效應(yīng)，或者電磁效應(yīng)引起發(fā)熱的設(shè)備。綜合制熱.jpg24四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.7、電壓致熱型設(shè)備：由于電壓效應(yīng)引起四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.10、噪聲等效溫差（NETD）：用熱像儀觀察一個低空間頻率的靶標(biāo)時，當(dāng)其視頻信號的信噪比（S/N）為1時，觀察者可以分辨的最小目標(biāo)與背景之間的等效溫差。NETD是評價熱像儀探測目標(biāo)靈敏度和噪聲大小的一個客觀參數(shù)。4.11、準(zhǔn)確度：在最大測量范圍內(nèi)，允許的最大溫度誤差，以絕對誤差或誤差百分?jǐn)?shù)表示。25四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.10、噪聲等效溫差（NETD）：用五、檢測環(huán)境條件要求5.1、一般檢測的要求a)被檢設(shè)備是帶電運行設(shè)備，應(yīng)盡量避開視線中的封閉遮擋物，如門或蓋板；b)環(huán)境溫度一般不低于5℃，相對濕度一般不大于85%；天氣以陰天、多云為宜，夜間圖像質(zhì)量最好；不應(yīng)在雷、雨、霧、雪等氣象條件下進(jìn)行，檢測時風(fēng)速一般不大于5m/s。26五、檢測環(huán)境條件要求5.1、一般檢測的要求26五、檢測環(huán)境條件要求5.2、一般檢測的要求C)戶外晴天要避開陽光直接照射或反射進(jìn)入儀器鏡頭，在室內(nèi)或晚上檢測應(yīng)避開燈光的直射，宜閉燈檢測。

D)檢測電流致熱型設(shè)備，最好在高峰負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行。否則，一般應(yīng)在不低于30%的額定負(fù)荷下進(jìn)行,同時應(yīng)充分考慮小負(fù)荷電流對測試結(jié)果的影響。27五、檢測環(huán)境條件要求5.2、一般檢測的要求275.3、精確檢測要求除滿足一般檢測的環(huán)境要求下，還滿足以下的要求a)風(fēng)速一般不大于0.5m/s;b)設(shè)備通電時間不小于6h，最好在24h以上;c)檢測期間天氣為陰天、夜間或晴天日落后2h后；285.3、精確檢測要求除滿足一般檢測的環(huán)境要求下，還滿足以下5.3、精確檢測要求d)被檢測設(shè)備周圍應(yīng)具有均衡的背景輻射，應(yīng)盡量避開附近熱輻射源的干擾，某些設(shè)備被檢測時還應(yīng)避開人體熱源等的紅外輻射；e)避開強(qiáng)電磁場，防止強(qiáng)電磁場影響紅外熱像儀的正常工作。295.3、精確檢測要求d)被檢測設(shè)備周圍應(yīng)具有均衡的背景輻射六、檢測儀器的要求6.1便攜式紅外熱像儀能滿足精確檢測的要求，測量精度和測溫范圍滿足現(xiàn)場測試要求，性能指標(biāo)較高，具有較高的溫度分辨率及空間分辨率，具有大氣條件的修正模型，操作簡便，圖像清晰、溫度，有目鏡取景器，分析軟件功能豐富。30六、檢測儀器的要求6.1便攜式紅外熱像儀30六、檢測儀器的要求6.2手持(槍)式紅外熱像儀能滿足一般檢測的要求，有最高點溫度自動跟蹤，采用LCD顯示屏，可無取景器，操作簡單，儀器輕便，圖像比較清晰、穩(wěn)定。31六、檢測儀器的要求6.2手持(槍)式紅外熱像儀31六、檢測儀器的要求6.3線路適用型紅外熱像儀滿足紅外熱像儀的基本功能要求，配備有中、長焦距鏡頭，空間分辨率達(dá)到使用要求。當(dāng)采用飛機(jī)巡線檢測時，紅外熱像儀應(yīng)具備普通寬視野鏡頭和遠(yuǎn)距離窄視野鏡頭，并且可由檢測人員根據(jù)要求方便切換。32六、檢測儀器的要求6.3線路適用型紅外熱像儀32六、檢測儀器的要求6.4在線型熱像儀將熱像探頭固定在被檢測設(shè)備附近，進(jìn)行在線測試，并將信號反饋到主控系統(tǒng)。要求有外部供電接口，連續(xù)穩(wěn)定工作時間長，并能滿足全天候的環(huán)境使用條件，其信號和接口可根據(jù)系統(tǒng)要求定制。33六、檢測儀器的要求6.4在線型熱像儀33七、現(xiàn)場操作方法7.1、一般檢測儀器在開機(jī)后需進(jìn)行內(nèi)部溫度校準(zhǔn)，待穩(wěn)定后即可開始開始工作。一般先遠(yuǎn)距離對所用被測設(shè)備進(jìn)行全面掃描，發(fā)現(xiàn)有異常后，再有針對性地近距離對異常部位和重點被測設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確檢測。儀器的色標(biāo)溫度量程設(shè)置在環(huán)境溫度加10K-20K左右的溫升范圍。有彩色顯示功能的儀器，宜選擇彩色顯示方式，調(diào)節(jié)圖像使其具有清晰的溫度層次顯示，并結(jié)合數(shù)值手段，如熱點跟蹤、區(qū)域溫度跟蹤等手段進(jìn)行檢查。34七、現(xiàn)場操作方法7.1、一般檢測34七、現(xiàn)場操作方法7.1、一般檢測應(yīng)充分利用儀器的有關(guān)功能，如圖像平均、自動跟蹤等，以達(dá)到最佳檢測效果。環(huán)境溫度發(fā)生較大變化時，應(yīng)對儀器重新進(jìn)行內(nèi)部溫度校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法按儀器的說明書進(jìn)行。作為一般檢測，被測設(shè)備的輻射率一般取0.9左右。35七、現(xiàn)場操作方法7.1、一般檢測35七、現(xiàn)場操作方法7.2、精確檢測檢測溫升所用的環(huán)境溫度參照體應(yīng)盡可能選擇與被測設(shè)備類似的物體，且最好能在同一方向或同一視場中選擇。在安全距離允許的條件下，紅外儀器宜盡量靠近被測設(shè)備，使被測設(shè)備（或目標(biāo)）盡量充滿整個儀器的視場，以提高儀器對被測設(shè)備表面細(xì)節(jié)的分辨能力及測溫準(zhǔn)確度，必要時，可使用中、長焦距鏡頭。線路檢測一般需使用中、長度焦距鏡頭。36七、現(xiàn)場操作方法7.2、精確檢測36七、現(xiàn)場操作方法7.2、精確檢測為了準(zhǔn)確測溫或方便跟蹤，應(yīng)事先設(shè)定幾個不同的方向和角度，確定最佳檢測位置，并可做上標(biāo)記，以供今后的復(fù)測用，提高互比性和工作效率。正確選擇被測設(shè)備的輻射率，特別要考慮金屬材料表面氧化對選取輻射率的影響。將大氣溫度、相對濕度、測量距離等補(bǔ)償參數(shù)輸入，進(jìn)行必要修正，并選擇適當(dāng)?shù)臏y溫范圍。

37七、現(xiàn)場操作方法7.2、精確檢測37七、現(xiàn)場操作方法7.2、精確檢測記錄被檢設(shè)備的實際負(fù)荷電流、額定電流、運行電壓，被檢物體溫度及環(huán)境參照體的溫度值。38七、現(xiàn)場操作方法7.2、精確檢測38八、紅外檢測周期檢測周期應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備在電力系統(tǒng)中的作用及重要性，并參照設(shè)備的電壓等級、負(fù)荷電流、投運時間、設(shè)備狀況等決定。電氣設(shè)備紅外檢測管理及檢測原始記錄。39八、紅外檢測周期檢測周期應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備在電力系統(tǒng)中的作用及重八、紅外檢測周期變（配）電設(shè)備的檢測正常運行變（配）電設(shè)備的檢測應(yīng)遵循檢測和預(yù)試前普測、高溫高負(fù)荷等情況下的特殊巡測相結(jié)合的原則。一般220kV及以上的交（直）流變電站每年不少于兩次，其中一次可在大負(fù)荷前，另一次可在停電檢修及預(yù)試前，以便使查出的缺陷在檢修中能夠得到及時處理，避免重復(fù)停電。40八、紅外檢測周期變（配）電設(shè)備的檢測40八、紅外檢測周期變（配）電設(shè)備的檢測110kV及以下重要變（配）電站每年檢測一次。對于運行環(huán)境差、陳舊或有缺陷的設(shè)備，大負(fù)荷運行期間、系統(tǒng)運行方式改變且設(shè)備負(fù)荷突然增加等情況下，需對電氣設(shè)備增加檢測次數(shù)。41八、紅外檢測周期變（配）電設(shè)備的檢測41八、紅外檢測周期變（配）電設(shè)備的檢測新建、改擴(kuò)建或大修后的電氣設(shè)備，應(yīng)在投運待負(fù)荷后不超過1個月內(nèi)（但至少在24h以后）進(jìn)行一次檢測，并建議對變壓器、斷路器、套管、避雷器、電壓互感器、電流互感器、電纜終端等進(jìn)行精確檢測，對原始數(shù)據(jù)及圖像進(jìn)行存檔。42八、紅外檢測周期變（配）電設(shè)備的檢測42八、紅外檢測周期變（配）電設(shè)備的檢測建議每年對330kV及以上變壓器、套管、避雷器、電容式電壓互感器、電流互感器、電纜頭等電壓致熱型設(shè)備進(jìn)行一次精確檢測，做好記錄，必要時將測試數(shù)據(jù)及圖像存入紅外數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行動態(tài)管理。注：紅外測溫的檢測周要求期還應(yīng)結(jié)合運行單位的測溫要求43八、紅外檢測周期變（配）電設(shè)備的檢測43九、判斷方法9.1表面溫度判斷法9.2同類比較判定法9.3圖像特征判斷法9.4相對溫差判斷法9.5檔案分析判斷法9.6實時分析判斷法44九、判斷方法9.1表面溫度判斷法449.1表面溫度判斷法主要適用于電流致熱型和電磁效應(yīng)引起發(fā)熱的設(shè)備。根據(jù)側(cè)得的設(shè)備表面溫度值，對照GB/T11022中高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備各種部件、材料及絕緣介質(zhì)的溫度和溫升極限的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合環(huán)境氣候條件、負(fù)荷大小進(jìn)行分析判斷。459.1表面溫度判斷法主要適用于電流致熱型和電磁效應(yīng)引起發(fā)熱的9.2同類比較判斷法根據(jù)同組三相設(shè)備、同相設(shè)備之間及同類設(shè)備之間對應(yīng)部位的溫差進(jìn)行比較分析。對于電壓致熱型設(shè)備，應(yīng)結(jié)合本標(biāo)準(zhǔn)的9.3條進(jìn)行判斷；對于電流致熱型設(shè)備，應(yīng)結(jié)合本標(biāo)準(zhǔn)的9.4條進(jìn)行判斷。469.2同類比較判斷法根據(jù)同組三相設(shè)備、同相設(shè)備之間及同類設(shè)備9.3圖像特征判斷法主要適用于電壓致熱型設(shè)備。根據(jù)同類設(shè)備的正常狀態(tài)和異常設(shè)備的熱像圖，判斷設(shè)備是否正常。注意應(yīng)盡量排除各種干擾因素對圖像的影響，必要時結(jié)合電氣試驗或化學(xué)分析的結(jié)果，進(jìn)行綜合判斷。479.3圖像特征判斷法主要適用于電壓致熱型設(shè)備。根據(jù)同類設(shè)備的9.4相對溫差判斷法主要適用于電流致熱型設(shè)備。特別是對小負(fù)荷電流致熱型設(shè)備，采用相對溫差判斷法可降低負(fù)荷缺陷的漏判率。489.4相對溫差判斷法主要適用于電流致熱型設(shè)備。特別是對小負(fù)9.5檔案分析判斷法分析同一設(shè)備不同時期的溫度場分布，找出設(shè)備致熱參數(shù)的變化，判斷設(shè)備是否正常。499.5檔案分析判斷法分析同一設(shè)備不同時期的溫度場分布，找出9.6實時分析判斷法在一段時間內(nèi)使用紅外熱像儀連續(xù)檢測某被測設(shè)備，觀察設(shè)備溫度隨負(fù)載、時間等因素變化的方法。509.6實時分析判斷法在一段時間內(nèi)使用紅外熱像儀連續(xù)檢測某被木有了謝謝！木有了51紅外測溫技術(shù)講解

紅外測溫技術(shù)講解

52一、紅外技術(shù)原理532什么是紅外線?

紅外線是1800年英國物理學(xué)家赫胥爾發(fā)現(xiàn)的，任何溫度高于絕對零度（-273oC）的物體都會發(fā)出紅外線,又稱紅外輻射.

紅外線是從物質(zhì)內(nèi)部發(fā)射出來的；反映物體表面的溫度場。

54什么是紅外線?紅外線是1800年英國物理學(xué)家赫胥爾發(fā)大氣傳輸大多數(shù)紅外成像系統(tǒng)采用的響應(yīng)光譜范圍為大氣吸收較小的波長。大氣傳輸率的光譜范圍稱為“大氣窗口”。55大氣傳輸大多數(shù)紅外成像系統(tǒng)采用的響應(yīng)光譜范圍為大氣吸收較小的黑體和發(fā)射率黑體是指吸收所有入射光線而不反射或透射的物體即黑體所吸收的紅外線能量與發(fā)射紅外線能量相等。輻射率又稱發(fā)射率：指物體的輻射能力與相同溫度下黑體的輻射能力之比，與黑體相比，其他物體的發(fā)射率都小于1。影響輻射率的因素：材料、粗糙度、溫度等。56黑體和發(fā)射率黑體是指吸收所有入射光線而不反射或透射的物體即黑二、紅外熱像儀器成像理論57二、紅外熱像儀器成像理論61、紅外熱像儀成像原理它的探測目標(biāo)物體自身發(fā)射的“熱輻射”，將紅外能量轉(zhuǎn)換成電信號，通過電子處理，最終轉(zhuǎn)化為人眼可見的紅外圖象。581、紅外熱像儀成像原理它的探測目標(biāo)物體自身發(fā)射的“熱輻射”，二、紅外熱像儀器成像理論溫度升高紅外輻射E傳感器采用由紅外電磁能產(chǎn)生的熱效應(yīng)引起的材料性能改變原理。電阻降低加熱V=R?I

V:電壓變化

R:由于紅外吸收引起的電阻變化

I:通過輻射測熱儀的恒定電流1.紅外輻射以電磁波的形式進(jìn)入傳感器，傳感器吸收紅外輻射，傳感器溫度升高。

2.傳感器電阻改變。

3.電阻改變以電信號的形式被探測。

4.不需要冷卻，因為采用直接加熱的效應(yīng)。59二、紅外熱像儀器成像理論溫度升高紅外輻射E傳感器采用由紅外電2、非制冷焦平面探測器采用微型輻射熱量探測器工作原理：類似熱敏電阻，即探測器吸收入射的紅外輻射，致使自身的溫度升高，從而導(dǎo)致探測器阻值發(fā)生變化，在外加電流的作用下可以產(chǎn)生電壓信號輸出。602、非制冷焦平面探測器采用微型輻射熱量探測器93、紅外鏡頭能夠?qū)⒓t外輻射能量聚焦到探測器上的特殊鏡頭。材料是鍺單晶，表面鍍金鋼石。Ge是紅外長波儀器鏡頭最好的材料，但價格昂貴。613、紅外鏡頭能夠?qū)⒓t外輻射能量聚焦到探測器上的特殊鏡頭。104、紅外熱像儀的基本參數(shù)幀頻：反映探測器變化快慢的量。如HY6800幀頻是50Hz,即1/50秒。624、紅外熱像儀的基本參數(shù)幀頻：反映探測器變化快慢的量。如HY空間分辨率空間分辨率：紅外熱像儀分辨物體的能力，單位mrad（毫弧度）?？衫斫鉃闇y量距離和目標(biāo)大小的關(guān)系?？臻g分辨率為1.3mrad的熱像儀：如果被測目標(biāo)與熱像儀之間距離為100m，那么0.13M大小的物體在熱像儀的鏡頭聚焦,并投影到探測器上,正好充滿1個探測器單元像數(shù).0.26M大小的物體在熱像儀的鏡頭聚焦,并投影到探測器上,正好充滿四個探測器單元像數(shù).63空間分辨率空間分辨率：紅外熱像儀分辨物體的能力，單位mra空間分辨率為了保障紅外圖片細(xì)節(jié)的清晰和測溫準(zhǔn)確性，對不同類型電氣設(shè)備拍攝需要采用不同的鏡頭。變電站內(nèi)設(shè)備拍攝時一般采用24°標(biāo)準(zhǔn)鏡頭（高壓套管、避雷器，獨立CT等）。近距離線路設(shè)備拍攝采用12°鏡頭（如35kV戶外線路電纜頭等）遠(yuǎn)距離線路設(shè)備拍攝采用7°三倍鏡頭（如500kV線路耐張線夾等）。64空間分辨率為了保障紅外圖片細(xì)節(jié)的清晰和測溫準(zhǔn)確性，13NETDNETD噪聲等效溫差，又稱溫度分辨率。是評價熱成像系統(tǒng)探測靈敏度的一個客觀參數(shù)。65NETDNETD噪聲等效溫差，又稱溫度分辨率。14三、影響紅外測溫的因素1.觀測角度的影響朗伯余弦定律：理想漫反射源單位表面積向空間指定方向單位立體角內(nèi)發(fā)射（或反射）的輻射功率和該指定方向與表面法線夾角的余弦成正比，具有這種特性的發(fā)射體（或反射體）稱為余弦發(fā)射體（或余弦反射體）。此定律表明，物體在輻射表面法線方向的輻射最強(qiáng)。因此，實際做紅外檢測時，應(yīng)盡可能選擇在被測目標(biāo)表面法線方向進(jìn)行。66三、影響紅外測溫的因素1.觀測角度的影響152、不同材料的影響不同性質(zhì)的材料因?qū)椛涞奈栈蚍瓷湫阅芨鳟?，因此它們的發(fā)射性能也應(yīng)不同。所以在測量不同材料的表面溫度時，要正確設(shè)置好發(fā)射率，才能保證測量的準(zhǔn)確性。672、不同材料的影響不同性質(zhì)的材料因?qū)椛涞奈栈蚍瓷湫阅芨鳟?、表面狀態(tài)的影響任何實際物體表面都不是絕對光滑的，總會表現(xiàn)為不同的表面粗糙度。因此，這種不同的表面形態(tài)，將對反射率造成影響，從而影響發(fā)射率的數(shù)值。這種影響的大小同時取決于材料的種類。例如，對于非金屬電介質(zhì)材料，發(fā)射率受表面粗糙度影響較小或無關(guān)。但是，對于金屬材料而言，表面粗糙度將對發(fā)射率產(chǎn)生較大影響。另外，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，除了表面粗糙度以外，一些人為因素，如施加潤滑油及其他沉積物(如涂料等)，都會明顯地影響物體的發(fā)射率。683、表面狀態(tài)的影響任何實際物體表面都不是絕對光滑的，總會表現(xiàn)4、物體之間的輻射傳遞的影響物體對于給定的入射輻射必然存在著吸收、反射，而當(dāng)達(dá)到熱平衡后，其吸收的輻射能必然轉(zhuǎn)化為向外發(fā)射的輻射能。因此，當(dāng)我們在一個變電站中，檢測任意一個目標(biāo)時，所檢測出來的溫度，必然還存在著附近其它物體的影響。因此，我們在檢測時，要注意檢測的方向和時間，使其它物體的影響降到最小。694、物體之間的輻射傳遞的影響物體對于給定的入射輻射必然存在5、大氣衰減的影響大氣對紅外輻射有吸收、散射、折射等物理過程，對物體的紅外輻射強(qiáng)度會有衰減作用，大氣對紅外輻射衰減的強(qiáng)弱跟大氣中微塵及水蒸氣含量有很大關(guān)系。微塵及水蒸氣含量越高，大氣對紅外輻射的衰減效果越明顯。另外，大風(fēng)對紅外的測量也有很大影響，所以在紅外測量時應(yīng)避免大風(fēng)、沙塵暴等天氣，在檢測時，最好在濕度小于85%以下。705、大氣衰減的影響大氣對紅外輻射有吸收、散射、折射等物理過四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.1、溫升：被測設(shè)備表面溫度和環(huán)境溫度參照體表面溫度之差。4.2、溫差：不同被測設(shè)備或同一被測設(shè)備不同部位之間的溫度差。71四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.1、溫升：被測設(shè)備表面溫度和環(huán)境溫四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.3、相對溫差：兩個對應(yīng)測點之間的溫差與其中較熱點的溫升之比的百分?jǐn)?shù)。相對溫差δt可用下式求出：式中：τ1和T1——發(fā)熱點的溫升和溫度；

τ2和T2——正常相對應(yīng)點的溫升和溫度；

T0——環(huán)境參照體的溫度。72四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.3、相對溫差：兩個對應(yīng)測點之間的溫差四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.4、環(huán)境溫度參照體：用來采集環(huán)境溫度的物體。它不一定具有當(dāng)時的真實環(huán)境溫度，但具有與被檢測設(shè)備相似的物理屬性，并與被測檢測設(shè)備處于相似的環(huán)境之中。73四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.4、環(huán)境溫度參照體：用來采集環(huán)境四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.5、一般檢測：適用于用紅外熱像儀對電氣設(shè)備進(jìn)行大面積檢測。4.6、精確檢測：主要用于檢測電壓致熱型和部分電流致熱型設(shè)備的內(nèi)部缺陷，以便對設(shè)備的故障進(jìn)行精確判斷。74四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.5、一般檢測：適用于用紅外熱像儀對電四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.7、電壓致熱型設(shè)備：由于電壓效應(yīng)引起發(fā)熱的設(shè)備。4.8、電流致熱型設(shè)備：由于電流效應(yīng)引起發(fā)熱的設(shè)備。電流型.jpg4.9、綜合致熱型設(shè)備：即有電壓效應(yīng)，又有電流效應(yīng)，或者電磁效應(yīng)引起發(fā)熱的設(shè)備。綜合制熱.jpg75四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.7、電壓致熱型設(shè)備：由于電壓效應(yīng)引起四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.10、噪聲等效溫差（NETD）：用熱像儀觀察一個低空間頻率的靶標(biāo)時，當(dāng)其視頻信號的信噪比（S/N）為1時，觀察者可以分辨的最小目標(biāo)與背景之間的等效溫差。NETD是評價熱像儀探測目標(biāo)靈敏度和噪聲大小的一個客觀參數(shù)。4.11、準(zhǔn)確度：在最大測量范圍內(nèi)，允許的最大溫度誤差，以絕對誤差或誤差百分?jǐn)?shù)表示。76四、紅外檢測專業(yè)術(shù)語4.10、噪聲等效溫差（NETD）：用五、檢測環(huán)境條件要求5.1、一般檢測的要求a)被檢設(shè)備是帶電運行設(shè)備，應(yīng)盡量避開視線中的封閉遮擋物，如門或蓋板；b)環(huán)境溫度一般不低于5℃，相對濕度一般不大于85%；天氣以陰天、多云為宜，夜間圖像質(zhì)量最好；不應(yīng)在雷、雨、霧、雪等氣象條件下進(jìn)行，檢測時風(fēng)速一般不大于5m/s。77五、檢測環(huán)境條件要求5.1、一般檢測的要求26五、檢測環(huán)境條件要求5.2、一般檢測的要求C)戶外晴天要避開陽光直接照射或反射進(jìn)入儀器鏡頭，在室內(nèi)或晚上檢測應(yīng)避開燈光的直射，宜閉燈檢測。

D)檢測電流致熱型設(shè)備，最好在高峰負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行。否則，一般應(yīng)在不低于30%的額定負(fù)荷下進(jìn)行,同時應(yīng)充分考慮小負(fù)荷電流對測試結(jié)果的影響。78五、檢測環(huán)境條件要求5.2、一般檢測的要求275.3、精確檢測要求除滿足一般檢測的環(huán)境要求下，還滿足以下的要求a)風(fēng)速一般不大于0.5m/s;b)設(shè)備通電時間不小于6h，最好在24h以上;c)檢測期間天氣為陰天、夜間或晴天日落后2h后；795.3、精確檢測要求除滿足一般檢測的環(huán)境要求下，還滿足以下5.3、精確檢測要求d)被檢測設(shè)備周圍應(yīng)具有均衡的背景輻射，應(yīng)盡量避開附近熱輻射源的干擾，某些設(shè)備被檢測時還應(yīng)避開人體熱源等的紅外輻射；e)避開強(qiáng)電磁場，防止強(qiáng)電磁場影響紅外熱像儀的正常工作。805.3、精確檢測要求d)被檢測設(shè)備周圍應(yīng)具有均衡的背景輻射六、檢測儀器的要求6.1便攜式紅外熱像儀能滿足精確檢測的要求，測量精度和測溫范圍滿足現(xiàn)場測試要求，性能指標(biāo)較高，具有較高的溫度分辨率及空間分辨率，具有大氣條件的修正模型，操作簡便，圖像清晰、溫度，有目鏡取景器，分析軟件功能豐富。81六、檢測儀器的要求6.1便攜式紅外熱像儀30六、檢測儀器的要求6.2手持(槍)式紅外熱像儀能滿足一般檢測的要求，有最高點溫度自動跟蹤，采用LCD顯示屏，可無取景器，操作簡單，儀器輕便，圖像比較清晰、穩(wěn)定。82六、檢測儀器的要求6.2手持(槍)式紅外熱像儀31六、檢測儀器的要求6.3線路適用型紅外熱像儀滿足紅外熱像儀的基本功能要求，配備有中、長焦距鏡頭，空間分辨率達(dá)到使用要求。當(dāng)采用飛機(jī)巡線檢測時，紅外熱像儀應(yīng)具備普通寬視野鏡頭和遠(yuǎn)距離窄視野鏡頭，并且可由檢測人員根據(jù)要求方便切換。83六、檢測儀器的要求6.3線路適用型紅外熱像儀32六、檢測儀器的要求6.4在線型熱像儀將熱像探頭固定在被檢測設(shè)備附近，進(jìn)行在線測試，并將信號反饋到主控系統(tǒng)。要求有外部供電接口，連續(xù)穩(wěn)定工作時間長，并能滿足全天候的環(huán)境使用條件，其信號和接口可根據(jù)系統(tǒng)要求定制。84六、檢測儀器的要求6.4在線型熱像儀33七、現(xiàn)場操作方法7.1、一般檢測儀器在開機(jī)后需進(jìn)行內(nèi)部溫度校準(zhǔn)，待穩(wěn)定后即可開始開始工作。一般先遠(yuǎn)距離對所用被測設(shè)備進(jìn)行全面掃描，發(fā)現(xiàn)有異常后，再有針對性地近距離對異常部位和重點被測設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確檢測。儀器的色標(biāo)溫度量程設(shè)置在環(huán)境溫度加10K-20K左右的溫升范圍。有彩色顯示功能的儀器，宜選擇彩色顯示方式，調(diào)節(jié)圖像使其具有清晰的溫度層次顯示，并結(jié)合數(shù)值手段，如熱點跟蹤、區(qū)域溫度跟蹤等手段進(jìn)行檢查。85七、現(xiàn)場操作方法7.1、一般檢測34七、現(xiàn)場操作方法7.1、一般檢測應(yīng)充分利用儀器的有關(guān)功能，如圖像平均、自動跟蹤等，以達(dá)到最佳檢測效果。環(huán)境溫度發(fā)生較大變化時，應(yīng)對儀器重新進(jìn)行內(nèi)部溫度校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法按儀器的說明書進(jìn)行。作為一般檢測，被測設(shè)備的輻射率一般取0.9左右。86七、現(xiàn)場操作方法7.1、一般檢測35七、現(xiàn)場操作方法7.2、精確檢測檢測溫升所用的環(huán)境溫度參照體應(yīng)盡可能選擇與被測設(shè)備類似的物體，且最好能在同一方向或同一視場中選擇。在安全距離允許的條件下，紅外儀器宜盡量靠近被測設(shè)備，使被測設(shè)備（或目標(biāo)）盡量充滿整個儀器的視場，以提高儀器對被測設(shè)備表面細(xì)節(jié)的分辨能力及測溫準(zhǔn)確度，必要時，可使用中、長焦距鏡頭。線路檢測一般需使用中、長度焦距鏡頭。87七、現(xiàn)場操作方法7.2、精確檢測36七、現(xiàn)場操作方法7.2、精確檢測為了準(zhǔn)確測溫或方便跟蹤，應(yīng)事先設(shè)定幾個不同的方向和角度，確定最佳檢測位置，并可做上標(biāo)記，以供今后的復(fù)測用，提高互比性和工作效率。正確選擇被測設(shè)備的輻射率，特別要考慮金屬材料表面氧化對選取輻射率的影響。將大氣溫度、相對濕度、測量距離等補(bǔ)償參數(shù)輸入，進(jìn)行必要修正，并選擇適當(dāng)?shù)臏y溫范圍。

88七、現(xiàn)場操作方法7.2、精確檢測37七、現(xiàn)場操作方法7.2、精確檢測記錄被檢設(shè)備的實際負(fù)荷電流、額定電流、運行電壓，被檢物體溫度及環(huán)境參照體的溫度值。89七、現(xiàn)場操作方法7.2、精確檢測38八、紅外檢測周期檢測周期應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備在電力系統(tǒng)中的作用及重要性，并參照設(shè)備的電壓等級、負(fù)荷電流、投運時間、設(shè)備狀況等決定。電氣設(shè)備紅外檢測管理及檢測