红外成像技术在测温领域的应用

周骅

摘  要：随着社会的进步和经济的发展，当前阶段更多的科学技术已经逐渐地应用到了社会生产生活当中，由此改变了人们的生产生活方式，也更是极大地提升了生产生活水平。其中对于红外成像技术而言，其是一种温度检测方式，借助对温度的检测和分析，能够实际为人们的生产和生活提供参考，以此帮助人们解决一些生产生活问题。因此对温度检测有需求的各项工作，都会应用到红外成像测温技术和设施。借助红外成像进行测温，能够更加方便且安全。所以本文即基于此，对红外成像技术进行分析，并探讨其在测温领域当中的具体应用。

关键词：红外成像技术  测温领域  技术应用  技术分析

中图分类号：TN215          文献标识码：A                  文章编号：1674-098X（2021）03（a）-0074-03

Application of Infrared Imaging Technology in Temperature Measurement Field

ZHOU Hua

（Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research， Shanghai， 201114 China）

Abstract： With the progress of the society and the development of the economy， the current stage more science and technology has been gradually applied to the social production and life， thus changed people's production and life style， but also greatly improve the production and living standards. For infrared imaging technology， it is a way of temperature detection. With the help of temperature detection and analysis， it can actually provide reference for people's production and life， so as to help people solve some production and life problems. Therefore， all the work required for temperature detection will be applied to infrared imaging temperature measurement technology and facilities. Using infrared imaging to measure temperature can be more convenient and safe. Therefore， based on this， this paper analyzes the infrared imaging technology， and discusses its specific application in the field of temperature measurement.

Key Words： Infrared imaging technology; Temperature measuring field; Technology application; Technical analysis

人們的生产生活水平正在不断地提升，因此对于人们的一些基本需求，科学技术也更是进行了极大的满足。人们在诸如体温测量等测温工作中，传统的方式是借助传统的温度计进行测量，而对于当前新型的体温测量工作而言，借助一些简单的红外测温仪器，不仅测量得更快，实际的准确度也更高。这就是红外测温技术在基本生活领域当中的测温应用之一。不仅如此，红外成像测温技术在生产行业当中的应用也更加广泛以及常见，诸如发电厂、变电站的温度安全检测，以及其他制造行业的温度检测工作等。基于此，本文分析和研究红外成像技术，以及探讨其在具体领域当中的应用，能够为技术的进一步应用和作用发挥提供建议和参考。

1  红外成像测温技术

1.1 红外诊断技术

在实际生产过程当中，所使用的生产设备和相应的零部件等，若是由于生产技术问题或者其他问题导致生产设备的相应零部件出现质量损坏或者故障问题，这些零部件内部整体的热平衡实际就会发生变化，从而内部热平衡的变化会逐渐传递到外部，以此在零部件的外表形成不均衡的温度场。借助红外检测技术能够对这些红外辐射信号进行捕捉，并通过技术分析能够确定这些零部件不同部位的实际工作温度表现，基于此再通过对主要设备以及零部件的正常运行状态、温度表现等数据的对比和分析，就能够确定一些特殊温度表现下的零部件的质量和稳定性，这样能够预测一些零部件的故障发展趋势，或者基于已经发生的故障，通过这样的方式进行检测，帮助维修人员及时进行质量管理和安全管理[1]。

红外诊断技术是借助红外技术对设备和零部件的实际使用状态进行了解和明确，对其整体和局部的运行稳定、安全等进行确定，以及预先了解设备和零部件的异常温度存在，可以预测以及控制更严重故障问题的发生。

1.2 红外热成像技术

红外热成像技术属于一种在线检测技术，可以实现设备带电运行过程的状态检测，具体过程是通过对设备表面温度的检测，进而基于系统分析实时呈现结果，这样的方式能够直接快速的了解设备的运行表现，为相应的维护和维修工作等提供更加可靠以及准确的参考。具体而言，使用一些热成像设备和检测仪器，可以实现不接触、不停电以及不取样的检测，因此检测过程和主要措施不会影响正常生产作业。在当检测过程检测到设备和主要设施存在温度的异常表现，进而经过与正常温度表现的对比和分析之后，即是可以判定相关设施和主要设备存在质量和运行安全方面的问题，基于此采取有效措施进行及时解决和问题控制，将最大程度上保障生产安全和生产稳定，以及降低损失和确保效益。

2  红外成像测温当中应该注意的问题

2.1 红外成像测温影响因素

对于红外成像技术测温而言，实际属于窄带光谱辐射测温，即对于物体温度的测量，实际过程并非直接测得相关温度，而是基于所测得的辐射能计算得出的温度，因此实际测量过程物体的表面反射率，以及大气因素影响和测量距离等的因素，都会对测量结果造成一定的影响[2]。

2.2 检测环境要求

红外成像技术测温的过程中，也对检测环境有着一定的要求，实际要求检测环境的温度不能够低于5℃，若是由于特殊原因需要在低温的环境下进行测量，则应该注意测量仪器本身的温度，以及环境中水汽、受潮等因素的影响，并且要求空气湿度不应该超过85%，以及一些不良天气条件下，诸如雨、雪等的天气，实际不适宜进行测量。

2.3 操作注意要点

对于所要检测的不同检测对象而言，要选择合适的温度参照物体。对于所要测量物体的发热点，以及环境温度的参照体测量点，要使用同一仪器设备进行测量，且要注意其他因素和条件保持一致，从而能够确保测量结果的准确性。

3  红外诊断方法和判断依据

3.1 表面温度判断法

根据实际测量工作所测出的物体表面温度，有效对照GB763的相关规定和数据，若是实际所测得的温度超过相应的标准，则需要根据设备的重要程度、承受生产环节机械应力的大小，以及设备本身承受的负荷量大小，通过对这些基本因素进行整理，分析设备和物体本身出现质量问题和故障所能够造成的影响大小，这样也更是可以确定该设备和物体的重要程度以及出现问题的严重性[3]。基于此，可以指导相关工作人员及时解决问题所在，最终控制故障所带来的影响。

3.2 相对温度判断法

一是电流致热型的设备，要是发现设备的导流部分出现异常热值表现，则要采取适当的措施进行控制和解决，并且在测温的过程中，需要做好与设备正常状态温度的对比，以此分析温度差值的大小，就此也判断设备的故障严重程度如何。

二是对于一些负荷小但相对温差较大的设备，需要考虑在有效测量温度之后的设备管理，确定是否通过增大负荷的方式改变其负荷率，进而进行复测，确定该设备实际的缺陷性质。

3.3 同类比较法

同类比较法指向在三相电流对称和三相设备相同时，对各相设备的温度表现和变化进行对比，若是设备存在较大的温差，则实际确定设备本身存在问题，若是三相设备同时出现故障问题，则是可以与同回路的其他设备进行比较。

4  红外成像技术在大型水电厂中的应用

对于红外成像技术在大型水电厂中的测温应用，具体是根据水电厂生产需求和需要，对一些主要设备进行温度方面的测量和监控，包含发电机、变压线、互感器以及电抗器等等，不同设备的安装和使用情况不一，但相对电厂而言都至关重要，因此需要保障每一个设备的运行稳定和运行安全，从而需要借助红外成像技术对这些重要设备的运行温度进行检测，至此通过温度检测和对比分析，呈现相关设备是否处在正常运行状态。这样不仅有助于对故障设备进行问题解决，也更是可以确保水电厂的发电稳定。

4.1 发电机相关设施的温度检测

发电机相关设施的温度检测指向发电机周围的一些设备和零部件，诸如发电机出口处封闭母线外壳法兰面的螺栓，实际的螺栓使用需要对其加装垫圈，以此使其能够更加牢固，但恰恰就是加了垫圈的原因，导致需要流经法兰面的电流，只能够通过螺栓传递，这样一来，多数电流无法直接、顺利的通过，因此就造成螺栓的发热现象严重[4]。至此若未使用红外成像技术，则螺栓的发热问题就难以发现和解决。而使用红外成像技术之后，就可以直接对螺栓的温度进行测量，所得到的结果实际反映的是螺栓的部位发热严重，所以根据于此即可以采取直接的解决措施。诸如加装铜辫子，这样该问题就可以得到有效的解决。

4.2 主变低压侧的温度检测

主变低压侧的封闭母线会存在发温度过高的情况，主要是由于一些主变安装于室内，从而空气流通困难，并且大电流的设备也众多，这样一来，也更是会直接导致发热问题严重。若是未能使用相应的红外检测技术进行检测，则长久运行，势必会对发电厂的安全和稳定造成较大的影响。所以使用相应的红外成像技术进行温度检测和结果呈现，能够很好的反映相应区域的温度和具体部件的温度，以此可以为发电厂的维修和检测工作提供可靠的参考和借鉴。

4.3 主变低压通道的翼板温度检测

对于实际使用的一些设备和装置而言，在不同的部位和不同的功能作用下会呈现不一样的表现。具体对于主变低压通道的翼板，实际使用过程会由于设计不合理以及安装不合理等造成发热情况发生，因此借助红外成像技术进行温度检测，可以直接了解翼板的温度情况，一般而言，所存在的翼板溫度超出正常值的情况，多数是由于大电流通过低压套管时，实际产生的漏磁导致低压管道翼板出现集肤效应，从而进一步导致温度提升，解决方式可以选择焊接铜板。

4.4 主变部分螺栓温度检测

对于主变设施当中使用的更多螺栓，按照相应的要求，主变上使用的所有螺栓，必须是非导磁材料，从而才能够保障主变设施的安全使用和稳定运行。但是由于一些不良厂家在实际生产的过程中，会混入一些导磁的螺栓，这样使得主变设施正常运行过程，导磁的螺栓就会出现严重的发热，从而影响其他主要设施的运行。所以借助红外成像技术，可以对发热的螺栓进行定位和确定，进而进行更换之后，可以保障主变设施的运行稳定和运行安全。

4.5 红外成像技术在测温领域应用的基本保障

一是需要相关技术人员提升自身专业技术水平和专业能力，将红外成像技术进行更好的应用，并且不断进行技术创新和改进，提升红外成像技术应用水准，并且对于技术的带入和系统设计，也更是需要根据自身具体要求做好规划和调整，在反映具体需要的同时，可以体现红外温度检测的优势以及价值[5-6]。

二是需要积极做好资金提供和设施建设，全面细致的进行红外温度检测系统的搭建，这样可以极大的减轻人力和物力，同时提升生产安全。

5  结语

红外成像技术在测温领域当中的应用，基于发电厂的一些测温需求和安全生产控制需要，具体借助红外温度检测，了解各环节、各部分的设施温度表现，并通过温度检测结果判定有关设施是否正常运行，以及通过系统本身的判定来确定是否存在温度过高的情况。

参考文献

[1] 李朋朋.红外成像测温技术在沥青混合料运输过程中的应用研究[D].西安：长安大学，2016.

[2] 高勇.基于NVThermIP模型的红外成像性能评估[J].中国新技术新产品，2020（21）：1-4.

[3] 艾艳荣，刘洁，汪亚芬.红外测温技术在GIS故障诊断中的应用探究[J].科技资讯，2018，16（18）：29，31.

[4] 吴海清.防辐射非制冷红外二次成像光学系统设计[J].光学与光电技术，2020，18（6）：60-65.

[5] 施德州.基于量子神经网络的变电站热像诊断研究[J].科技资讯，2018，16（31）：50-52.

[6] 李欢欢，韦孝三.红外测温技术在节日保电期间的应用[J].电工材料，2020（5）：20-23.