Fluke热像仪原理理论.ppt

fluketi 热像仪 原理基础培训资料v1.0 kingcable electronics co.,ltd shanghai ged zhangwei 20071030,您的情况?,我们发现您将从您的同学中学习很多 请告诉我们： 您的姓名 使用 ir 有多长时间 通常您所使用的目的 您希望在该课程中学到?,一幅热像图,黑色意味着冷,亮色代表热 这图告诉我们什么?,什么使得热像图如此有用,它是非接触的使用非接触 能够让使用者远离危险 不对被测物体有影响 它是一个二维的空间 可以比较整个面的温度 可以对物体有直观的了解 对物体进行可视化分析 真实的时间 可迅速地扫描静态物体 可以对运动物体捕捉 可对温度变化的物体,优质图像的质量,焦距 亮度 对比度 远景 构图,优质红外影像的质量,焦距 热级 热量程 热范围 远景 构图 空间分辨率 调色板,优质的热辐射测量数据,热辐射的测量 发射率 背景 测量分辨率 校准,关于红外原理,红外光危险吗?,不，红外技术测量的能量是由物体发出的自然能量,关于红外原理,电磁光谱,可见光,紫外光,红外光,x-射线,gamma,rays,无线电波,ehf shf uhf vhf hf mf lf vlf,0.1a,1a,1ua,100a,0.1,1,10,100,1cm,0.1cm,10cm,1m,100m,1km,10km,100km,波长,10m,30,20,15,10,8,6,4,3,2,1.5,1,0.8,0.6,0.4,波长 (um),常用红外光谱范围,窗口和光学系统,目标,环境,探测器,显示及输出,453,sp1 470,ems ?85,红外测温原理-系统,基本热传导理论,我们主要参看表面 我们所关心的热能主要发源于内部 什么是内外之间的关系?,物体内部或表面的温度,内部发热,传导到表面,达到表面温度,表面与周围温度进行热平衡,检测热辐射,能量守恒定律,能量不能被产生或消失,只能从一个物质到另一个物质 所有进入系统的能量要么保留在那,要么离开 e进=e在+e出,热流的方向,能量可以从温度高的物体到温度低的物体 温度定义的热流的存在 如果这里有温度差,一定会有热流在,热传导模式,辐射 传导 对流,热传递的方式,辐射,传导,对流,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 理想的反射率 = 0.0 实体 = 1.0.,发射率表,发射率表用于指南 其它材料的发射率值见 fluke ti30产品手册 低于 0.6 时的测量不可靠 即使设置了正确的发射率,人皮肤 .98 水 .98 绝缘带 .95 油漆 .90 纸 .90 铜（氧化） .68 铜（抛光） .02 铝（ 抛光 ） .05,高发射率,不光滑的表面 高发射率 油漆（任何颜色），绝缘带或者强氧化作用 可靠的、可重复的温度测定,低发射率,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,发射率的变化,发射率和放射率,发射率可以根据以下而变化: 材料 表面 波长 温度,放射率可以根据以下而变化: 视角,视角,尽可能垂直地工作 应了解辐射温度由于以下因素而作的改变: 视角的改变 目标形状的改变 弯曲物体的边缘似乎经常处于不同的温度,发射率和放射率的测定,1. 热目标不均匀，最好用 100c（212f）,2. 添加高发射率点,3. 测量高发射率点温度,4. 观察目标的同时调整发射率,注意：测量低发射率的表面可能不准确!,辐射测量热像,用热像仪检测红外辐射 来源可以是: 反射 穿透 放射 只有发射辐射才能了解温度情况,反射辐射,补偿: 热反射的特征和控制 发射率的校正与调节 校正反射的背景温度 增加发射率 在低于0.6的校正下，测量是不可靠的,穿透辐射,大多数材料是非传导性的（不可穿透的） 有些具有部分穿透性: 塑料薄膜制品 透镜材料 玻璃（仅短波）,放射辐射,告诉我们关于温度的一些情况 校正: 发射率 背景温度 增加发射率,放射 + 反射辐射,当我们看到非传导性实体时，我们能看到反射和放射结合的辐射 调节发射率值和背景温度到可以正确地测量,背景温度,该背景的控制和特征 设想一个视觉镜像 什么正在反射? 它的温度是多少?,反射 温度,背景温度,可以是热的，冷的或者包围着的 为了更多精确的温度在热像仪输入这个校正值 按两次模式按扭， 再按向上/向下 按扭,反射 温度,如果,放射的成分很大 背景具有更少的影响 潜在的误差就较少,否则如果.,反射的成分很大 背景影响也很大 潜在的误差也大 不推荐测定法！,简单的操作指南,可靠的测定: 大于0.6的发射率 已知的或者控制的背景,不可靠的测定: 小于0.6的发射率 遥远的，未知的或者变动的背景,只要有可能，就增加发射率 !,这是物理学 ！,更多昂贵的热像仪也不能解决与辐射测量有关的问题,低发射率表面辐射少 低发射率表面反射 “关闭灯光” 不起作用 使用精确的发射率和 rtc 时测量 0.6 以上会非常精确。,分辨率,分辨率取决于： 检测器（160 x 120） 镜头 光学路径,160 图元,120 图元,分辨率,空间分辨率 可以分辨最微小的细部 测量分辨率 可以测定最微小的细部,两种分辨率: 空间 测量 规定如下: 毫弧度（mrad） 距离与点大小之比或 “d 与 s” 之比,空间分辨率,能够解决细节问题 检测器规格、镜头和距离决定了能够观察和测量的最小尺寸,空间分辨率,你也许能够看到物体， 但是.,1.9 mrad 500:1,测量分辨率,它们可能太小或者太远而不能正确地测定。,11 mrad 90:1,测量分辨率,解决方案?更接近！,11 mrad 90:1,实际例子.,我看到一个热点,我不能测量!,热成像应用,建筑物 屋顶湿度 电系统 机械系统,检查建筑物,我们出于多种原因检查建筑物： 隔离验证 定位空气泄漏 建筑物性能 结果验证 湿气侵入 问题解决,隔离检查的条件,内部/外部 t 至少为 10c (18f) 稳定、均匀的温度分布 从内部和外部进行检查 了解隔离类型和结构细节。,定位空气泄漏,内部/外部 t 可以很小 从两面进行检查 渗入 渗出,定位空气泄漏,对流形式可能比较混乱 空气泄漏可能是间接的，甚至是通过完全被隔离的墙壁和天花板部分。,定位空气泄漏,可能情况下的直接空气流动： 门上的通风扇 家庭排气扇 采暖、通风和空调 (hvac) 系统。,结构验证,验证整体墙中带钢筋的灌浆室 验证浇注墙中的结构件 定位历史建筑物中的表面以下的细节。,efis,外部泡沫隔离系统 湿气通过接头和裂缝侵入 湿气被捕获 会产生腐烂和霉变。,建筑物中的霉变,热成像可帮助定位： 冷点 湿气侵入 二者均可称为霉菌生长的地点 一些霉菌可能对健康有害 热成像不会肯定能发现霉变。,窗 户,可进行性能比较 难于测量表面温度。,检查电气系统,非接触 没有中断操作 快速 非常有效 减少昂贵的储运损耗和设备损失。,安全性,了解现实风险 nfpa 70e osha 1910 不要单独操作 所有的电压都可能是危险的 穿戴适当的个人防护装备 不要破坏门的水平面 将在电弧光区域花费的时间减到最低程度,nfpa 70e,美国国家防火协会 （ ） 电气检验的安全工作方法: 了解风险 有资格作这项作业 在安全距离内工作 穿戴适当的个人防护装备 应用检验程序 不要单独操作灵敏的热成像仪。,检验的条件,如果可能,直接观察打开外壳 即使极小的差异可能都是很重要的 检验可能是最高的负载 了解负载现在和将来的条件。,检验的条件,比较各阶段或设备状况 寻找接近热源的高辐射率表面 考虑太阳和风状况,标准的图形,高电阻的连接或者接触表面 不平衡和超载,高热梯度,微小的温度变化可能预示着大问题 充油的设备 如果遮盖物不能除去 重型的设备,封闭的母线,出入是困难的 即使很小的温度变化也可以预示其内部存在问题。,马达控制中心 （mcc）,检验凸片连接以及可能是内部连接或者连接到总线的隐蔽的结构。,电机控制中心,熔断器的断开,检查保险丝，保险丝夹头,凸片连接和熔丝断路器的连接。注意“冷的”熔断器帽。,熔断器隔离开关,可能很难确定热源位置 问题是普通的。,配电盘,除去内盖 检查负载 正常的不均衡(亮度) 反常的谐波负载。,配电盘,如果遮盖物依然在原有的位置，里面的问题可能难以发现。,熔断器板,检查保险丝，保险丝夹头,凸片连接和熔丝断路器的连接。注意“冷的”熔断器帽。,轴承/联轴器,如果防护装置在原位可能难以查看 温度因不同的轴承/联轴器类型而不同。,问题在电机轴承中,皮带与滑轮,防护装置可能限制观察 在校正之后重新检查。,蒸气疏水阀,如有可能,检查疏水阀循环管路 正在工作着的疏水阀将具有热的和冷的两面 应急开放疏水阀可能使两面都热。,其他应用,消防 法律实施 犯罪现场调查 搜寻和营救 药物手术 隐藏室 步行或乘车跟踪嫌疑犯 隐藏武器检测 人员识别,非破坏性测试 (ndt) 医疗和兽医成像 定位轴承合金的损坏点 环境成像 至湖泊和溪流的排出口 热污染 地热活动性 检测汽车车身修补情况 食品安全性 其他.,消 防,fluke ti30不适用于在燃烧的建筑物内部使用。,bullard, 2000 safe-ir, inc.,医疗成像,生理和血液流动变化经常影响皮肤温度，揭示异常现象、损伤或感染。,兽医成像,ir 经常用于动物研究，定位损伤并监视治疗及愈合情况。,环 境,泄漏通过一个冷却池中的护堤。,考 古,这些铁轨被埋在 0.6m (30”) 的土壤下已经超过 150 年。,致谢 bob melia,非破坏性测试 (ndt),定位材料表面下的裂纹和缺陷 广泛用于航空、汽车和船舶工业 寻找传导热流、热容或扩散率之间的差别。,温度差可以下面这三种方式之一形成： 有源 无源 有源脉冲,无源加热,使用正常温差 必须在合适的时间和合适的地点。,有源加热,使用热风器、热灯或阳光的有源加热 在传热不良的材料上工作良好 可产生良好的、可重复的结果。,建立检查路径,表中所有的设备都应被检查 优先考虑以下各项: 事故的成本 故障概率 检验的难易 潜在故障的早期检测,所有的决策人员应协同工作 创建以可用资源为基础路径 在三个周期的检验之后根据需要进行适当修改 以后的检验可能要花费更长的时间，但是会更有效 总的说来,“测定”的数量将随着时间降低。,标准频率,日常/每周: 机械焊机 加工处理 每月: 主要应用的电气设备 主要应用的机械设备 老设备 在非气候监管区的设备,半年或者一年: 装有空气调节器的mcc 老的开关装置 每2到四年 装有空气调节器的开关装置 基准: 验收的新设备 修理或者改进的设备 损坏的设备,培训是起点！,成像仪的使用非常简单! 知道你在做什么不是简单的 不合格的用户: 安全问题 不正确的ir结