红外热像仪原理与应用.pdf

1 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 红外热像检测红外热像检测 技术交流会技术交流会 2 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 红外热成像基本原理红外热成像基本原理 3 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 X射线射线 紫外线紫外线 近红外线近红外线 红外线短波红外线短波 红外线中波红外线中波 红外线长波红外线长波 微波微波 波长单位为微米波长单位为微米 m 10 4 10 2 0 28 0 40 0 70 2 00 6 00 8 00 104 15 00 热测量 红外原理红外原理 自然界任何物体 只要温自然界任何物体 只要温 度高于绝对零度度高于绝对零度 273 15 273 15 C C 就会 就会以电磁辐射的形以电磁辐射的形 式在非常宽的波长范围内发式在非常宽的波长范围内发 射能量 射能量 产生电磁波产生电磁波 辐射辐射 能能 4 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 热像仪由两个基本部分组成热像仪由两个基本部分组成 光学系统和探测器 光学系统和探测器 光学系统将物体发出的红外辐射聚集到探测器光学系统将物体发出的红外辐射聚集到探测器 上 上 探测器把入射的辐射转换成电信号 进而被探测器把入射的辐射转换成电信号 进而被 处理成可见图像 即热图 处理成可见图像 即热图 热像仪工作原理热像仪工作原理 物物 体体 光学系统光学系统 探测器探测器 红外热图红外热图 辐射线辐射线 5 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 何为热成像技术何为热成像技术 热成像技术是利用热感应照相机的红外线成像技术 热成像技术是利用热感应照相机的红外线成像技术 热像仪可生成热而不是光的图像 它可以测量红外 热像仪可生成热而不是光的图像 它可以测量红外 IR 能量 并将数据转换成相应的温度图像 能量 并将数据转换成相应的温度图像 6 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 红外热像仪与红外测温仪有何不同红外热像仪与红外测温仪有何不同 与仅能够捕获单点温度值的红外测温仪不同的是 热与仅能够捕获单点温度值的红外测温仪不同的是 热 像仪可以将整个目标的温度特性形成一个平面图像 而像仪可以将整个目标的温度特性形成一个平面图像 而 非单个温度 非单个温度 7 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 红外热像仪应用红外热像仪应用 设备预测性维护设备预测性维护 8 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 Fluke给您提供全面的解决方案给您提供全面的解决方案 三相不平衡 绝缘 接点 过载 过热 9 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 红外预测性维护点 电气设备红外预测性维护点 电气设备 通常的检测部件通常的检测部件 三相电力设备三相电力设备 保险丝保险丝 电缆连接电缆连接 继电器继电器 开关开关 绝缘器绝缘器 电容器电容器 断路器断路器 变压器变压器 UPS电源电源 温度异常点产生的主要原因温度异常点产生的主要原因 三相不平衡三相不平衡 谐波谐波 过载过载 接头松动或者氧化导致电阻增大接头松动或者氧化导致电阻增大 绝缘开裂绝缘开裂 部件故障部件故障 配线错误配线错误 10 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 红外热像主要诊断方法红外热像主要诊断方法 表面温度判断法表面温度判断法 根据测得的设备表面温度值 对照根据测得的设备表面温度值 对照GD763的有的有 关规定 可以确定一部分电流致热型设备的缺关规定 可以确定一部分电流致热型设备的缺 陷 对于温度陷 对于温度 或温升或温升 超过标准 不能正常工作超过标准 不能正常工作 的设备 可根据设备温度超标的程度 设备负的设备 可根据设备温度超标的程度 设备负 荷率的大小 设备的重要性及设备承受机械应荷率的大小 设备的重要性及设备承受机械应 力的大小来确定设备缺陷的性质 对在小负荷力的大小来确定设备缺陷的性质 对在小负荷 率下温升超标的设备和承受机械应力较大的设率下温升超标的设备和承受机械应力较大的设 备缺陷要从严定性 备缺陷要从严定性 11 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 红外热像主要诊断方法红外热像主要诊断方法 温差判断法温差判断法 电流致热型设备 若发现设备的热态异常 应电流致热型设备 若发现设备的热态异常 应 按规定进行准确测量并计算相对温差值 判断按规定进行准确测量并计算相对温差值 判断 设备缺陷的程度 对于负荷率小 温升小但相设备缺陷的程度 对于负荷率小 温升小但相 对温差大的设备 如果有条件改变负荷率 可对温差大的设备 如果有条件改变负荷率 可 增大负荷电流后进行复测 以确定设备缺陷的增大负荷电流后进行复测 以确定设备缺陷的 性质 性质 12 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 红外热像主要诊断方法红外热像主要诊断方法 同类比较法同类比较法 在同一电气回路中 当三相电流对称和三相在同一电气回路中 当三相电流对称和三相 或或 两相两相 设备相同时 比较三相设备相同时 比较三相 或两相或两相 电流致热电流致热 型设备对应部位的温升值 判断设备是否正常型设备对应部位的温升值 判断设备是否正常 若三相设备同时出现异常 可与同回路的同 若三相设备同时出现异常 可与同回路的同 类设备比较 当三相负荷电流不对称时 应考类设备比较 当三相负荷电流不对称时 应考 虑负荷电流的影响 对于型号规范相同的电压虑负荷电流的影响 对于型号规范相同的电压 致热型设备 可根据它们的温升值的差异来判致热型设备 可根据它们的温升值的差异来判 断设备是否正常 电压致热型设备的缺陷宜用断设备是否正常 电压致热型设备的缺陷宜用 允许温升或同类允许温差的判断依据确定 一允许温升或同类允许温差的判断依据确定 一 般情况下 当同类温差超过允许温升值的般情况下 当同类温差超过允许温升值的30 时 应定为重大缺陷 当三相电压不对称时应时 应定为重大缺陷 当三相电压不对称时应 考虑工作电压的影响 考虑工作电压的影响 13 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 红外热像主要诊断方法红外热像主要诊断方法 热谱图分析法热谱图分析法 根据同类设备热谱图的差异来判断设备是否正根据同类设备热谱图的差异来判断设备是否正 常 常 档案分析法档案分析法 分析同一设备在不同时期的检测数据分析同一设备在不同时期的检测数据 例如温升例如温升 相对温差和热谱图 相对温差和热谱图 找出设备致热参数的变 找出设备致热参数的变 化趋势和变化速率 以判断设备是否正常 化趋势和变化速率 以判断设备是否正常 14 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 变压器变压器冷却循环冷却循环 随着设备温度的升高 冷却循环受阻的部位由随着设备温度的升高 冷却循环受阻的部位由 于过热而导致故障发生 于过热而导致故障发生 15 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 红外热像的应用红外热像的应用 中间触头压指弹簧压接不良中间触头压指弹簧压接不良 油枕油位线油枕油位线 16 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 变压器油枕变压器油枕 油枕也是经常进行巡检的设备 油枕也是经常进行巡检的设备 一般来说 油枕的油位在一般来说 油枕的油位在1 2 2 3处 处 17 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 一般连接点超过一般连接点超过70 70 或高于环境温度 或高于环境温度30 30 即认为有隐患存在 即认为有隐患存在 电气连接电气连接 电缆连接点松动是导致过热故障发生的重要电缆连接点松动是导致过热故障发生的重要 原因之一 原因之一 18 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 接触器接触器 接触点长期处于高温状态 会导致绝缘下降或引发电气火接触点长期处于高温状态 会导致绝缘下降或引发电气火 灾 灾 19 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 过载过载 导线中通过的电流量超过安全电流值 通过电流量越大 导线中通过的电流量超过安全电流值 通过电流量越大 发热量就越大 导线绝缘层温度就越高 一旦绝缘导线的发热量就越大 导线绝缘层温度就越高 一旦绝缘导线的 温度超过最高允许工作温度 导线的绝缘层就会加速老化温度超过最高允许工作温度 导线的绝缘层就会加速老化 甚至发生燃烧 引起火灾事故 甚至发生燃烧 引起火灾事故 20 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 过载 三相不平衡过载 三相不平衡 21 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 漏电漏电 漏电 电线或其支架材料的绝缘能力差 以致导线之间漏电 电线或其支架材料的绝缘能力差 以致导线之间 或导线与大地间有微量的电流通过 漏电的电火花能成或导线与大地间有微量的电流通过 漏电的电火花能成 为火灾的着火源 为火灾的着火源 22 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 熔断器面板熔断器面板 检查熔断器 熔断器夹头 线耳连接以及熔断器座的连检查熔断器 熔断器夹头 线耳连接以及熔断器座的连 接 接 23 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 接线排接线排 37 8癈 27 2癈 28 0 29 0 30 0 31 0 32 0 33 0 34 0 35 0 36 0 37 0 接触点问题接触点问题 电能质量问题电能质量问题 在正常负载下 若最大温差超过在正常负载下 若最大温差超过20 则预示可 则预示可 能有隐患存在 能有隐患存在 24 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 GB763 90 交流高压电器在长期交流高压电器在长期 工作时的发热工作时的发热 危急热缺陷 电气设备表面温度超过90 或 温升超过75 或相对温差 温差 超过55 严重热缺陷 电气设备表面温度超过75 或 温升超过65 或相对温差 温差 超过50 一般热缺陷 电气设备表面温度超过60 或 温升超过30 或相对温差 温差 超过25 热隐患 电气设备表面温度超过50 或相对 温差 温差 超过20 25 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 美国国家标准协会美国国家标准协会 电子及电气工程电子及电气工程 师协会关于接触点温度的限制师协会关于接触点温度的限制 元件 高于环温 实际温度 铜接头与铜接头 30度 70度 铜接头与镀银电缆连接 45度 85度 空气开关 接点 铜 33度 75度 空气开关 接点 铜与其他金属 43度 90度 26 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 电容器柜电容器柜 电容器所处环境温度一般不得超过电容器所处环境温度一般不得超过40 过 过 热容易导致器件损坏甚至爆炸 这对电容器热容易导致器件损坏甚至爆炸 这对电容器 柜柜 的散热系统的设计提出了要求 的散热系统的设计提出了要求 27 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 电机电机 主要检查点 主要检查点 轴承轴承 电气连接电气连接 外壳温度外壳温度 28 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 93 7癋 117 8癋 95 100 105 110 115 小型轴承故障可能导致火灾 机械应力 皮带磨小型轴承故障可能导致火灾 机械应力 皮带磨 损以及增加电气负载 损以及增加电气负载 小型轴承小型轴承 29 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 66 9癋 202 3癋 80 100 120 140 160 180 200 皮带与传送带皮带与传送带 橡胶制的皮带与传送带发生过热后会导致加橡胶制的皮带与传送带发生过热后会导致加 速老化 造成断裂 速老化 造成断裂 30 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 管道管道 企业通常会使用管道输送蒸汽 原料 产品等 通常管企业通常会使用管道输送蒸汽 原料 产品等 通常管 道内会包裹保温隔热层 通过红外热像仪可以方便地查道内会包裹保温隔热层 通过红外热像仪可以方便地查 看管道的保温隔热层有无损坏 或是管道法兰的连接处看管道的保温隔热层有无损坏 或是管道法兰的连接处 是否有泄漏 是否有泄漏 31 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 连接法兰连接法兰 法兰连接处泄漏法兰连接处泄漏 32 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 加热炉加热炉 该处需在该处需在 大修时更大修时更 换耐火砖换耐火砖 33 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 钢包检测钢包检测 钢包钢包 中间包是冶金行业的重要装置 中间包是冶金行业的重要装置 通过红外热像仪检测其衬里损坏状况 可以避通过红外热像仪检测其衬里损坏状况 可以避 免漏钢事故 降低人力和物力的成本 保证生产免漏钢事故 降低人力和物力的成本 保证生产 安全 平稳的运行 安全 平稳的运行 34 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 热风炉热风炉 热风炉的衬里在生产中容易被烧坏 烧损位置热风炉的衬里在生产中容易被烧坏 烧损位置 不易发现 不易发现 使用红外热像仪可以检测衬里的破损位置 及使用红外热像仪可以检测衬里的破损位置 及 时进行检修 延长了热风炉的使用寿命 时进行检修 延长了热风炉的使用寿命 35 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 鱼雷罐车鱼雷罐车 通过红外热像仪检测其衬里损坏状况 沉渣位通过红外热像仪检测其衬里损坏状况 沉渣位 置等 从而避免铁水泄漏事故 保证生产安全 置等 从而避免铁水泄漏事故 保证生产安全 平稳的运行 平稳的运行 36 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 储罐储罐 液位线液位线 37 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 液化气罐液化气罐 液位线液位线 38 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 红外热像仪应用红外热像仪应用 研发与品质管理研发与品质管理 39 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 设计选型设计选型 电源极限发热测试 在输入最大功率相等的情电源极限发热测试 在输入最大功率相等的情 况下 图中右侧器件发热要小于左侧器件 这况下 图中右侧器件发热要小于左侧器件 这 为选择器件提供了依据 为选择器件提供了依据 40 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 PCB板发热状态板发热状态 电路器件的发热会传递到电路器件的发热会传递到PCB板 一般板 一般PCB板任意板任意 部分的温度需控制在部分的温度需控制在50 内 极限温度为内 极限温度为70 红外热像仪可以检测上微小发热点 确保红外热像仪可以检测上微小发热点 确保PCB板的正常板的正常 工作 工作 41 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 集成电路芯片集成电路芯片 芯片表面温度一般要求在芯片表面温度一般要求在120 以下 超过则会以下 超过则会 影响芯片的使用寿命 造成产品电路运行受阻 影响芯片的使用寿命 造成产品电路运行受阻 同时其他元器件也有相应的温度限制 同时其他元器件也有相应的温度限制 提高芯片性能及寿命 42 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 芯片散热芯片散热 芯片的发热量往往是不均匀的 所以对散热芯片的发热量往往是不均匀的 所以对散热 器件设计有特殊要求 器件设计有特殊要求 红外热像图为特殊的散热设计提供了依据 同时散热器红外热像图为特殊的散热设计提供了依据 同时散热器 件的散热效果也可以使用红外热像仪得到验证 件的散热效果也可以使用红外热像仪得到验证 43 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 变压器研发检测变压器研发检测 44 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 LED检测检测 半导体发光芯片封装热阻的检测和计算 这个参半导体发光芯片封装热阻的检测和计算 这个参 数关系到整个系列产品的寿命及性能 数关系到整个系列产品的寿命及性能 该半导体芯片尺寸较小 该半导体芯片尺寸较小 1mm 1mm及以下及以下 红外热像仪可测量这类小目标物体的发热状态 红外热像仪可测量这类小目标物体的发热状态 45 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 外壳温度检测外壳温度检测 内部线路或器件故障导致发热 热量可以通过传导 对流内部线路或器件故障导致发热 热量可以通过传导 对流 等形式传递到外壳 所以我们可以直接在外壳上发现温度等形式传递到外壳 所以我们可以直接在外壳上发现温度 异常 异常 手柄局手柄局 部过热部过热 使用红外热像仪可进行外壳表面温度分布情况的测试 其使用红外热像仪可进行外壳表面温度分布情况的测试 其 目的 确保使用者安全 避免内部元器件发热或热量传递目的 确保使用者安全 避免内部元器件发热或热量传递 造成的外壳过热现象 造成的外壳过热现象 46 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 红外热像仪配套软件介绍红外热像仪配套软件介绍 47 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 Fluke 红外热像仪及配套软件红外热像仪及配套软件 Fluke红外热像仪可帮助您及时发现问题隐患 并通过 软件完成故障问题的具体分析 48 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 必不可少的帮手 软件必不可少的帮手 软件 专业的分析和报告软件专业的分析和报告软件 提供全部温度数据提供全部温度数据 可进行参数设置可进行参数设置 49 Fluke红外热像组 热像仪 可望可及 问题点 即拍即得 2010 8 对于热图上标注的信息对于热图上标注的信息 可以在软件中修改其名称可以在软件中修改其名称 及显示内容 在热图中对关注的部位进行点及显示内容 在热图中对关注的部位进行点 线线 面等区域的温度分析面等区域的温度分析 热图