徐素江

摘要：介绍红外热成像仪的原理、特性、应用及测试程序。

关键词：红外热成像仪；BME40；故障检测；发热

1概述

工业检测型非制冷焦平面红外热像仪MBE40，集成先進的探测器技术、红外图像处理技术以及计算机技术，是当今世界领先水平的便携式工业检测型红外热像仪之一，为电气设备定期的预防性维护发挥重要作用。

2红外热成像技术原理及特性

2.1红外线波段选择

红外线是电磁辐射频谱的一部分，遵循可见光所遵循的规律：

直线传播，反射、折射；红外线波长范围从0.7微米至1000微米；实践中红外测温使用的波段范围为0.7微米至14微米；用于红外测温的波长段在大气中会受到干扰，形成衰减。有三个可透射大气的红外波段，1-2.5um，3-5um，8-13um，称为红外线的“大气窗口”，红外测温系统大都是在这三个窗口内选择辐射波长的。

2.2红外热成像技术原理

从待测物体发出的红外能量通过热像仪的光学系统，被传感器转换为电信号，该信号再显示为温度读数及热像。利用阵列式红外探测元件接收红外线，将温度值转换成颜色与亮度，从而形成图像。

2.3红外热成像技术特性

◎采用160x120非制冷微热量焦平面阵列探测器，并配合先进的图像降噪技术，从而获得高清晰度的图像。

◎一体化设计，简便的操作。其内置调焦镜头，大大地方便了使用者的操作，使用效率高。

◎采用数码存储技术，快速、准确记录热图，温度细节直接存储在热图上，并可迅速回放。

◎针对热图画面，并可对其进行逐一分析，提供更加直观的分析比较手段。

◎强大的现场分析处理功能，方便对热图进行各种分析，如自动高低温捕捉、高温报警、多点测温，在设备的使用现场即可得到准确的分析结果。

◎热图分析处理软件，可以对热像图进行点、线、面实时的分析，提供了有力的影像分析和报告生成工具。

◎内置300万像素的可见光数码相机，可见光图片与红外图片参照对比，明确记录设备状态。

3红外相对温度测试

3.1电气接点发热评判

热量Q=I2R

辐射热量QT≈I2R/2≈K·ΔT（K：传导率）

温升ΔT≈I2/2K·R

评定标准详见下表（1）：

3.2遵循IEEE标准

详见下表（2）：

注释：温升△T是标志接点热量，即接点接触性能的最佳参数。

4红外热成像仪BME40应用

4.1电气系统故障检测与维护

由于电流流过可使电气设备产生热量，所以进行温度监测已经成为预测电气设备潜在故障的一种有效方法。

用于探测热点、预防电弧产生和绝缘、探测电路的接地点、探测所有类型的开关及衬套、检测变电站电气接头、电容器、过载保护、检测电气设备内部和外部连接、保护电机、检查变压器等。例如：断路器在失效前检查热点，发现断路器潜在故障；运行的变压器查找开裂的线圈和接线端子的连接情况；检查输电线路难以接近的地方进行测试，检验马达控制中心凸片连接以及可能是内部连接或连接到总线的内部结构；检查运行的配电盘负载，正常的不均衡量亮。

4.2电气系统故障检测与维护

汽车发生故障时通常产生温度的变化，正确地检测和分析这些变化可以节省大量的检测时间并保证行车安全。

主要应用车内温度控制、冷却系统检测、制动系统检测、发动机故障检测、温度变化图像显示、轮胎位置检测监控。例如检测加热器的进/出口管、发动机的故障检测、检测空调的出风口温度、检测散热器管道和恒温器外壳。

5红外热成像仪的使用程序

5.1参数设置

首先建立被测试电气设备台账，其次设定合适的发射率，物体不同，发射率也不同，详见下表（3）。

再次距离的选择：目标尺寸一定要大于仪器所侦测的面积（圆面）。目标越小，应离的越近。如图所示（4）：

5.2测试数据上装至电脑软件

将所有的测试数据测试完毕后，使用数据线与安装有热成像仪的电脑进行通讯，将热像仪数据导入至电脑软件中。

5.3编辑软件生成报告

由于热成像仪测试会自动生成两幅图像，一副彩色照片，一副热像照片，在软件中编辑标定关注部位的温度，可自行标注多个关注点，并与彩色照片部位一一对应，每个关注点都有不同温度的显示的具体数值。另外报告自动生成本次测试的基本参数。在本页的下面编辑本次所测设备位号、名称、测试人、结论及仪器型号等信息。

6结束语

红外热相仪的应用，极大的提高了现场对电气设备的预防性维护管理水平，对尽早发现设备的潜在风险避免故障发生发挥重要作用。

（作者单位：林德大化（大连）气体有限公司）