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目前,我國(guó)列車牽引方式有蒸汽機(jī)車牽引、內(nèi)燃機(jī)車牽引和電力機(jī)車三種,其中采用電力機(jī)車牽引列車的鐵路稱為電氣化鐵路。電力牽引具有馬力大,速度快、能耗低、效率高等特點(diǎn),使用電力牽引的區(qū)段,運(yùn)輸能力明顯提高,運(yùn)輸成本大為降低,同時(shí),機(jī)車性能、工作條件等較內(nèi)燃機(jī)車更好。是我國(guó)鐵路牽引動(dòng)力今后的發(fā)展方向。
電力機(jī)車的廣泛使用同時(shí)也使得在鐵路系統(tǒng)上的設(shè)備越來(lái)越多,這樣如何對(duì)電氣或機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效的檢測(cè),就成為當(dāng)前的重要問(wèn)題。
現(xiàn)在紅外熱像儀可以完成這些,在無(wú)須停機(jī)的情況下,可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行狀態(tài)的檢修。用ti紅外熱像儀檢查代替?zhèn)鹘y(tǒng)維修中的定期清掃和緊固工作,可以節(jié)約費(fèi)用50~90%,并可有效防止火災(zāi)的發(fā)生。無(wú)論是新的或者舊的設(shè)備,都能從紅外熱像儀檢查中受益。如所有電氣設(shè)備、配電系統(tǒng),包括高壓接觸器、熔斷器盤、主電源斷路器盤、接觸器、以及所有的配電線、電動(dòng)機(jī)、變壓器等等,作紅外熱成像檢查,以保證所有運(yùn)行的電氣設(shè)備不存在潛伏性的熱隱患,有效的防止火災(zāi)和意外的停機(jī)的發(fā)生。
下面是一些需要進(jìn)行紅外熱像儀檢查的設(shè)施。
1、各種電氣裝置
可發(fā)現(xiàn)接頭松動(dòng)或接觸**,不平衡負(fù)荷,過(guò)載,過(guò)熱等隱患。這些隱患可能造成的潛在影響是產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。它們的平均修理費(fèi)用為1萬(wàn)到5萬(wàn)元;更換需要8萬(wàn)—10萬(wàn)元,工期為幾個(gè)星期到幾個(gè)月。
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2、變壓器
可以發(fā)現(xiàn)的隱患有接頭松動(dòng),套管過(guò)熱,接觸**(抽頭變換器),過(guò)載,三相負(fù)載不平衡,冷卻管堵塞不暢。其影響為產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。重繞需要經(jīng)費(fèi)數(shù)萬(wàn)元,更換為數(shù)十萬(wàn)元,工期為幾個(gè)星期或幾個(gè)月。
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3、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)
可以發(fā)現(xiàn)的隱患是軸承溫度過(guò)高,不平衡負(fù)載,繞組短路或開路,碳刷、滑環(huán)和集流環(huán)發(fā)熱,過(guò)載過(guò)熱,冷卻管路堵塞。其影響為有毛病的軸承可以引起鐵芯或繞組圈的損壞,有毛病的碳刷,則可以損壞滑環(huán)和集流環(huán),進(jìn)而損壞繞組線圈。還可能引起驅(qū)動(dòng)目標(biāo)的損壞。電機(jī)重新繞組圈(5000馬力)需要數(shù)萬(wàn)元,更換需用數(shù)十萬(wàn)元,工期幾個(gè)星期到幾個(gè)月。
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熱像儀科技在軍民兩方面都有應(yīng)用,最開始起源于軍用,逐漸轉(zhuǎn)為民用。在民用中一般叫熱像儀,主要用于研發(fā)或工業(yè)檢測(cè)與設(shè)備維護(hù)中,在防火、夜視以及安防中也有廣泛應(yīng)用。
熱像儀是利用紅外探測(cè)器和光學(xué)成像物鏡接收被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量,并將能量分布圖形反映到紅外探測(cè)器的光敏元件上,從而獲得紅外熱像圖,這種熱像圖與物體表面的熱分布場(chǎng)相對(duì)應(yīng)。
通俗地講熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測(cè)物體的不同溫度。
熱像儀的工作原理
紅外熱像儀是一門使用光電設(shè)備來(lái)檢測(cè)和測(cè)量輻射并在輻射與表面溫度之間建立相互聯(lián)系的科學(xué)。
輻射是指輻射能(電磁波)在沒有直接傳導(dǎo)媒體的情況下移動(dòng)時(shí)發(fā)生的熱量移動(dòng)?,F(xiàn)代紅外熱像儀的工作原理是使用光電設(shè)備來(lái)檢測(cè)和測(cè)量輻射,并在輻射與表面溫度之間建立相互聯(lián)系。
所有高于絕對(duì)零度(-273℃)的物體都會(huì)發(fā)出紅外輻射。
紅外熱像儀利用紅外探測(cè)器和光學(xué)成像物鏡接受被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測(cè)器的光敏元件上,從而獲得紅外熱像圖,這種熱像圖與物體表面的熱分布場(chǎng)相對(duì)應(yīng)。
通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測(cè)物體的不同溫度。通過(guò)查看熱圖像,可以觀察到被測(cè)目標(biāo)的整體溫度分布狀況,研究目標(biāo)的發(fā)熱情況,從而進(jìn)行下一步工作的判斷。
人類一直都能夠檢測(cè)到紅外輻射。人體皮膚內(nèi)的神經(jīng)末梢能夠?qū)Φ瓦_(dá)±0.009°C (0.005°F) 的溫差作出反應(yīng)。雖然人體神經(jīng)末梢極其敏感,但其構(gòu)造不適用于無(wú)損熱分析。
例如,盡管人類可以憑借動(dòng)物的熱感知能力在黑暗中發(fā)現(xiàn)溫血獵物,但仍可能需要使用更佳的熱檢測(cè)工具。
由于人類在檢測(cè)熱能方面存在物理結(jié)構(gòu)的限制,因此開發(fā)了對(duì)熱能非常敏感的機(jī)械和電子設(shè)備。這些設(shè)備是在眾多應(yīng)用中檢查熱能的標(biāo)準(zhǔn)工具。
紅外熱像儀是一種常用的檢測(cè)儀器,在工業(yè)、電力、石化、科研、消防、智能建筑等多個(gè)行業(yè)中都有一定的應(yīng)用。用戶在使用紅外熱像儀的時(shí)候需不僅要了解它的使用方法,對(duì)于它的使用技巧也是需要有一定的了解的,這樣在使用時(shí)可以更加便捷。而當(dāng)所有的紅外熱像儀都便于操作的時(shí)候,擁有學(xué)習(xí)能力、善于接受新技術(shù)成為自己出類拔萃的絕招。
1、調(diào)整焦距 您可以在紅外圖像存儲(chǔ)后對(duì)圖像曲線進(jìn)行調(diào)整,但是您無(wú)法在圖像存儲(chǔ)后改變焦距,也無(wú)法消除其他雜亂的熱反射。保證第一時(shí)間操作正確性將避免現(xiàn)場(chǎng)的操作失誤。仔細(xì)調(diào)整焦距!如果目標(biāo)上方或周圍背景的過(guò)熱或過(guò)冷的反射影響到目標(biāo)測(cè)量的精確性時(shí),試著調(diào)整焦距或者測(cè)量方位,以減少或者消除反射影響。(FoRD的意思是:Focus焦距,Range范圍,Distance距離、 2、選擇正確的測(cè)溫范圍 您是否了解現(xiàn)場(chǎng)被測(cè)目標(biāo)的測(cè)溫范圍?為了得到正確的溫度讀數(shù),請(qǐng)務(wù)必設(shè)置正確的測(cè)溫范圍。當(dāng)觀察目標(biāo)時(shí),對(duì)儀器的溫度跨度進(jìn)行微調(diào)將得到較佳的圖像質(zhì)量。這也將同時(shí)會(huì)影響到溫度曲線的質(zhì)量和測(cè)溫精度?! ?、了解最大的測(cè)量距離 當(dāng)您測(cè)量目標(biāo)溫度時(shí),請(qǐng)務(wù)必了解能夠得到精確測(cè)溫讀數(shù)的最大測(cè)量距離。對(duì)于非制冷微熱量型焦平面探測(cè)器,要想準(zhǔn)確地分辨目標(biāo),通過(guò)熱像儀光學(xué)系統(tǒng)的目標(biāo)圖像必須占到9個(gè)像素,或者更多。如果儀器距離目標(biāo)過(guò)遠(yuǎn),目標(biāo)將會(huì)很小,測(cè)溫結(jié)果將無(wú)法正確反映目標(biāo)物體的真實(shí)溫度,因?yàn)榧t外熱像儀此時(shí)測(cè)量的溫度平均了目標(biāo)物體以及周圍環(huán)境的溫度。為了得到精確的測(cè)量讀數(shù),請(qǐng)將目標(biāo)物體盡量充滿儀器的視場(chǎng)。顯示足夠的景物,才能夠分辨出目標(biāo)。與目標(biāo)的距離不要小于熱像儀光學(xué)系統(tǒng)的最小焦距,否則不能聚焦成清晰的圖像。 4、確定目標(biāo)尺寸 紅外熱像儀根據(jù)原理可分為單色測(cè)溫儀和雙色測(cè)溫儀(輻射比色測(cè)溫儀、。對(duì)于單色測(cè)溫儀,在進(jìn)行測(cè)溫時(shí),被測(cè)目標(biāo)面積應(yīng)充滿熱像儀視場(chǎng)。建議被測(cè)目標(biāo)尺寸超過(guò)視場(chǎng)大小的50%為好。如果目標(biāo)尺寸小于視場(chǎng),背景輻射能量就會(huì)進(jìn)入熱像儀的視聲符支干擾測(cè)溫讀數(shù),造成誤差。相反,如果目標(biāo)大于熱像儀的視場(chǎng),熱像儀就不會(huì)受到測(cè)量區(qū)域外面的背景影響?! ?、確定光學(xué)分辨率
光學(xué)分辨率由D與S之比確定,是熱像儀到目標(biāo)之間的距離D與測(cè)量光斑直徑S之比。如果測(cè)溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處,而又要測(cè)量小的目標(biāo),就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的熱像儀。光學(xué)分辨率越高,即增大D:S比值,熱像儀的成本也越高。確定波長(zhǎng)范圍:目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定熱像儀的光譜響應(yīng)或波長(zhǎng)。對(duì)于高反射率合金材料,有低的或變化的發(fā)射率。在高溫區(qū),測(cè)量金屬材料的較佳波長(zhǎng)是近紅外,可選用0.18-1.0μm波長(zhǎng)。其他溫區(qū)可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm波長(zhǎng)。由于有些材料在一定波長(zhǎng)是透明的,紅外能量會(huì)穿透這些材料,對(duì)這種材料應(yīng)選擇特殊的波長(zhǎng)。如測(cè)量玻璃內(nèi)部溫度選用1.0μm、2.2μm和3.9μm(被測(cè)玻璃要很厚,否則會(huì)透過(guò)、波長(zhǎng);測(cè)量玻璃內(nèi)部溫度選用5.0μm波長(zhǎng);測(cè)低溫區(qū)選用8-14μm波長(zhǎng)為宜;再如測(cè)量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm波長(zhǎng),聚酯類選用4.3μm或7.9μm波長(zhǎng)。厚度超過(guò)0.4mm選用8-14μm波長(zhǎng);又如測(cè)火焰中的CO2用窄帶4.24-4.3μm波長(zhǎng),測(cè)火焰中的CO用窄帶4.64μm波長(zhǎng),測(cè)量火焰中的NO2用4.47μm波長(zhǎng)?! ?、確定響應(yīng)時(shí)間 響應(yīng)時(shí)間表示紅外熱像儀對(duì)被測(cè)溫度變化的反應(yīng)速度,定義為到達(dá)最后讀數(shù)的95%能量所需要時(shí)間,它與光電探測(cè)器、信號(hào)處理電路及顯示系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)。現(xiàn)在的紅外熱像儀的反映速度都很快。這要比接觸式測(cè)溫方法快得多。如果目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度很快或測(cè)量快速加熱的目標(biāo)時(shí),要選用快速響應(yīng)紅外熱像儀,否則達(dá)不到足夠的信號(hào)響應(yīng),會(huì)降低測(cè)量精度。然而,并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的紅外熱像儀。對(duì)于靜止的或目標(biāo)熱過(guò)程存在熱慣性時(shí),紅外熱像儀的響應(yīng)時(shí)間就可以放寬要求了。因此,紅外熱像儀響應(yīng)時(shí)間的選擇要和被測(cè)目標(biāo)的情況相適應(yīng)。