Zasada działania i zastosowanie termometru na podczerwień
1. Przegląd
W procesie produkcyjnym technologia pomiaru temperatury w podczerwieni odgrywa ważną rolę w kontroli i monitorowaniu jakości produktu, diagnostyce i ochronie usterek sprzętu online oraz oszczędzaniu energii. W ciągu ostatnich 20 lat bezkontaktowe termometry na podczerwień rozwijały się szybko pod względem technologicznym, ich wydajność była stale ulepszana, ich funkcje były stale ulepszane, ich odmiany nadal wzrastały, ich zakres zastosowania również stale się rozszerzał, a ich udział w rynku rósł z roku na rok. W porównaniu z kontaktowymi metodami pomiaru temperatury pomiar temperatury w podczerwieni ma zalety szybkiego czasu reakcji, bezkontaktowego, bezpiecznego użytkowania i długiej żywotności. Bezkontaktowe termometry na podczerwień obejmują trzy serie przenośnych, on-line i skanujących i są wyposażone w różne opcje i oprogramowanie komputerowe, a każda seria ma różne modele i specyfikacje. Wśród różnych modeli termometrów o różnych specyfikacjach bardzo ważne jest, aby użytkownicy wybrali właściwy model termometru na podczerwień.
Technologia detekcji podczerwieni to kluczowy projekt promocji krajowego dorobku naukowo-technicznego w ramach „Dziewiątej Pięciolatki”. Emitowana podczerwień (promieniowanie podczerwone) wyświetla swój obraz termiczny na ekranie fluorescencyjnym, dokładnie oceniając w ten sposób rozkład temperatury powierzchni obiektu, co ma zalety dokładności, czasu rzeczywistego i szybkości. Ze względu na ruch własnych cząsteczek, każdy obiekt w sposób ciągły emituje energię cieplną w podczerwieni na zewnątrz, tworząc w ten sposób określone pole temperatury na powierzchni obiektu, powszechnie znane jako „obraz termiczny”. Technologia diagnostyki w podczerwieni pochłania tę energię promieniowania podczerwonego w celu pomiaru temperatury powierzchni sprzętu i rozkładu pola temperatury, aby ocenić stan ogrzewania sprzętu. Obecnie istnieje wiele urządzeń testowych wykorzystujących technologię diagnostyki w podczerwieni, takich jak termometr na podczerwień, telewizja termowizyjna na podczerwień, kamera termowizyjna na podczerwień i tak dalej. Urządzenia, takie jak telewizory termowizyjne na podczerwień i kamery termowizyjne na podczerwień, wykorzystują technologię termowizyjną do przekształcania tego niewidzialnego „obrazu termicznego” w obraz światła widzialnego, dzięki czemu efekt testu jest intuicyjny, ma wysoką czułość i jest w stanie wykryć subtelne zmiany stanu termicznego sprzęt i dokładnie odzwierciedlają Wewnętrzne i zewnętrzne warunki ogrzewania sprzętu mają wysoką niezawodność i są bardzo skuteczne w odkrywaniu ukrytych niebezpieczeństw sprzętu.
Technologia diagnostyki w podczerwieni może rzetelnie przewidywać wczesne usterki i wydajność izolacji sprzętu elektrycznego oraz poprawiać prewencyjną konserwację tradycyjnych urządzeń elektrycznych (testy prewencyjne to standard wprowadzony w byłym Związku Radzieckim w latach pięćdziesiątych XX wieku) do predykcyjnej konserwacji stanu, który jest jednocześnie nowoczesnym systemem elektroenergetycznym. Kierunek rozwoju przedsiębiorstwa. Zwłaszcza teraz, gdy rozwój dużych jednostek i ultrawysokich napięć stawia coraz wyższe wymagania dotyczące niezawodnej pracy systemu elektroenergetycznego, co wiąże się ze stabilnością sieci elektroenergetycznej. Wraz z ciągłym rozwojem i dojrzałością współczesnej nauki i technologii, wykorzystanie technologii monitorowania stanu i diagnostyki w podczerwieni ma cechy dużej odległości, bez kontaktu, bez pobierania próbek, bez demontażu i ma cechy dokładności, szybkości i intuicji, i może monitorować i diagnozować sprzęt elektryczny online w czasie rzeczywistym. Większość usterek (prawie może obejmować wykrywanie różnych usterek wszystkich urządzeń elektrycznych). Otrzymał duże zainteresowanie krajowego i zagranicznego przemysłu energetycznego (zaawansowany system konserwacji oparty na stanie, szeroko stosowany w innych krajach pod koniec lat 70.) i szybko się rozwinął. Zastosowanie technologii detekcji podczerwieni ma ogromne znaczenie dla poprawy niezawodności i efektywności urządzeń elektrycznych, zwiększenia korzyści ekonomicznych z eksploatacji oraz obniżenia kosztów utrzymania. Jest to bardzo dobra metoda, która jest obecnie szeroko promowana w obszarze predykcyjnego utrzymania ruchu i może podnieść poziom konserwacji i zdrowotności sprzętu na wyższy poziom.
Technologia wykrywania obrazowania w podczerwieni może być wykorzystywana do przeprowadzania bezkontaktowego wykrywania działającego sprzętu, fotografowania rozkładu jego pola temperatury, pomiaru wartości temperatury dowolnej części oraz odpowiednio diagnozowania różnych usterek zewnętrznych i wewnętrznych, z telemetrią w czasie rzeczywistym, intuicyjną i ilościowe Dzięki zaletom pomiaru temperatury bardzo wygodne i skuteczne jest wykrywanie działającego sprzętu i sprzętu pod napięciem w elektrowniach, podstacjach i liniach przesyłowych.
Metodą wykorzystania kamery termowizyjnej do wykrywania urządzeń elektrycznych online jest metoda rejestracji temperatury w podczerwieni. Metoda rejestracji temperatury w podczerwieni jest nową technologią wykorzystywaną w przemyśle do nieniszczącej detekcji, testowania wydajności urządzeń i kontroli stanu ich pracy. W porównaniu z tradycyjnymi metodami pomiaru temperatury (takimi jak termopary, arkusze wosku o różnych temperaturach topnienia itp. umieszczane na powierzchni lub ciele mierzonego obiektu), kamera termowizyjna może wykrywać temperaturę gorącego punktu w czasie rzeczywistym, ilościowo i online w określonej odległości. , Może również narysować obraz termiczny gradientu temperatury pracującego sprzętu, ma wysoką czułość i nie jest zakłócany przez pola elektromagnetyczne, dzięki czemu jest wygodny do użytku na miejscu. Może wykrywać indukowane termicznie usterki urządzeń elektrycznych z wysoką rozdzielczością 0,05 stopnia w szerokim zakresie od -20 stopni do 2000 stopni, ujawniając takie jak nagrzewanie się połączeń przewodów lub zacisków oraz lokalne gorące plamy w sprzęcie elektrycznym itp.
Technologia diagnostyki w podczerwieni urządzeń pod napięciem to nowy temat. Jest to kompleksowa technologia, która wykorzystuje efekt ogrzewania naładowanego sprzętu, wykorzystuje specjalny sprzęt do uzyskiwania informacji o promieniowaniu podczerwonym emitowanym z powierzchni sprzętu, a następnie ocenia stan sprzętu i charakter defektów.
2. Podstawy teorii podczerwieni
W 1672 roku odkryto, że światło słoneczne (światło białe) składa się ze światła o różnych kolorach. Jednocześnie Newton doszedł do wniosku, że światło monochromatyczne jest z natury prostsze niż światło białe. Użyj dichroicznego pryzmatu, aby rozłożyć światło słoneczne (światło białe) na monochromatyczne światła czerwone, pomarańczowe, żółte, zielone, niebieskie, niebieskie, fioletowe itp. W 1800 r. brytyjski fizyk FW Huxel odkrył promienie podczerwone, badając różne kolorowe światła z termiczny punkt widzenia. Kiedy badał ciepło różnych kolorów światła, celowo zasłonił ciemną płytą pierwsze okno ciemnego pokoju i otworzył prostokątny otwór w płycie, w którym zainstalowano pryzmat rozdzielający wiązkę. Kiedy światło słoneczne przechodzi przez pryzmat, rozkłada się na kolorowe pasma światła, a termometr służy do pomiaru ciepła zawartego w różnych kolorach w pasmach światła. Aby porównać z temperaturą otoczenia, Huxel użył kilku termometrów umieszczonych w pobliżu kolorowego pasma światła jako termometrów porównawczych do pomiaru temperatury otoczenia. Podczas eksperymentu przypadkowo odkrył dziwne zjawisko: termometr umieszczony poza czerwonawym światłem miał wyższą wartość niż inne temperatury w pomieszczeniu. Po próbach i błędach ta tak zwana strefa wysokiej temperatury z największą ilością ciepła zawsze znajduje się poza czerwonym światłem na krawędzi pasma światła. Zapowiedział więc, że oprócz światła widzialnego, w promieniowaniu emitowanym przez słońce istnieje również niewidoczne dla ludzkiego oka „światło czerwone”. To niewidzialne „czerwone światło” znajduje się poza czerwonym światłem i nazywa się światłem podczerwonym. Podczerwień jest rodzajem fali elektromagnetycznej, która ma taką samą istotę jak fale radiowe i światło widzialne. Odkrycie podczerwieni jest skokiem w ludzkim zrozumieniu natury i otworzyło nową, szeroką drogę do badań, wykorzystania i rozwoju technologii podczerwieni.
Długość fali promieni podczerwonych wynosi od 0,76 do 100 μm. W zależności od zakresu długości fali można go podzielić na cztery kategorie: bliska podczerwień, średnia podczerwień, daleka podczerwień i bardzo daleka podczerwień. Jego pozycja w widmie ciągłym fal elektromagnetycznych to obszar między falami radiowymi a światłem widzialnym. . Promieniowanie podczerwone jest jednym z najbardziej rozległych rodzajów promieniowania elektromagnetycznego w przyrodzie. Opiera się na fakcie, że każdy obiekt będzie wytwarzał własne nieregularne ruchy molekularne i atomowe w konwencjonalnym środowisku i stale emituje termiczną energię podczerwoną, cząsteczki i atomy. Im bardziej intensywny ruch, tym większa energia wypromieniowana i odwrotnie, tym mniejsza energia wypromieniowana.
Obiekty o temperaturze powyżej zera będą emitować promienie podczerwone z powodu własnego ruchu molekularnego. Po przekształceniu sygnału mocy emitowanego przez obiekt na sygnał elektryczny przez detektor podczerwieni, sygnał wyjściowy urządzenia obrazującego może całkowicie symulować rozkład przestrzenny temperatury powierzchni skanowanego obiektu jeden po drugim. Po przetworzeniu przez układ elektroniczny przekazywany jest na ekran wyświetlacza i uzyskiwany jest obraz termowizyjny odpowiadający rozkładowi ciepła na powierzchni obiektu. Za pomocą tej metody możliwe jest wykonanie obrazowania stanu termicznego z dużej odległości i pomiar temperatury celu oraz analiza i ocena.
