【摘    要】中國鋁業(yè)山西分公司通過運(yùn)用8NBM60紅外熱像儀對(duì)電氣設(shè)備及熱工設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和故障診斷，發(fā)現(xiàn)了多處隱患，并得到了及時(shí)處理，給生產(chǎn)的正常運(yùn)行創(chuàng)造了有利條件，為設(shè)備檢修提供了可靠依據(jù)，在這些設(shè)備上逐步實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)預(yù)知維修。 
       【關(guān)鍵詞】紅外熱像儀 故障診斷 
       1  概述 
       中國鋁業(yè)山西分公司（以下簡稱山西分公司）作為大型的氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)，電氣設(shè)備及熱工爐窯設(shè)備多，運(yùn)行過程中關(guān)鍵部位的溫度變化直接反映了設(shè)備的技術(shù)狀況。普通的紅外測(cè)溫儀遠(yuǎn)距離無法分辨出故障點(diǎn)的具體部位，尤其是電氣設(shè)備的高壓開關(guān)、電纜接頭等。2003年，山西分公司購置了一臺(tái)8NBM60紅外熱像儀，以彌補(bǔ)紅外測(cè)溫儀在電氣設(shè)備及熱工爐窯筒體測(cè)溫時(shí)的不足。它可實(shí)時(shí)提供高分辨率的彩色影像，溫度分辨率高，測(cè)溫功能強(qiáng)大，紅外鏡頭與CCD鏡頭可隨時(shí)切換，可用PC卡存儲(chǔ)圖像且不易失真。通過利用紅外熱像儀對(duì)主變壓器、配電室、焙燒爐、熟料窯等設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，依據(jù)熱像圖及時(shí)準(zhǔn)確地確定被測(cè)物體的故障部位，避免了設(shè)備事故的發(fā)生，為設(shè)備檢修提供了可靠的依據(jù)，在這些設(shè)備上逐步實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)預(yù)知維修。 
       2  熱像儀簡介 
       2.1 熱像儀原理 
       紅外熱像儀是利用紅外探測(cè)器、光學(xué)成像物鏡和光機(jī)掃描系統(tǒng)，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)器的光敏元上，在光學(xué)系統(tǒng)和紅外探測(cè)器之間，有一個(gè)光機(jī)掃描機(jī)構(gòu)（焦平面熱像儀無此機(jī)構(gòu)），對(duì)被測(cè)物體的紅外熱像進(jìn)行掃描，并聚焦在單元或分光探測(cè)器上，由探測(cè)器將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)放大處理、轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)，通過電視屏或監(jiān)視器顯示紅外熱像圖。 
       這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對(duì)應(yīng)，實(shí)質(zhì)上是被測(cè)目標(biāo)物體各部分紅外輻射的熱像分布圖。由于信號(hào)非常弱，與可見光圖像相比，缺少層次和立體感，因此在實(shí)際應(yīng)用過程中，為更有效地判斷被測(cè)目標(biāo)的紅外熱分布場，常采用一些輔助措施來增加儀器的實(shí)用功能，如圖像亮度、對(duì)比度的控制、色標(biāo)校正，偽色彩描繪等高線和直方圖進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算、打印等。 
       2.2熱像儀結(jié)構(gòu) 
       8NBM60紅外熱像儀主要由主機(jī)、紅外鏡頭、鏡頭光圈調(diào)節(jié)旋鈕、鏡頭焦距調(diào)節(jié)旋鈕、CCD鏡頭（觀察可見光圖像）、功能鍵、內(nèi)置彩色液晶尋像器、菜單鍵、回車鍵、開關(guān)鍵、耳機(jī)接口、視頻輸出接口、存儲(chǔ)卡插槽、電池倉等部分組成。 
       2.3熱像儀功能 
       8NBM60紅外熱像儀具有點(diǎn)溫功能、高溫報(bào)警、高低溫捕捉、等溫分析、圖像存儲(chǔ)、回放功能、語音記錄、偽彩設(shè)置、設(shè)置菜單等功能。 
       與熱像儀配套使用的還有功能強(qiáng)大的圖像處理軟件，操作人員不但可看到紅外圖像，而且還可對(duì)圖像進(jìn)行點(diǎn)、線、面分析和回放圖像中的語音記錄等，并可完成檢測(cè)報(bào)告（包括紅外影像、可見光照片、圖像中最高溫度、最低溫度、平均溫度等數(shù)據(jù)表格）。 
       3  應(yīng)用實(shí)例 
       3.1 2003年11月20日，在對(duì)BD-28配電室進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，發(fā)現(xiàn)一配電柜接觸器下端黃相螺絲連接處溫度高達(dá)94.58℃（當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度為16℃，連接處正常溫度為30℃-40℃），立即通知分廠電氣專業(yè)人員，經(jīng)停電檢查，發(fā)現(xiàn)螺絲連接處被氧化，通過打磨處理，運(yùn)行正常，避免了螺絲連接處溫度繼續(xù)升高、打火而引發(fā)電氣火災(zāi)事故。 圖1為配電柜接觸器下端三相螺絲連接處熱像圖及對(duì)應(yīng)分析值。

圖1 

 

            

       3.2 2004年4月9日熱電分廠4#主變（6kv變110kv）用油經(jīng)色譜分析，發(fā)現(xiàn)變壓器油有問題，現(xiàn)場電氣專職點(diǎn)檢員申請(qǐng)用紅外熱像儀進(jìn)行溫度檢測(cè)。 
       圖2是4#主變高壓（110kv）端A、B、C三相導(dǎo)線連接處熱像圖，從圖中看出C相（右邊）導(dǎo)線連接處及套管溫度高于B相（中間），分析C相有問題。

圖2 

      

 2004年4月16日，經(jīng)對(duì)變壓器進(jìn)行吊芯檢查，發(fā)現(xiàn)C相套管中油有雜質(zhì)，導(dǎo)線有放電痕跡，套管也發(fā)現(xiàn)問題，對(duì)其進(jìn)行了檢修更換。 
       3.3 通過對(duì)熱工爐窯筒體測(cè)溫，可發(fā)現(xiàn)殼體內(nèi)襯損壞脫落程度，便于適時(shí)安排檢修，避免出現(xiàn)爐窯內(nèi)襯脫落紅窯現(xiàn)象，給生產(chǎn)帶來被動(dòng)。圖3為氧化鋁熟料窯筒體局部熱像圖，圖中，筒體發(fā)亮部位為窯內(nèi)襯局部變薄，需加密跟蹤觀測(cè)。

圖3 

       4 使用紅外熱像儀時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 
       4.1為提高測(cè)量精度，通常在每次開機(jī)時(shí)進(jìn)行一次測(cè)溫校正，以后每工作約30分鐘進(jìn)行一次。 
       4.2盡量正確輸入環(huán)境溫度（鏡頭蓋溫度）。 
       4.3盡量正確輸入輻射系數(shù)。 
       由于在現(xiàn)場操作中一般難以確定目標(biāo)的輻射率，所以利用紅外熱成像測(cè)溫原理測(cè)量出的溫度值只能是實(shí)際溫度的近似值，因此，在使用8NBM60紅外測(cè)溫儀進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，需了解以下兩點(diǎn)：（1）在不調(diào)整輻射率的情況下，當(dāng)不同物體具有同一溫度時(shí)，表面輻射率大的物體，顯示的圖像較明亮，測(cè)出的溫度較高；表面輻射率小的物體，顯示的圖像較暗，測(cè)出的溫度較低。（2）測(cè)定溫度值均為目標(biāo)表面溫度值。 
       4.4熱像儀紅外鏡頭應(yīng)避免強(qiáng)光照射，要遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場，勿靠近高溫?zé)嵩础?nbsp;
       5  結(jié)束語 
       8NBM60紅外熱像儀能夠快速、準(zhǔn)確地確定故障點(diǎn)的位置，并測(cè)量出故障點(diǎn)的溫度，為設(shè)備的正常運(yùn)行和檢修工作提供可靠的依據(jù)。經(jīng)過近一年的實(shí)踐，熱像儀在電氣設(shè)備和熱工設(shè)備的故障診斷方面取得了一些成績，摸索了一定的經(jīng)驗(yàn)，我們已對(duì)主要的設(shè)備建立了熱像圖數(shù)據(jù)庫。下一步，在對(duì)設(shè)備的檢測(cè)診斷方面，我們將進(jìn)一步注意積累經(jīng)驗(yàn)，使熱像儀的作用得到最大限度的發(fā)揮，為企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行保駕護(hù)航。