测量原理

物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波,随着温度变化,电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变,波长介于0.75μm1000μm间的电磁波称为红外线,而人类视觉可见的可见光介于0.4μm0.75μm

其中波长为0.78~2.0微米的部分称为近红外,波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线。红外线在地表传送时,会受到大气组成物质( 特别是H2OCO2CH4 N2OO3)的吸收,强度明显下降,仅在短波3μ~5μm长波8~12μm的两个波段有较好的穿透率(Transmission),通称大气窗口(Atmospheric window),大部份的红外热像仪就是针对这两个波段进行检测,计算并显示物体的表面温度分布。此外,由于红外线对极大部份的固体及液体物质的穿透能力极差,因此红外热成像检测是以测量物体表面的红外线辐射能量为主。

照相机成像得到照片,电视摄像机成像得到电视图像,都是可见光成像。自然界中,一切物体都可以辐射红外线,因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像,热红外线形成的图像称为热图。

对于所有可以直接看见的设备,红外热成像产品都能够确定所有连接点的热隐患。对于那些由于屏蔽而无法直接看到的部分,则可以根据其热量传导到外面的部件上的情况,来发现其热隐患,这种情况对传统的方法来说,除了解体检查和清洁接头外,是没有其它的办法。断路器、导体、母线及其它部件的运行测试,红外热成像产品是无法取代。然而红外热成像产品可以很容易地探测到回路过载或三相负载的不平衡。

      侦测火灾

在大面积的森林中,火灾往往是由不明显的隐火引发的。这是毁灭性火灾的根源,用现有的普通方法,很难发现这种隐性火灾苗头。然而用飞机巡逻,采用红外热成像仪,则可以快速有效地发现这些隐火,把火灾消灭在最初。加拿大林业学院早在1975年就开始进行森林防火试验,从飞机上检查尚未起燃地潜在火源,加拿大森林研究中心利用直升飞机采用AGA750便携式热成像仪,在一个火灾季节中发现15次隐火。谷物粮仓往往会发生自燃现象,这种自燃现象往往时间长、来势猛、损失大。目前一般采用温度计测量其粮仓地温度变化加以防范。采用热像仪可以准确判定这些火灾的地点和范围,做到早知道早预防,早扑灭。采用热像仪方便简单,速度快,扑灭及时。

      检查故障

红外热像仪还可以用来探测电气设备的不良接触,以及过热的机械部件,以免引起严重短路和火灾。1980年至1983年四年中,我国利用自制的热像仪对华北电力网内的20座发电厂、8座变电站和24条高压线的10000多个插头进行了过热检查,发现不正常发热点500多处,严重过热为100处,由于及时处理,未发生火灾事故。

美国保险公司的统计数据表明,在所有电气设备隐患中的25%以上是引发火灾的主要原因,都是由于插头接触不良引发的,所以美国国家防火协会的《电气维修手册70B》规定,在任何电气插头按照规定的力距被紧固之后,只要这个力矩值不变化,以后就不应当再进行紧固。所以制造良好,安装正常的电气插头,根本不需要定期紧固,只有发现其功能异常和其过热才要去处理。


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