紅外診斷技術(shù)-IRT培訓(xùn)報(bào)告

IRT國(guó)際紅外認(rèn)證一級(jí)證書培訓(xùn)報(bào)告2010年11月目錄2010年11月22日-26日參加了加拿大紅外技術(shù)學(xué)院（IRT）在國(guó)內(nèi)舉辦的國(guó)際紅外認(rèn)證一級(jí)證書培訓(xùn)。比較系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了紅外檢測(cè)的理論及紅外熱像儀的操作技巧，對(duì)今后紅外監(jiān)測(cè)工作會(huì)有很大的幫助，就下面四個(gè)方面對(duì)培訓(xùn)課程加以回顧。

1、紅外熱成像技術(shù)

2、紅外熱像儀的組成

3、紅外檢測(cè)的理論

4、紅外檢測(cè)的應(yīng)用1、紅外熱成像技術(shù)紅外線紅外熱成像紅外熱成像技術(shù)1、紅外熱成像技術(shù)紅外線是能量的一種形式，是電磁波頻譜的一部分。它和我們熟悉的X光以及其他可見光的光譜一樣。

所有物體都在向周圍環(huán)境持續(xù)輻射紅外能量，而這種能量是我們的肉眼不可見的。

紅外熱成像就是探測(cè)物體紅外能量，并將其從紅外光譜轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽庾V。紅外熱成像技術(shù)是一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，是對(duì)被檢測(cè)物體（設(shè)備）表面進(jìn)行非接觸的成像，并對(duì)其熱圖譜進(jìn)行分析。在設(shè)備維修方面，就是利用紅外熱成像技術(shù)對(duì)設(shè)備表面進(jìn)行非接觸式檢測(cè)，通過(guò)分析設(shè)備熱圖譜來(lái)判斷設(shè)備是否存在（潛在）故障。

2、紅外熱像儀的組成紅外熱像儀的組成關(guān)鍵部件的保護(hù)2、紅外熱像儀的組成

紅外熱像儀就是用來(lái)探測(cè)物體紅外能量，并將其從紅外光譜轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽庾V的儀器。（1）、探測(cè)器（2）、光學(xué)部分（3）、電子部分（4）、顯示器（5）、電池（6）、配件

探測(cè)器是紅外熱像儀的最關(guān)鍵的部件，其參數(shù)決定了熱像儀的檢測(cè)精度。由于紅外線對(duì)多數(shù)物質(zhì)不具備穿透性，因此光學(xué)鏡頭采用人工晶體制造。如硒化鋅、鍺、硅、藍(lán)寶石（三氧化二鋁）、氟化鈣。

探測(cè)器及鏡頭造價(jià)較高，因此日常要做好保護(hù)。3、紅外檢測(cè)的理論檢測(cè)方法和檢測(cè)類型定性熱成像熱及熱傳遞發(fā)射率/反射率/透射率3、紅外檢測(cè)的理論－檢測(cè)方法熱成像檢測(cè)方法有兩種：

被動(dòng)式檢測(cè)和主動(dòng)式檢測(cè)

被動(dòng)式熱成像檢測(cè)主要是對(duì)超過(guò)環(huán)境溫度的物體進(jìn)行成像和評(píng)估。

主動(dòng)式熱成像，是對(duì)常溫中的物體或材料進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估。但由于沒有溫差，無(wú)法得到清晰的熱圖譜。因此，只有通過(guò)改變被測(cè)物體或材料的溫度，才能進(jìn)行檢測(cè)。

我們?nèi)粘ＴO(shè)備紅外檢測(cè)均屬于被動(dòng)式檢測(cè)。

3、紅外檢測(cè)的理論－檢測(cè)類型紅外熱成像檢測(cè)有兩種類型定性和定量對(duì)工業(yè)紅外檢測(cè)人員來(lái)說(shuō)，這兩種檢測(cè)類型都很重要，兩種重要理論概念都必須學(xué)習(xí)和實(shí)踐。定性熱成像能夠拍攝優(yōu)質(zhì)的熱圖像，用于分析熱信息。定量檢測(cè)是指在拍攝優(yōu)質(zhì)熱圖像的同時(shí)，也能進(jìn)行溫度測(cè)量。平時(shí)我們往往注重定量檢測(cè)，即特別關(guān)注設(shè)備的最高溫度。但定性檢測(cè)是紅外檢測(cè)的基礎(chǔ)，首先獲得高品質(zhì)的熱圖像，才能確認(rèn)和分析現(xiàn)場(chǎng)的熱圖譜。進(jìn)而判斷設(shè)備是否存在潛在故障或設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否正常。3、紅外檢測(cè)的理論－定性熱成像定性熱成像：獲得高品質(zhì)熱圖像首要考慮檢測(cè)人員的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)檢測(cè)應(yīng)用的理解。還要考慮熱像儀的功能。光學(xué)聚焦熱聚焦空間分辨率調(diào)色板選擇透視角合成對(duì)比3、紅外檢測(cè)的理論－定性熱成像獲取定性熱成像，熱像儀主要調(diào)節(jié)：光學(xué)聚焦和熱聚焦光學(xué)聚焦：輪廓分明的聚焦對(duì)圖像的識(shí)別和分析是非常重要的。假如被測(cè)物體的聚焦不好，熱圖像的分析和溫度測(cè)量精度都會(huì)受影響。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，光學(xué)聚焦的質(zhì)量對(duì)被測(cè)物體最高溫度可出現(xiàn)8℃的偏差。檢查光學(xué)聚焦好壞的方法：可以將熱圖顏色轉(zhuǎn)換為灰色（人眼能分辨的灰色程度為64種，對(duì)彩色的分辨率為48種），如果輪廓清晰，可以認(rèn)為是光學(xué)聚焦調(diào)整成功。清晰的熱圖像對(duì)紅外分析的非常重要。3、紅外檢測(cè)的理論－定性熱成像熱聚焦：在熱聚焦時(shí)要考慮三個(gè)因素：范圍、量程、能級(jí)。范圍：即儀器能夠測(cè)量的溫度范圍。

對(duì)物體進(jìn)行檢測(cè)，需要預(yù)估物體的溫度范圍。然后設(shè)定儀器的檢測(cè)范圍，這樣可以使量程和能級(jí)更集中，圖像更加清晰。量程：調(diào)節(jié)熱圖像的熱對(duì)比度。它是一個(gè)可以調(diào)整的“視窗”，可以在選擇的范圍內(nèi)對(duì)所觀察到的能級(jí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。量程減小時(shí)圖像熱對(duì)比度增加。

調(diào)節(jié)熱圖像熱對(duì)比度，可以使熱圖像清晰，有利于判斷物體的熱源。

能級(jí)：定義為給定量程的中點(diǎn)，即熱亮度。即在選定的范圍內(nèi)調(diào)整量程的位置。

要在顯示屏上獲取一張高質(zhì)量的熱圖像，能級(jí)是非常重要的。

3、紅外檢測(cè)的理論－定性熱成像要獲得完整清晰的熱圖像，需要對(duì)異常部位進(jìn)行熱聚焦。沒有對(duì)背景進(jìn)行熱聚焦，則無(wú)法確認(rèn)是否存在問(wèn)題及問(wèn)題點(diǎn)的位置。從上面兩個(gè)熱聚焦不同的熱圖像中，可以看出熱聚焦的重要性。左側(cè)的熱圖像只能清楚地看到一個(gè)高溫點(diǎn)，不能分辨其他較高溫度點(diǎn)。而這個(gè)高溫點(diǎn)未必是我們要關(guān)注的。3、紅外檢測(cè)的理論－熱及熱傳遞但我們用紅外熱像儀觀測(cè)物體時(shí)，紅外儀所檢測(cè)到的是來(lái)自物體表面的輻射能量。但我們真正感興趣的是產(chǎn)生于物體內(nèi)部，然后在傳遞到物體表面的熱能。因此需要了解什么是熱？什么是熱傳遞？熱：是指因溫差而從一個(gè)地方到另一個(gè)地方傳遞或傳送的熱能。熱能傳遞或傳送的過(guò)程被稱為熱。熱傳遞：是溫差所導(dǎo)致熱能的轉(zhuǎn)移。熱傳遞的三種方式：傳導(dǎo)：固體間熱傳遞對(duì)流：流體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱傳遞輻射：是指通過(guò)電磁輻射而引起的熱能傳遞。3、紅外檢測(cè)的理論－熱及熱傳遞了解熱傳遞的三種方式，可以有助于我們查找熱源，從而準(zhǔn)確判斷設(shè)備的故障點(diǎn)。從上面的熱圖像可看出，水杯與桌面之間的熱傳遞方式是熱傳導(dǎo)，杯蓋的熱主要是以對(duì)流的方式傳遞的。也可以看出熱源的位置。設(shè)備檢測(cè)就是要通過(guò)熱源來(lái)查找設(shè)備故障源。發(fā)射率/反射率/透射率物體接收到的輻射能量由三部分組成：吸收、發(fā)射、透射。物體的輻射密度由三個(gè)關(guān)鍵部分組成：吸收率A、反射率R、透射率T

A+R+T=100%根據(jù)基爾霍夫定律：在任何特定溫度下，一個(gè)物體吸收的能量等于它所發(fā)射的能量。即吸收率A=發(fā)射率E，亦即E+R+T=100%。紅外能量不能穿透大多數(shù)的固體或液體，也就是說(shuō)對(duì)于紅外信號(hào)，大多數(shù)物體是不透明的。發(fā)射率/反射率/透射率紅外能量不能穿透大多數(shù)物體因此透射率T=0,

即E+R=1對(duì)肉眼來(lái)說(shuō)是透明的物體，但對(duì)紅外線來(lái)說(shuō)是不透明的。因此，我們不能透過(guò)玻璃窗等肉眼看起來(lái)透明的物體對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。發(fā)射率/反射率/透射率發(fā)射率：在同樣外界環(huán)境下，在同樣溫度下，物體表面輻射出的能量與理想物體（黑體）表面輻射能量的比率。實(shí)體只能發(fā)射其表面可用能量的一部分，這一部分就是發(fā)射率。不同物體的發(fā)射率不同，在對(duì)物體進(jìn)行紅外熱成像時(shí)必須校正發(fā)射率。下面的紅外圖像顯示了在相同溫度條件下，熱像儀測(cè)得的不同發(fā)射率的物體溫度是不同的。下表數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試取得，表示對(duì)同一物體設(shè)定不同發(fā)射率，測(cè)得的最高溫度也不同。因此紅外檢測(cè)時(shí)必須了解被測(cè)設(shè)備（電氣件）的發(fā)射率。根據(jù)被測(cè)電氣件的材質(zhì)，在熱像儀上調(diào)整發(fā)射率，以準(zhǔn)確檢測(cè)被測(cè)設(shè)備溫度。發(fā)射率最高溫度136.50.937.20.837.90.738.80.640.10.541.40.443.40.347.40.254.10.173.6發(fā)射率/反射率/透射率當(dāng)周圍的光能從被看到的物體表面發(fā)射過(guò)來(lái)時(shí)，即存在反射，同樣也適用于紅外光譜。發(fā)射率較低的物體其反射率較大，會(huì)根據(jù)不同情況顯得“更熱”、“更冷”或與周圍“一樣溫度”。因此，在對(duì)物體進(jìn)行紅外熱成像時(shí)及測(cè)量溫度時(shí)，必須校正反射率。從水杯的熱圖像，可以了解反射對(duì)紅外熱成像的影響。檢測(cè)時(shí)看到的高溫點(diǎn)可能是發(fā)射造成的，而不是設(shè)備本身的高溫點(diǎn)。紅外檢測(cè)的應(yīng)用紅外檢測(cè)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)機(jī)械行業(yè)電力行業(yè)建筑行業(yè)石油化工醫(yī)學(xué)領(lǐng)域收索和營(yíng)救在具體工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用有汽車石油化工金屬和采礦玻璃造紙紡織塑料電子紅外檢測(cè)的應(yīng)用紅外檢測(cè)按其檢測(cè)對(duì)象，主要分為：電氣熱成像：檢測(cè)電氣元件電阻值高、短路、負(fù)載不平衡、連接松動(dòng)。機(jī)械熱成像：檢測(cè)電機(jī)過(guò)載、軸承故障、支撐故障等。建筑熱成像：檢測(cè)廠房、住宅、辦公樓的保溫狀態(tài)。工業(yè)過(guò)程熱成像：對(duì)產(chǎn)品加工過(guò)程中的某一工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測(cè)。以判斷產(chǎn)品是否合格。我們工廠內(nèi)常見的，可以進(jìn)行檢測(cè)對(duì)象有：電氣控制柜、變壓器、電機(jī)、風(fēng)機(jī)、軸承、蒸汽管道、烘房、廠房及辦公樓等等。紅外檢測(cè)的應(yīng)用－電氣熱成像電氣熱成像基本理論

所有的電氣系統(tǒng)都不可能是百分百效率的，只要系統(tǒng)一運(yùn)行，電子元件和接觸面就會(huì)開始退化。在特定的運(yùn)行環(huán)境下，比如波動(dòng)、高負(fù)載、振動(dòng)、元件和周圍高溫度、風(fēng)、大氣中的化學(xué)物質(zhì)和粉塵，都會(huì)使電氣系統(tǒng)退化速度加快，故障數(shù)量也會(huì)增加。在檢測(cè)時(shí)，除了環(huán)境溫度，元器件在檢測(cè)時(shí)必須有電流通過(guò)（電氣檢查的基礎(chǔ)是能量轉(zhuǎn)換－從電能到熱能）如果該元件沒有電流通過(guò)，則沒有能量轉(zhuǎn)換，也就沒有熱能產(chǎn)生。電器元件損耗的功率與電流和電阻成正比：P=I2R紅外檢測(cè)的應(yīng)用－電氣熱成像在了解了上述關(guān)系后，我們得到3個(gè)啟示：1、要獲得“電阻”，電氣系統(tǒng)必須運(yùn)行，才能進(jìn)行電氣檢測(cè)。2、電氣檢測(cè)必須在設(shè)備有足夠的負(fù)載時(shí)才能進(jìn)行。推薦的最小電負(fù)載是設(shè)備額定