利用远红外热像仪实现无接触检测 热像仪技术指标

炼铁厂应用远红外热像仪进行扫描的范围主要包括热风炉、高炉体裂缝泄漏及热保温部分、供水管道、热风道、除尘器烟道、进风口温控、铁罐、输煤皮带、阀门、电动机控制中心、电气控制盘、电路板、电缆接头等。以下将结合具体的案例对红外热像仪在现场的应用情况进行介绍。

1999年武钢利用远红外热像仪，发现了大量设备缺陷，避免了许多设备事故的发生，减少损失上百万，该仪器在状态检修工作中发挥的作用，是实现状态检修以来最明显和最成功的。发现的设备缺陷类型主要有：高炉内耐高温材料存在裂缝隐患、水冷系统出水温度过高（常规39℃、故障温度为87℃）、进风口、阀门保温、铁罐等。另外，热成像仪的应用还解决了铁罐铁水均匀温度的测量、炉体内部状态的测量等问题。

供风装置的检测

供风装置（储存热量）作为炼铁最前一个工艺，是把含有氧气、煤粉等高温气体传递给高炉，在供风装置的前端为被检常规设备这里不赘述但不可不检。主要介绍一下进风口的检测，热风微管一般下面连接着18个或者24个风口当然还有其他连接方式，进风口分为热风微管、上接口、中接口、下接口、弯头、直吹管然后进入炉体。热风微管与上接口连接部位为喇叭口，这里因为是最先接到供风装置传递过来的热风，故最容易聚集热量。喇叭口为焊接在热风微管上，由于受焊接质量、焊接材质等因素的影响很容易发生泄漏腐蚀等故障，常规温度为300~336℃之间，超过350℃可以看作故障温度。上接口、中接口、下接口，每一个接口都含有法兰盘、焊缝、保温管，其中焊缝、保温管是最容易出故障的部位，法兰盘则是最容易聚集热量的地方，这样就很容易造成热量过高，出现故障隐患。另外还有视孔镜、直吹管，视孔镜是在弯头部位开一个小孔安装上可视装置，来直接观看内部火焰。所以这里温度会比较高，常规温度在340℃左右，故障温度为480℃，也是比较容易发生故障的问题点。直吹管比较隐蔽，热像仪只能检测到它的一部分。在这里建议选择有语音注释和融合功能的热像仪，因为要检测的相同部位较多，如一个高炉风口就有十几个或者二十几个，每个风口都有喇叭口、上中下接口、弯头、直吹、视孔镜等，如果没有融合或者语音注释很难区分测量的故障点具体是哪一个风口的，另外可能有多个维修人员和测试人员，判断故障点的位置会更加困难。

高炉本体的检测

高炉本体主要为耐内高温材料、水冷系统、过热管系统，高温材料主要是防止其有裂缝、局部薄弱或者脱落，这些问题的出现都会造成比较大的损失。如果耐火材料出现裂缝或脱落，炉内高温铁水（1350℃左右）就会顺着裂缝或者脱落部位直接泄漏到水冷系统、保温系统、炉壁，严重的话会造成整个高炉报废。而局部薄弱会把局部耐高温材料的高温通过水冷系统、过热系统、保温系统传递给炉壁，经常用热像仪定期察看很容易发现这些隐患问题。建议用像素为160×120、显示屏幕在3.5in以上的热像仪，这样会更容易地发现局部薄弱环节的故障，从而预防裂缝或脱落故障的发生。

铁罐的检测

定期用远红外热像仪检测输送铁水的铁罐，可及时发现并消除罐体泄漏隐患，避免异常事故的发生，降低成本。铁罐比较简单主要为耐高温砖和罐体（铁皮）组成，正常状态下在运送几罐铁水后（不同的厂家对运送次数有不同的规定）铁罐就需要统一拆下来重新更换耐高温砖，但通常对拆下来的铁罐进行检测时发现耐高温砖并没有出现局部薄弱环节。例如，在一批铁罐中，每个都可以运送铁水20次甚至30次都没有问题，但是发现有一个铁罐运送到第五次时就出现了故障，通常企业就会以每个铁罐运送五次为进行拆卸维护的标准，从而造成大量的浪费。用热像仪对铁罐进行检测就会明确知道哪一个铁罐处于什么状态，什么时候需要维护，大大降低了人力和物力的成本，减少了铁罐的备用数量。罐体常规温度在320℃左右，故障温度在500℃左右，建议使用像素为160×120、有较大屏幕可以把整个罐体包含在内，同时有语音记录或融合功能的热像仪，有利于确定具体出现故障的罐体。

变压器产品的检测

炼铁厂还会使用到变压器，使用远红外热像仪可以发现变压器上下节油箱的部分连接螺栓发热的缺陷，个别螺栓温度已经达到120℃以上，严重威胁了变压器的安全运行。而因漏磁通产生的涡流损耗引起的螺栓发热缺陷平时是很难发现的，热像仪的使用可以避免这一问题的产生。

低压电气设备的检测

热像仪可以发现了大量的低压电气设备接头过热、母排接头过热、刀闸过热、保险口过热、接地线过热等缺陷。如发现400V一接地螺栓严重过热（130℃），原因是接地扁铁未正确连接在地网上，而这样的缺陷平时很难发现，也容易造成人身伤害。

电缆接头的检测

对电缆中间接头进行编号，定期用远红外热像仪进行监测和分析，把电缆接头隐患消灭在萌芽状态，因而再也没有发生过电缆中间接头过热事故。常规温度在30℃左右，夏天会到50℃，控制故障温度在83℃。超过控制故障温度就要实时检测，安排维修计划。

保温方面的检测

用远红外热成像技术完全可以检查出大面积保温的薄弱环节，大修时可以只拆除保温薄弱的地方，既解决了问题，同时也节省了大量费用。

阀门内漏方面的检测

只要管道内介质与环境温度存在一定的差值，就可以通过远红外热像仪能对阀门进行红外检测和分析，确认内漏的阀门及内漏的程度。但由于阀门、管道有保温、铁皮，给分析内漏的程度和原因带来了一定的困难。如果阀门、管道上没有保温，内漏的阀门就容易判断出来。特别是很多管子的阀门接到总管很难确定哪个阀门泄露时，使用远红外热像仪能很快查出泄露的阀门并加以更换，避免了工作的盲目性，节省了费用。

红外热像仪的原理介绍如下：

    红外热像仪，顾名思义就是利用红外线的原理成像的一种仪器；

    红外热像仪原理--分类

    红外热像仪就是探测这种物体表面辐射的不为人眼所见的红外线的设备，它反映物体表面的红外辐射场，也就是温度场。并根据物体表面的温度场，定量的测量物体的某一部分的平均温度。

    一般常用的红外热像仪分别工作在中红外(3~5um)或远红外(8~14um)波段。中红外(3-5um)的红外热像仪主要用于冶金、化工等高温领域，电力系统也有应用;远红外(8-14um)波段主要用于工业状态检测。

    红外热像仪原理

    红外热像仪原理利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统（目前先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统）接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上，在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构（焦平面热像仪无此机构）对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换成电信号，经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。

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红外热像仪 红外热像仪的原理介绍如下：_红外热像仪 1、调整焦距

可以在红外图像存储后对图像曲线进行调整，但是无法在图像存储后改变焦距，也无法消除其他杂乱的热反射。保证*一时间操作正确性将避免现场的操作失误。仔细调整焦距！如果目标上方或周围背景的过热或过冷的反射影响到目标测量的精确性时，试着调整焦距或者测量方位，以减少或者消除反射影响。

2、选择正确的测温范围

是否了解现场被测目标的测温范围？为了得到正确的温度读数，请务必设置正确的测温范围。当观察目标时，对仪器的温度跨度进行微调将得到*佳的图像质量。这也将同时会影响到温度曲线的质量和测温精度。

3、了解最大的测量距离

当测量目标温度时，请务必了解能够得到精确测温读数的最大测量距离。对于非制冷微热量型焦平面探测器，要想准确地分辨目标，通过热像仪光学系统的目标图像必须占到9个像素，或者更多。如果仪器距离目标过远，目标将会很小，测温结果将无法正确反映目标物体的真实温度，因为红外热像仪此时测量的温度平均了目标物体以及周围环境的温度。为了得到*精确的测量读数，请将目标物体尽量充满仪器的视场。显示足够的景物，才能够分辨出目标。与目标的距离不要小于热像仪光学系统的最小焦距，否则不能聚焦成清晰的图像。

4、仅仅要求生成清晰红外热图像，还是同时要求精确测温

这之间有什么区别吗？一条量化的温度曲线可用来测量现场的温度情况，也可以用来编辑显著的温升情况。清晰的红外图像同样十分重要。但是如果在工作过程中，需要进行温度测量，并要求对目标温度进行比较和趋势分析，便需要记录所有影响精确测温的目标和环境温度情况，例如发射率，环境温度，风速及风向，湿度，热反射源等等。 

5、工作背景单一

例如，天气寒冷的时候，在户外进行检测工作时，你将会发现大多数目标都是接近于环境温度的。当在户外工作时，请务必考虑太阳反射和吸收对图像和测温的影响。因此，有些老型号的红外热像仪只能在晚上进行测量工作，以避免太阳反射带来的影响。

6、保证测量过程中仪器平稳

因此在拍摄图像过程中，由于仪器移动可能会引起图像模糊。为了达到好的效果，在冻结和记录图像的时候，应尽可能保证仪器平稳。当按下存储按钮时，应尽量保证轻缓和平滑。即使轻微的仪器晃动，也可能会导致图像不清晰。推荐在胳膊下用支撑物来稳固，或将仪器放置在物体表面，或使用三脚架,尽量保持稳定。

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