Principio de funcionamiento y aplicación del termómetro infrarrojo
1. Información general
En el proceso de producción, la tecnología de medición de temperatura infrarroja juega un papel importante en el control y monitoreo de calidad del producto, el diagnóstico y protección de fallas en línea del equipo y el ahorro de energía. En los últimos 20 años, los termómetros infrarrojos sin contacto se han desarrollado rápidamente en tecnología, su rendimiento se ha mejorado continuamente, sus funciones se han mejorado continuamente, sus variedades han seguido aumentando, su ámbito de aplicación también ha seguido ampliándose y su La cuota de mercado ha aumentado año tras año. En comparación con los métodos de medición de temperatura por contacto, la medición de temperatura por infrarrojos tiene las ventajas de un tiempo de respuesta rápido, sin contacto, uso seguro y larga vida útil. Los termómetros infrarrojos sin contacto incluyen tres series de portátiles, en línea y de escaneo, y están equipados con varias opciones y software de computadora, y cada serie tiene varios modelos y especificaciones. Entre los diversos modelos de termómetros con diferentes especificaciones, es muy importante que los usuarios elijan el modelo correcto de termómetro infrarrojo.
La tecnología de detección infrarroja es un proyecto clave de promoción de los logros científicos y tecnológicos nacionales durante el "Noveno Plan Quinquenal". El infrarrojo emitido (radiación infrarroja) muestra su imagen térmica en la pantalla fluorescente, juzgando así con precisión la distribución de temperatura de la superficie del objeto, lo que tiene las ventajas de precisión, tiempo real y velocidad. Debido al movimiento de sus propias moléculas, cualquier objeto irradia continuamente energía térmica infrarroja hacia el exterior, formando así un cierto campo de temperatura en la superficie del objeto, comúnmente conocido como "imagen térmica". La tecnología de diagnóstico por infrarrojos absorbe esta energía de radiación infrarroja para medir la temperatura de la superficie del equipo y la distribución del campo de temperatura, a fin de juzgar el estado de calentamiento del equipo. En la actualidad, hay muchos equipos de prueba que utilizan tecnología de diagnóstico por infrarrojos, como termómetros infrarrojos, televisores térmicos infrarrojos, cámaras termográficas infrarrojas, etc. Los equipos como los televisores térmicos infrarrojos y las cámaras termográficas infrarrojas utilizan tecnología de imágenes térmicas para convertir esta "imagen térmica" invisible en una imagen de luz visible, lo que hace que el efecto de la prueba sea intuitivo, de alta sensibilidad y capaz de detectar cambios sutiles en el estado térmico de la equipo y reflejan con precisión Las condiciones de calentamiento internas y externas del equipo tienen una alta confiabilidad y son muy efectivas para descubrir peligros ocultos del equipo.
La tecnología de diagnóstico por infrarrojos puede hacer predicciones confiables para fallas tempranas y el rendimiento del aislamiento de los equipos eléctricos, y mejorar el mantenimiento preventivo de prueba de equipos eléctricos tradicionales (la prueba preventiva es el estándar introducido en la antigua Unión Soviética en la década de 1950) para el mantenimiento predictivo del estado, que es también el sistema eléctrico moderno. La dirección del desarrollo empresarial. Especialmente ahora que el desarrollo de unidades grandes y de voltaje ultra alto ha presentado requisitos cada vez más altos para la operación confiable del sistema de energía, lo cual está relacionado con la estabilidad de la red eléctrica. Con el desarrollo continuo y la madurez de la ciencia y la tecnología modernas, el uso de la tecnología de diagnóstico y monitoreo del estado infrarrojo tiene las características de larga distancia, sin contacto, sin muestreo, sin desmontaje, y tiene las características de precisión, velocidad e intuición, y puede monitorear y diagnosticar equipos eléctricos en línea en tiempo real. La mayoría de las fallas (casi puede cubrir la detección de varias fallas de todos los equipos eléctricos). Ha recibido mucha atención de las industrias de energía nacionales y extranjeras (un sistema avanzado de mantenimiento basado en condiciones ampliamente utilizado en países extranjeros a fines de la década de 1970) y se ha desarrollado rápidamente. La aplicación de la tecnología de detección de infrarrojos es de gran importancia para mejorar la confiabilidad y eficacia de los equipos eléctricos, mejorar los beneficios económicos de operación y reducir los costos de mantenimiento. Es un método muy bueno que se promueve ampliamente en el campo del mantenimiento predictivo en la actualidad, y puede elevar el nivel de mantenimiento y el nivel de salud de los equipos a un nivel superior.
La tecnología de detección de imágenes infrarrojas se puede utilizar para realizar una detección sin contacto de equipos en funcionamiento, fotografiar la distribución de su campo de temperatura, medir el valor de temperatura de cualquier parte y diagnosticar varias fallas externas e internas en consecuencia, con telemetría en tiempo real, intuitiva y cuantitativo Con las ventajas de la medición de temperatura, es muy conveniente y efectivo para detectar el equipo operativo y el equipo vivo de plantas de energía, subestaciones y líneas de transmisión.
El método de uso de una cámara termográfica para detectar equipos eléctricos en línea es el método de registro de temperatura por infrarrojos. El método de registro de temperatura por infrarrojos es una nueva tecnología utilizada en la industria para la detección no destructiva, el rendimiento de los equipos de prueba y el dominio de su estado operativo. En comparación con los métodos tradicionales de medición de temperatura (como termopares, láminas de cera con diferentes puntos de fusión, etc. colocados en la superficie o el cuerpo del objeto medido), la cámara termográfica puede detectar la temperatura del punto caliente en tiempo real, cuantitativamente y en línea dentro de una cierta distancia. , También puede dibujar la imagen térmica del gradiente de temperatura del equipo en funcionamiento, y tiene una alta sensibilidad y no se ve afectado por los campos electromagnéticos, por lo que es conveniente para el uso en el sitio. Puede detectar fallas térmicamente inducidas de equipos eléctricos con una alta resolución de 0.05 grados en un amplio rango de -20 grados a 2000 grados, revelando como el calentamiento de uniones de cables o abrazaderas y calor local. manchas en equipos eléctricos, etc.
La tecnología de diagnóstico por infrarrojos de equipos vivos es un tema nuevo. Es una tecnología integral que utiliza el efecto de calentamiento de equipos cargados, utiliza equipos especiales para obtener información de radiación infrarroja emitida desde la superficie del equipo y luego juzga el estado del equipo y la naturaleza de los defectos.
2. Teoría básica de infrarrojos
En 1672, se descubrió que la luz del sol (luz blanca) se compone de luz de varios colores. Al mismo tiempo, Newton llegó a la conclusión de que la luz monocromática es de naturaleza más simple que la luz blanca. Use un prisma dicroico para descomponer la luz solar (luz blanca) en luces monocromáticas de rojo, naranja, amarillo, verde, azul, azul, púrpura, etc. En 1800, el físico británico FW Huxel descubrió los rayos infrarrojos cuando estudió varias luces de colores del punto de vista térmico. Cuando estaba estudiando el calor de varios colores de luz, bloqueó deliberadamente la primera ventana de la habitación oscura con una placa oscura, abrió un orificio rectangular en la placa y se instaló un prisma divisor de haz en el orificio. Cuando la luz del sol pasa a través del prisma, se descompone en bandas de luz de colores y se usa un termómetro para medir el calor contenido en diferentes colores en las bandas de luz. Para comparar con la temperatura ambiente, Huxel usó varios termómetros colocados cerca de la banda de luz coloreada como termómetros comparativos para medir la temperatura ambiente. Durante el experimento, descubrió accidentalmente un fenómeno extraño: un termómetro colocado fuera de la luz rojiza tenía un valor más alto que otras temperaturas en la habitación. Después de prueba y error, esta llamada zona de alta temperatura con la mayor cantidad de calor siempre se ubica fuera de la luz roja en el borde de la banda de luz. Por lo que anunció que además de la luz visible, también existe una “luz roja” invisible al ojo humano en la radiación emitida por el sol. Esta "luz roja" invisible se encuentra fuera de la luz roja y se llama luz infrarroja. El infrarrojo es un tipo de onda electromagnética, que tiene la misma esencia que las ondas de radio y la luz visible. El descubrimiento de los infrarrojos es un salto en la comprensión humana de la naturaleza y ha abierto un nuevo y amplio camino para la investigación, la utilización y el desarrollo de la tecnología infrarroja.
La longitud de onda de los rayos infrarrojos está entre 0.76 y 100 μm. Según el rango de longitud de onda, se puede dividir en cuatro categorías: infrarrojo cercano, infrarrojo medio, infrarrojo lejano e infrarrojo extremadamente lejano. Su posición en el espectro continuo de ondas electromagnéticas es el área entre las ondas de radio y la luz visible. . La radiación infrarroja es una de las radiaciones electromagnéticas más extensas de la naturaleza. Se basa en el hecho de que cualquier objeto producirá sus propios movimientos moleculares y atómicos irregulares en un entorno convencional, y continuamente irradiará energía térmica infrarroja, moléculas y átomos. Cuanto más intenso es el movimiento, mayor es la energía radiada y viceversa, menor es la energía radiada.
Los objetos con una temperatura superior a cero emitirán rayos infrarrojos debido a su propio movimiento molecular. Después de que el detector de infrarrojos convierte la señal de potencia radiada por el objeto en una señal eléctrica, la señal de salida del dispositivo de imágenes puede simular completamente la distribución espacial de la temperatura de la superficie del objeto escaneado uno por uno. Después de ser procesado por el sistema electrónico, se transmite a la pantalla de visualización y se obtiene la imagen térmica correspondiente a la distribución de calor en la superficie del objeto. Usando este método, es posible realizar la imagen de estado térmico de larga distancia y la medición de temperatura del objetivo y analizar y juzgar.
