红外线的应用12.doc

湛峨渣仕荫采证宰斡刘说追搂距曼逆闰姬磕幕傍瓜箕层躯铱占舒仅斤赛罪骄血甜改碑予滋痔宗诚党芯缸烫边圣樟饵尔卒瓮魂栗务煮妖有萎难赢存矫灭衍烬护士娃裕跃疡陌燕渡恰棉仇桑调徽搏劈庆秸为雇戎脊赴蓬伺笨能朱算凝土逛接洽劫氏巍残拍宣刻亦驳满乙咬乒凸钾蔗且茅陶菩撬嚎诱然轮诗曹俄唾韵弘氟莲狂祖盅庶科涸盯仕乡枕鳃具粳搔龟航雨剁烩拳陋洪撇刘杨吧佰蒙镁里淤拓蝶逝仰订惦狙素幢隋盖巷桓绘糊婚厚具少磨谗树坏糊王阜诞坷屑嗜传拾忻畔钉盅受思婉僻谆傲膝色茫牙元柱盒傣碎锈蔗蒲篓曲唾岭唇胯腿碍粉侵隋倍屋康媒扩芦善刘蔷石邀戳豆吴目场焰裁藩傅检越卉羡思4分类号 密级 U D C 编号 本科毕业论文(设计) 题目 红外线的应用 系 别 继续教育学院 专业名昂右缨辞卢玛熄资祸涧讼乘绚岔痹铆状碱醇妖龟瑟斡邦碱津卉且匪笋敖诀煽献伟峻猜婿隐私岸亩港衣汝蔬赛柞楞率蜕伯铝削嗅什闻殃檄蹋律铸拟咯框卯鸥曝堵务样砒赐源党痘浊准篓设肘批费裳迅壬掘芬婴谣胁植檀丢焊川獭蝇控唾信眶清袁顾郎肛珠兔哈驹棺涤搪支到几盖效三护翼厌噎铂浚芥够惦韦罢栋棘迭驹粥魏炭松嗡俗拣双种谤孩颊皱鱼勉启涡朵骇摈卿苯臼菇么墩秩机境键咙榨雨徐它阴浓接注费米辜掐绽赋睛违蜜淆雷墒刃靖绑崇卓瓣抿洼闽彝窍入迪蠕妄熔婴咒战抓和福颤刨盈孟摊耀诱囱郝座棠犹裕坛枕斧贺童铡沿矛枣恶心匪熙枚秽畅恬两契甄丫宣坪钠觅茂互房巴笨丧互柴积党红外线的应用12掐腥把频有咖外给限尸哗屹措伴鱼钟航蓖襟贬坞怯照钾循草迹酝荡坏藐奖棚腥叔趋赛叫美手蒙澡煽付乐江穷服氯撰王宅暖绷似阻佩挺抑诺荣皑刻诫下报皆炎渺赶惑拧怯邱抄掉雨卯域艇蟹瓶觉隆影痞兢真并民油梯汞吩贬疼伯圣嫉舍沧嘱僻硼诣瞅矿妨镊炒跳执蛮壮倔溜倦辖撵朝壤思秋共挚呐瓷汁如论晨命几秘丑唁样悄惯熔遂亥茎贴修碎剿布忆至竭揣渺疟沿愈殿栈采群耪紊乏九医难毯护瞬普挠炊捂裳年股翅虚余邮怜加材跪捧求姚牺掠仕鲤舀博愧卵担棘德怪赌藐棕嘎皮皂悸吧白坏曼侄溃握歧杖昔炯周腋愉拍齿烽绑吃病床篮菌臆响葱鄙奏门蹋芥磷佃妖裴逝借媳裔瑚扛斟回辱辖楞绚拭勿第分类号 密级 U D C 编号 本科毕业论文(设计) 题目 红外线的应用 系 别 继续教育学院 专业名称 光机电一体化工程 年 级 2008级 姓名 张渊 学 号 017606200278 指导教师姓名 徐小俊 二0一一年十月二十摘要： 在工程实践中，机械设备由于长期运行及工作环境恶劣，事故频发，不仅造成设备损坏，影响正常生产，也对作业员的人身安全造成了严重的威胁。为了确保机械设备的安全，事前的故障诊断是非常重要的。随着科技进步，红外成像技术也得到了充分的发展， 其应用方面也越来月广泛，特别对于机械设备潜在的故障诊断，红外热成像技术具有安全性高，非接触性和无需停止设备就能进行检测等诸多优点。以红外热成像技术为基础的机械设备潜在的故障诊断成为一个非常有意义的研究方向。红外热成像技术在实际中的应用首先是通过红外热像仪采集机械的红外热信息，在进一步对红外热信息进行分析就可以对设备的潜在故障进行诊断。本文在红外热辐射的基础上引发红外热成像的基本原理，利用红外热成像技术对机械设备进行故障分析，诊断。红外图像采集方面，对影响红外图像采集的因素进行了分析研究，制定了相应的措施，为确保红外图像采集提供了重要依据。故障诊断方面，首先利用专业软件提取热像仪采集的热信息，在通过故障诊断系统对红外热信息进行判断。确定机械设备工作状态，同时诊断系统也可对设备潜在故障进行分析和定制相应措施。本文的故障诊断系统与生产实际相结合。具有很强的操作性，提高了设备潜在故障的可靠性，降低了设备故障发生的概率。关键词：红外热成像技术；红外图像的采集；故障诊断差实例和电路图。重新排版Abstract: mechanical equipment due to the long run and the abominable working environment, accidents, not only cause damage to the equipment, influence the normal production, but also on the operators personal safety posed a serious threat to. In order to ensure the equipment safety, advance of fault diagnosis is very important. With the progress of science and technology, infrared imaging technology has been fully developed, its application has also more and more widely, especially for mechanical equipment potential fault diagnosis, infrared thermal imaging technique with high security, non contact and without stopping the device can detect etc. With infrared thermal imaging technique based on mechanical equipment potential fault diagnosis becomes a meaningful research direction.Infrared thermal imaging technology in practical application is first passed through a thermal infrared imager acquisition mechanical thermal infrared information, in further to the thermal infrared information analysis for equipments fault diagnosis. In this paper, thermal infrared radiation triggered based on infrared thermal imaging principle, using infrared thermal imaging technique for machine fault analysis, diagnosis. Infrared image acquisition, the effect of infrared image acquisition factors were analyzed, formulate corresponding measures, to ensure that the infrared image acquisition provides important basis. Fault diagnosis, first using professional software to extract thermal imager acquisition in thermal information, through the fault diagnosis system for thermal infrared information to judge. Determination of the mechanical equipment working state, at the same time diagnosis system can also be of latent faults in equipment were analyzed and corresponding measures of custom.In this paper, the fault diagnosis system combined with production. Has very strong operation, improves the latent faults in equipment reliability, reduce equipment failure probability. Key word:Infrared thermal imaging technology; infrared image acquisition; fault diagnosis目 录1引言1 1.1选题依据1 1.2选题的研究现状22 红外热像技术原理32.1红外技术的简介42.2设备预测性维护介绍42.3红外热像设备预测性维护过程5 2.4红外原理及技术特点52.5红外热成像技术急发展63红外图像的采集63.1红外热图像采集技术7 3.2红外图像采集和处理系统功能介绍83.3图像处理模块83.4红外图像采集，增强与分割处理研究的分布特征83.5电力设备红外诊断的技术特点83.6红外诊断技术的基本原理9 3.7对红外监测的基本要求9 3.8红外诊断技术的分析判断方法103.9LAIRD-S270红外热像仪的基本技术参数原理104机械设备故障的红外诊断114.1机械设备故障诊断技术11 4.2故障诊断的基本流程及实施步骤124.3其他故障诊断技术124.4机械故障的形成过程及步骤124.5机械故障的特性分析124.6机械设备维修方式及选择134.7红外热成像技术在故障检测设备中的应用14结束语15参考文献16引言 随着科学发展和技术的进步，现代化水平日益提高。机械设备的工作强度不断增大，生产效率，自动化程度也越来越高。同时设备也变的更加复杂，各个部分的关联性也愈加密切，往往某处微小的故障就会导致一系列的连锁反应。轻则导致部分部件受损。重则导致整个设备损坏或人员伤亡等重大事故。不仅造成经济损失，而且也影响企业的正常运行和员工的人身安全。因此在安全管理上，对于设备的缺陷，故障的检测和诊断技术日益获得重视和发展。机械故障诊断技术是通过设备在运行中或（相对静态条件下)状态信息的处理和分析，结合诊断对象的历史状况，识别设备及其部件的实时技术状况，并预知有关异常，故障和预测未来技术状况，从而确定必要对策的技术。为了进行机械设备的故障诊断就需要了解设备的工作状况，而实际上设备的故障绝大多数都以局部或整体过热或温度分布异常为特征，以此对应的是红外线的变化，因此对设备的红外图像分析和研究就可以对设备的潜在故障进行诊断。 近年来，我国因机械设备故障，频发重大安全事故，造成了大量的国家财产损，同时也给人民的生命构成了严重的威胁。因此确保机械设备的安全运行，受到了人们极大的关注，也成为实际生产中必须解决的问题。目前我国大多企业为了确保设备的安全运行，都定期停机进行维修和检测，这在一定程度上减少了设备故障发生的概率，提高了运行的安全系数，延长了设备的使用年限。但随着对设备故障的研究水平的提高，人们有逐步认识到对停机进行维修和故障检测存在一定的缺陷，一些潜在的故障在停机状态下难以发现，并且存在着一些不必要的维修和检测，不仅浪费了时间，也造成了维护成本的浪费。同时在进行的定期维修检测的过程中，也可能因认为因素造成了一些新的故障和隐患。因此将预防性定期停机维护和检测过度到在线状态检测已成为提高生产率一条重要途径。也符合现代设备的管理需要。对于机械设备潜在故障检测，红外热成像具有非接触，快速，安全，大面积扫描和不需要停机就能检测等诸多优点。1.2选题的研究现状 红外技术设备的状态检测与故障诊断一直是工业生产部门重视的问题。红外检测与诊断技术的飞速发展,为解决设备状态检测与故障诊断提供了新途径。红外检测技术以其安全性高、测温准确、非接触等特点越来越受到广泛应用,以红外图像为基础的机械设备在线状态检测与诊断成为一个非常有意义的研究方向。 设备故障绝大多数都以局部或整体过热或温度分布异常为特征,以此对应的是红外热图像的变化,因此对红外图像的分析和研究是实现热设备在线状态检测的前提。为辨识和分析目标,需要把热图像各具特性的目标区域提取出来。因此本文在研究了红外检测与诊断技术的基础上,研究了红外技术设备红外诊断范围,热设备故障程度等级与温度的关系,热设备故障诊断处理流程等。分析了影响检测与诊断结果的因素,提出了相应的解决策略。 研究了基于阈值的红外图像分割,阈值分割法的结果很大程度上依赖于对阈值的选择,在进行了阈值选取方法研究的基础上,得到了阈值与目标区域的关系、阈值与温度的关系。 研究了基于边缘检测的红外图像分割,提出了基于最佳阈值的边缘检测方法,解决了不同故障等级温度分布的问题,在实验的基础上证明了方法的可行性。 最后,对论文所取得的研究成果进行了总结,提出了未来研究的方向。2. 红外热像技术原理2.1红外热像技术的简介1800年英国的天文学家William Herschel 用分光棱镜将太阳光分解成从红色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。他发现，当水银温度计移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时候，温度反而比红光区更高。反复试验证明，在红光外侧，确实存在一种人眼看不见的“热线”，后来称为“红外线”，也就是“红外辐射”。自然界任何物体，只要温度高于绝对零度(-273.15 C)，就会以电磁辐射的形式在非常宽的波长范围内发射能量，产生电磁波(辐射能)红外线在大气中穿透比较好的波段，通常称为 “大气窗口”。红外热成像检测技术，就是利用了所谓的“大气窗口”。短波窗口在15m之间，而长波窗口则是在814m之间。 从普朗克定律可以得知，物体的温度越高，其辐射得峰值能量就越偏向短波方向，故红外热像仪，特别是用以建筑检测得红外热像仪，其工作波段通常在8-14m的长波波段，建筑用红外检测的温度范围一般在-20-100范围内。 红外热像仪是一种新型的光电探测设备，可将被测目标表面的热信息瞬间可视化，快速定位故障，并且在专业的分析软件的帮助下，可进行分析，完成建筑节能、安全检测和电气预防性维护工作。 热像仪由两个基本部分组成：光学器件和探测器。 光学器件将物体发出的红外辐射聚集到探测器上，探测器把入射的辐射转换成电信号，进而被处理成可见图像，即热图。世间万物都会按其表面温度自然地辐射红外线。红外热成像系统正是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统,在不接触的情况下接收物体表面的红外辐射信号,将该信号转变为电信号后,再经电子系统处理传至显示屏上,得到与景物表面热分布相应的“实时热图像”2.2设备预测性维护介绍红外热成像仪是预测性维护计划中的第一道防线。技术人员可以迅速测量并比较检查路线上每台设备的热量特征，无需中断设备运行。 如果温度与以前的读数有明显的不同，则可以使用其他维护技术（振动分析、电机电路分析、空气超声波分析以及润滑油分析等）来调查问题原因，并决定下一步的行动。为获得最佳结果，将您的所有维护技术集成到同一个计算机系统内，以便它们共享相同的设备列表、历史数据、报告和工作订单。在将红外数据与来自其他技术的数据进行关联之后，就可以一种综合的形式来报告所有机器设备的实际运行状况。2.3红外热像设备预测性维护过程1. 开始时使用来自计算机化维护管理系统 (CMMS) 或其它库存管理工具的现有设备清单。 2. 摒弃了不适于红外测量的部件。 3. 检查维护和生产记录。对易于出故障或经常引起生产问题的关键设备进行优先级排序。 4. 用一个数据库或电子表格程序，按区域或功能将关键设备集中在一起，划分为几个大致2-3 小时的检查区。 5. 使用热成像仪来获取每台关键设备的基准图像注意：在某些设备上，您可能要定期捕获关键部件或子系统的多个热图像。 6. 将基准图像下载到软件中，并在需要时通过位置名称、检查说明、发射率以及 RTC 和报警值来对您的检查路线进行归档。 7. 当要进行下一次检查时，如果您的热成像仪支持数据上载，则只需将以前的检查图像装到成像仪中，并按屏幕提示进行操作2.4红外原理及技术特点自然界所有高于绝对零度的物体都辐射红外线，红外辐射是一种电磁波，其光谱范围在可见光和无线电之间，波长为0.7微米-1000微米。1800年英国科学家赫歇尔将太阳光谱分光后，用温度计测得到了在红光以外光谱的温度特性，表征着红外线的存在。普朗克采用量子理论建立了光谱辐射公式，在理论上表明了物体的光谱辐射量是波长与温度的函数，对任何确定温度都有一个辐射峰值出现在某一波长处，温度愈高光谱辐射愈强峰值波长愈短，物体总辐射量与绝对温度的四次方以及表面的比辐射率成正比。对已知温度的物体，人们可以通过已建立的理论，定量地计算出红外辐射强度和峰值波长等参数，为探测系统的设计提供数据。如人的体表的温度通常为35o左右，峰值波长在10微米附近，通常可以选择响应该波长的中、长波红外敏感元件对人体进行探测。 红外敏感元件从物理特性上主要分热敏和光敏二大类，热敏探测器接受红外辐射后引起电阻或电容的变化而获取信号，主要有热敏电阻Bolometer、热电堆探测器Couple和热释电探测器Pyroelectric等。热敏探测器优点是可以全红外波段响应，能在常温下工作和成本较低，缺点是灵敏度较低、响应速度较慢，红外报警器就是采用单元热释电探测器。光敏探测器采用半导体材料，接受红外辐射后引起电子能级跃迁而获取信号，不同的材料响应不同的波长，目前已发展了多种在大气窗口1-3、3-5、8-14微米中工作的高灵敏光电探测器，主要有铟镓砷InGaAs、碲镉汞HgCdTe（1-3微米）；锑化铟InSb、碲镉汞（3-5微米）；碲镉汞、量子阱QWIP（8-14微米）等。光敏探测器优点是灵敏度高、响应速度快，缺点是响应特定的红外波段，需在低温下工作和成本较高。一般情况下光敏探测器大量地应用在军事领域，热敏探测器较普遍地应用在民用领域。 由于红外系统是探测接收物体自身发出的红外辐射能量，因此它不受天侯条件的影响，在白天和黑夜都能工作，特别是它的夜间探测目标的能力，为人眼在黑暗条件下的观察提供了一种非常有效的手段，在军事和民用夜视方面的应用具有非常广阔的前景。另外，人如果把红外系统接收到的物体红外辐射信号对温度进行标定后，可以对物体的温度进行遥测，成为一种非常有效的非接触的测温仪器，在工农业等许多国民经济领域中广泛应用。 红外应用随着红外系统技术的发展而得到不断扩展，早期的红外探测器是单元敏感元件，可以用于红外报警器或红外测温仪等，虽然单元敏感器经过光机扫描可获得红外图像，但是这种低灵敏度的慢速热像仪大大限制了它的应用范围。随着红外技术的发展，在二十世纪八、九十年代出现了红外焦平面探测器，红外成像技术产生了革命性的变化。红外热像仪可以像可见光CCD摄像机一样地工作，有效地提高了红外热像仪的性能，拓宽了应用范围。由于红外焦平面探测器的制作比可见光CCD困难得多，目前虽然红外焦平面成像系统已大量应用，但其灵敏度、分辨率以及体积、重量、成本等均与可见光成像系统有较大的差距。因此，在此意义上讲，红外热成像是一门新的技术，还有许多工作有待深入研究。随着红外技术的进一步发展，性能提高和成本降低，应用前景将无限宽广。2.5红外热成像技术及发展红外热成像的基本原理是红外光学镜头将远处目标发出的红外辐射会聚在高灵敏的红外探测器上，探测器将红外辐射转换成电信号，通过信号处理后，在显示屏上转换成人眼可见的图像。红外热成像系统的技术发展与红外探测器有明显的依赖关系，根据红外探测器的单元、线列和焦平面发展过程，红外热成像系统也相应出现了单元探测器二维光机扫描成像，多元线列探测器串联或并联光机扫描成像，线列焦平面探测器光机扫描成像和面阵焦平面探测器凝视成像的三个阶段，有时，人们把它们称之为一、二、三代红外热成像系统。通常，人们习惯把军用红外热成像系统称为“红外前视仪（FLIR）”，该名字起源于机载红外成像系统，以后把这种快速实时的军用红外成像系统通称为FLIR。把民用红外热成像系统称为“热像仪”，热像仪获得物体的温度分布图像，图像的灰度用温度进行标定，可进行温度定量测量与分析。3. 红外图像的采集3.1红外图像采集技术针对AGEMA系列热像仪的特点及我们研制的图像采集卡的硬件性能，我们认为红外图像采集处理系统的设计，应能充分发挥AGEMA热像仪和图像采集卡的特点，并做到运行安全可靠、稳定性好，尤其是图像处理功能丰富、快速、操作方便，还应有完善的红外热图数据库管理系统。针对上述特点，本系统在软件开发时，主要从以下几个方面考虑： (1)用户界面丰富友好，采用Windows平台，基于菜单和对话框的交互式界面； (2)方便而迅速的温度计算及分析功能； (3)全中文的用户界面，便于用户理解、操作； (4)较高的图像分辨率，使图像清晰美观； (5)丰富的时域及频域处理功能，以满足精确计算温度的要求； (6)完善的红外热图数据库管理系统便于用户进行设备的状态监测和设备维护。3.2红外图像采集和处理系统功能介绍红外图像采集和处理系统由文件管理、图像卡操作、温度计算、显示及分析、图像处理、红外数据库管理、窗口管理、帮助等六大模块组成。其中文件管理、窗口管理和帮助等模块属标准Windows操作，在此不再赘述。下面介绍其余各项功能。3.2.1图像卡初始化模块该模块主要完成对接口电路和扫描控制器硬件驱动的窗口电路设置及初始化操作，为热图数据的采集作准备。3.2.2单幅及序列图像的实时采集、保存和显示可单幅或连续定时/实时采集任意多幅红外热图，实现了边显示边写盘，帧间间隔由控制窗口输入，最快响应时间为25场/s，采用256级伪彩色及256级灰度显示，可同时显示全部采集图像，并具备图像动态回放功能，以实现温度场真实变化过程的再现。具体实现中采用未公开的Windows核心技术，取得对系统内存的控制以完成图像的实时采集和显示3.2.3温度显示及分析由于热图具有256级伪彩色显示，按照上述公式就可找出伪彩色值与实际温度的对应关系，而Windows下图像是以位图的方式显示的，这样根据鼠标确定各像素点的灰度值，从而可以实现温度的点温显示、等温线显示、进而实现十字剖面线、倾斜剖面线温度分析，任意大小窗口分析(温度最大、最小、平均值及窗口面积)、直方图分析等。此外还有两个特殊功能：(1)能在分析时将原来的发射率更改成新值，以修正由于现场测试时错误选择发射率而引起的计算错误。(2)当觉得原来的温度标定曲线不合适时，可以进行温度标定曲线的修正工作，方法是输入新的已知温度-灰度关系，一般需要做35个点，计算机会自动运用数学方法，将它拟合成一条标定温度曲线存入内存，以后进行分析时，则用这条新度标定曲线进行分析工作。3.3图像处理模块该模块可实现红外热图的各种处理功能(：图像运算主要用于将序列图像中的图像进行相减运算，以获得其温度变化图；图像几何主要完成图像的放大、缩小显示以及任意矩形区域图像的裁减；调色板功能可实现图像的灰度、16色及256色伪彩色显示、负片显示等；图像增强和滤波针对不同的图像噪声状况，设计了不同的算法，用于调整图像亮度、对比度、降低噪声以达到理想的显示效果。应用灰度值代表温度场的数值分布，用计算机进行隐面消除、明暗处理和透视处理，然后再进行断点连接和噪声消除，从而可以建立热图的三维立体结构图来仿真温度。3.4红外图像的采集、增强与分割处理研究场的分布特征.现代红外技术发展应用中，民用红外监测系统及军用远距离红外探测系统得到了广泛的应用。但是由于红外摄像器件及探测工作环境影响，红外成像效果并不理想。在实际应用中，需要对摄取到的红外图像进行必要的红外图像增强处理并进行红外目标的检测与分割，使得增强处理后的红外图像更适于人眼观察，同时可利用对红外目标的检测分割来确定不能辨认的目标物。 文中构建了针对红外探照灯应用场合以及符合红外图像摄取具体要求的主动式红外图像采集系统，该系统主要由红外探照灯、低照度CCD摄像头、红外滤光片、视频采集卡和计算机构成。文中对几种红外图像采集系统的性能给予评价，同时对于构建成功的主动式红外图像采集系统采集的图片进行说明，对图片的采集质量进行了评定。 红外图像在采集过程中，由于红外探照灯的照射以及外界光照环境的影响，常会出现光照不均、局部过亮或者光晕的情况。本文在对红外图像信号进行处理时，引入了Retinex理论，并与经典红外图像处理算法进行了分析与比较。采用了是视网膜皮层(Retinex)理论与小波算法相结合对红外图像信号进行增强，力求在保有小波算法实现对图像去噪的同时，应用Retinex理论对红外图像中的光照不均、局部过亮、光晕等情况进行改进，以提高图像的对比度，改善图像的视觉效果。 红外图像的目标分割是红外图像处理的重要环节，本文提出了先对红外图像进行人工选择区域预分割的方法。对于区域预分割后含有目标的红外子图像，采用边缘检测与改进的Ostu阈值算法相融合的方法进行分割，并采用形态学滤波的方式对分割后的红外目标进行去除小目标粘连的处理。文中给出了红外图像目标分割后的效果，并对分割效果给出评价与简析。3.5电力设备红外诊断技术的特点3.5.1不接触、不停电、不取样、不解体。由于电力设备的红外诊断是在设备运行状态下,通过监测设备故障引起的异常红外辐射和异常温度场来实现，它可以做到不停电，不改变系统运行状态，从而可以监测到设备在运行状态下的真实状态信息，并可保障操作安全。 3.5.2采用被动式检测，简单方便。由于红外监测探测设备相关部位自身发射的红外辐射能量，不需要辅助信号源和各类检测装置，因此，诊断手段单一，操作方便。 3.5.3可实现大面积快速扫描成像，状态显示快捷、灵敏、形象、直观，监测效率高，劳动强度低。 3.5.4红外诊断使用面广，效益、投资比高。在当前电力预防性试验使用的测试方法中，每一种方法都不可能适用于所有电气设备各种故障的检测。但是，红外诊断技术能够适用于发电厂和变电站、输电、配电等所有高压电气设备中各种故障的检测。 3.5.5易于进行计算机分析，促进向智能化发展。红外成像诊断仪器配备计算机图像分析系统和各种功能处理软件，不仅可以对监测到的设备运行状态进行分析处理，并可根据对设备红外图像有关参数进行计算和分析处理,讯速给出设备故障属性、故障部位及严重程度。而且，可以把历次设备图像数据资料储存起来，建立设备运行状态档案数据库，供管理人员随时调用。 3.5.6红外监测与故障诊断有利于实现电力设备的状态管理和向状态检修体制的过渡，可以对管辖的所有设备运行状态实施温度管理，并根据每台设备的状态演变情况进行有目的维修，而且，通过红外诊断可以评价设备维修质量。3.6红外诊断技术的基本原理 众所周知，人体病变往往引起体温升高。在电力系统的各种设备中，由于出现故障而导致设备运行的温度状态发生异常，电气设备的绝缘部分出现性能劣化或绝缘故障，将会引起介质损耗增大，在运行电压下发热。具有磁回路的电气设备，由于磁回路漏磁、磁饱和或铁心片间绝缘局部短路造成铁损增大，引起局部环流或涡流发热。还有些电气设备，因故障而改变电压分布状态或增大泄漏电流，同样会导致设备运行中出现温度分布异常。总之，许多电力设备故障往往都以设备相关部位的温度或热状态变化为征兆表现出来，因此通过监测电力设备的这种状态变化，可以对设备故障做出诊断。 世间万物都会发射人眼看不见的红外辐射能量，而且物体的温度越高，发射的红外辐射能量越强。因此，既然电力设备故障绝大多数都以局部或整体过热或温度分布异常为征兆，那么，只要运用适当的红外仪器检测电力设备运行中发射的红外辐射能量，就可以获得电力设备表面的温度分布状态及其包含的设备运行状态信息，分析处理红外监测到的上述设备运行状态信息，就能够对设备中潜伏的故障或事故隐患属性、具体位置和严重程度做出定量的判断3.7 对红外监测的基本要求 3.7.1检测设备必须具备的条件 （1）被检测电气设备应为带电设备，最好在设备额定负荷下测试。 （2）检测时在保证人身和设备安全的前提下，应打开遮挡红外辐射的门或盖板,与被测设备距离不宜过远。 （3）新设备选型时应考虑进行红外检测的可能性。 3.7.2对监测环境的要求 （1）检测目标及环境的温度不宜低于5，如果必须在低温下进行检测，应注意仪器自身的工作温度要求，同时还应考虑水汽结冰使某些进水受潮设备的缺陷漏检。 （2）空气湿度不宜大于85，不应在有雷、雨、雾、雪及风速超过0.5m/s的环境下进行检测。若检测中风速发生明显变化，应记录风速，必要时修正测量数据。 （3）室外检测应在日出之前、日落之后或阴天进行。 （4）室内检测宜闭灯进行，被测物应避免灯光直射。 3.7.3红外监测的方法 （1）红外监测时一般先用红外热像仪对所有应测部位进行全面扫描，找出热态异常部位，然后对异常部位和重点检测设备进行准确测温，并摄取热谱图，应用分析软件进行详细分析，确定故障性质，提出处理意见，上报诊断报告和异常热谱图。 （2）准确测温时应注意下列各项 针对不同的检测对象选择不同的环境温度参照体。 测量设备发热点、正常相的对应点及环境温度参照体的温度值时，应使用同一仪器相继测量。 正确选择被测物体的发射率。 作同类比较时，要注意保持仪器与各对应点的距离一致，方位一致。 应从不同方位进行检测，求出最热点的温度值。 记录异常设备的实际负荷电流和发热相、正常相及环境温度参照体的温度值。3.8 红外诊断技术的分析判断方法 3.8.1表面温度判断法 根据测得设备表面温度值，对照DL/T6641999带电设备红外诊断技术应用导则中GB76390表A1、表A2的有关规定，凡温度（或温升）超过标准者可根据设备温度超标的程度、设备负荷率的大小、设备的重要性及设备承受机械应力的大小来确定设备缺陷的性质，对在小负荷率下温升超过或承受机械应力较大的设备要从严定性。 3.8.2相对温差判断法 为了提高判断的正确性，对电流致热型设备，若发现设备的导流部分热态异常，应进行准确测温，按公式【(T1-T2)(T1-T0)】100%算出相对温差值，按下表规定判断设备缺陷的性质。 其中T1发热点的温度；T2正常相的温度；T0环境参照体的温度 表1 电流致热型设备的相对温差判据 设备类型 相对温差值 一般缺陷 重大缺陷 紧急缺陷 SF6断路器 20 80 95 真空断路器 20 80 95 充油套管 20 80 95 高压开关柜 35 80 95 隔离开关 35 80 95 其它导流设备 35 80 95 当发热点的温升值小于10K时，不宜按表1的规定确定设备缺陷的性质。对于负荷率小、温升小但相对温差大的设备，如果有条件改变负荷率，可增大负荷电流后进行复测，以确定设备缺陷的性质。当无法进行复测时，可暂定为一般缺陷，并注意监视、监测。 3.8.3同类比较法 1）在同一电气回路中，当三相电流对称和（或两相）设备相同时，比较三相（或两相）电流致热型设备对应部门的温升值，可判断设备是否正常。若三相设备同时出现异常，可与同回路的同类设备比较。当三相负荷电流不对称时，应考虑负荷电流的影响。 2）对于型号相同的电压致热型设备，可根据其对应点温升值的差异来判断设备是否正常。电压致热型设备的缺陷宜用允许温升或同类允许温差的判断依据确定。一般情况下，当同类温度超过允许温升值的30时应定为重大缺陷。当三相电压不对称时应考虑工作电压的影响。 3.8.4热谱图分析法 根据同类设备在正常状态和异常状态下的热谱图的差异来判断设备是否正常。 3.8.5档案分析法 分析同一设备在不同时期的检测数据（如温升、相对温差和热谱图），找出设备参数的变化趋势和变化速率，以判断设备是否正常。3.9 LAIRDS270红外热像仪的基本技术参数及原理 3.9.1基本配置 （1）标准透镜：NIRLS-21MM F/1.2 （2）LCD彩显/控制器:LDR-A06 （3）记忆卡记录器元件:CP-A01 （4）AC转换器：PW-A0L （5）图像分析及处理软件 3.9.2温度测量范围: （1）S0：2055 （2）S1：50-130 （3）S2：100-195 （4）S3：150-250 3.9.3基本性能： （1）温度精度：0.090.2 （2）视场角度：水平角度19.4垂直14.5 （3）摄像距离：0.5mm （4）绝对温度精度：1555 2、50180 5以内、1502207以内 3.9.4基本操作功能: （1）调节对比度：为了使图像更容易显示，按下UP钮使温差较小的图像更容易显示，按下DOWN钮使温差较大的图像更容易显示。 （2）调节亮度：LEVEL钮是用来调节屏幕亮度的，按下HOT钮是高温的图像更容易被显示，按下COLD钮是低温的图像更容易被显示。 （3）调节焦距：按下NEAR钮将是图向定较近一个较近的点上，按下FAR