Αρχή Λειτουργίας και Εφαρμογή του Υπέρυθρου Θερμομέτρου
1 Επισκόπηση
Στη διαδικασία παραγωγής, η τεχνολογία μέτρησης θερμοκρασίας υπέρυθρης ακτινοβολίας διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στον έλεγχο και την παρακολούθηση της ποιότητας των προϊόντων, τη διάγνωση και προστασία ηλεκτρονικών σφαλμάτων του εξοπλισμού και την εξοικονόμηση ενέργειας. Τα τελευταία 20 χρόνια, τα υπέρυθρα θερμόμετρα χωρίς επαφή έχουν αναπτυχθεί γρήγορα στην τεχνολογία, η απόδοσή τους βελτιώνεται συνεχώς, οι λειτουργίες τους βελτιώνονται συνεχώς, οι ποικιλίες τους συνέχισαν να αυξάνονται, το πεδίο εφαρμογής τους επίσης συνεχίζει να επεκτείνεται και μερίδιο αγοράς αυξάνεται χρόνο με το χρόνο. Σε σύγκριση με τις μεθόδους μέτρησης θερμοκρασίας επαφής, η μέτρηση υπέρυθρης θερμοκρασίας έχει τα πλεονεκτήματα του γρήγορου χρόνου απόκρισης, της μη επαφής, της ασφαλούς χρήσης και της μεγάλης διάρκειας ζωής. Τα θερμόμετρα υπερύθρων χωρίς επαφή περιλαμβάνουν τρεις σειρές φορητών, on-line και σάρωσης και είναι εξοπλισμένα με διάφορες επιλογές και λογισμικό υπολογιστή και κάθε σειρά έχει διάφορα μοντέλα και προδιαγραφές. Μεταξύ των διαφόρων μοντέλων θερμομέτρων με διαφορετικές προδιαγραφές, είναι πολύ σημαντικό για τους χρήστες να επιλέξουν το σωστό μοντέλο υπέρυθρων θερμομέτρων.
Η τεχνολογία υπέρυθρης ανίχνευσης είναι ένα βασικό έργο προώθησης των εθνικών επιστημονικών και τεχνολογικών επιτευγμάτων κατά τη διάρκεια του «Ένατου Πενταετούς Σχεδίου». Η εκπεμπόμενη υπέρυθρη (υπέρυθρη ακτινοβολία) εμφανίζει τη θερμική της εικόνα στη φθορίζουσα οθόνη, κρίνοντας έτσι με ακρίβεια την κατανομή θερμοκρασίας της επιφάνειας του αντικειμένου, η οποία έχει τα πλεονεκτήματα της ακρίβειας, του πραγματικού χρόνου και της ταχύτητας. Λόγω της κίνησης των δικών του μορίων, οποιοδήποτε αντικείμενο εκπέμπει συνεχώς υπέρυθρη θερμική ενέργεια προς τα έξω, σχηματίζοντας έτσι ένα συγκεκριμένο πεδίο θερμοκρασίας στην επιφάνεια του αντικειμένου, κοινώς γνωστό ως «θερμική εικόνα». Η υπέρυθρη διαγνωστική τεχνολογία απορροφά αυτήν την ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας για να μετρήσει τη θερμοκρασία της επιφάνειας του εξοπλισμού και την κατανομή του πεδίου θερμοκρασίας, έτσι ώστε να κριθεί η κατάσταση θέρμανσης του εξοπλισμού. Επί του παρόντος, υπάρχουν πολλοί εξοπλισμοί δοκιμής που χρησιμοποιούν τεχνολογία υπέρυθρης διάγνωσης, όπως υπέρυθρο θερμόμετρο, υπέρυθρη θερμική τηλεόραση, υπέρυθρη θερμική απεικόνιση και ούτω καθεξής. Εξοπλισμός όπως τηλεοράσεις υπέρυθρων θερμικών τηλεοράσεων και κάμερες υπέρυθρης θερμικής απεικόνισης χρησιμοποιούν τεχνολογία θερμικής απεικόνισης για να μετατρέψουν αυτήν την αόρατη "θερμική εικόνα" σε εικόνα ορατού φωτός, καθιστώντας το εφέ δοκιμής διαισθητικό, υψηλής ευαισθησίας και ικανό να ανιχνεύει λεπτές αλλαγές στη θερμική κατάσταση του εξοπλισμό και αντικατοπτρίζουν με ακρίβεια Οι εσωτερικές και εξωτερικές συνθήκες θέρμανσης του εξοπλισμού έχουν υψηλή αξιοπιστία και είναι πολύ αποτελεσματικές στην ανακάλυψη κρυμμένων κινδύνων του εξοπλισμού.
Η υπέρυθρη διαγνωστική τεχνολογία μπορεί να κάνει αξιόπιστες προβλέψεις για ελαττώματα πρώιμης αστοχίας και απόδοση μόνωσης ηλεκτρικού εξοπλισμού και να βελτιώσει την προληπτική δοκιμαστική συντήρηση του παραδοσιακού ηλεκτρικού εξοπλισμού (η προληπτική δοκιμή είναι το πρότυπο που εισήχθη στην πρώην Σοβιετική Ένωση τη δεκαετία του 1950) στην προγνωστική κατάσταση συντήρησης. που είναι και το σύγχρονο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας. Η κατεύθυνση της ανάπτυξης της επιχείρησης. Ειδικά τώρα που η ανάπτυξη μεγάλων μονάδων και υπερυψηλής τάσης έχει επιβάλει ολοένα και μεγαλύτερες απαιτήσεις για την αξιόπιστη λειτουργία του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας, κάτι που σχετίζεται με τη σταθερότητα του ηλεκτρικού δικτύου. Με τη συνεχή ανάπτυξη και ωριμότητα της σύγχρονης επιστήμης και τεχνολογίας, η χρήση της υπέρυθρης κατάστασης παρακολούθησης και διαγνωστικής τεχνολογίας έχει τα χαρακτηριστικά της μεγάλης απόστασης, καμία επαφή, καμία δειγματοληψία, καμία αποσυναρμολόγηση και έχει τα χαρακτηριστικά της ακρίβειας, της ταχύτητας και της διαίσθησης, και μπορεί να παρακολουθεί και να διαγνώσει ηλεκτρονικά τον ηλεκτρικό εξοπλισμό σε πραγματικό χρόνο. Οι περισσότερες από τις βλάβες (σχεδόν μπορούν να καλύψουν την ανίχνευση διαφόρων βλαβών όλου του ηλεκτρικού εξοπλισμού). Έχει λάβει μεγάλη προσοχή από εγχώριες και ξένες βιομηχανίες ηλεκτρικής ενέργειας (ένα προηγμένο σύστημα συντήρησης βασισμένο σε συνθήκες που χρησιμοποιείται ευρέως σε ξένες χώρες στα τέλη της δεκαετίας του 1970) και έχει αναπτυχθεί γρήγορα. Η εφαρμογή της τεχνολογίας υπέρυθρης ανίχνευσης έχει μεγάλη σημασία για τη βελτίωση της αξιοπιστίας και της αποτελεσματικότητας του ηλεκτρικού εξοπλισμού, τη βελτίωση των οικονομικών οφελών της λειτουργίας και τη μείωση του κόστους συντήρησης. Είναι μια πολύ καλή μέθοδος που προωθείται ευρέως στον τομέα της προγνωστικής συντήρησης επί του παρόντος και μπορεί να ανεβάσει το επίπεδο συντήρησης και το επίπεδο υγείας του εξοπλισμού σε υψηλότερο επίπεδο.
Η τεχνολογία ανίχνευσης υπέρυθρης απεικόνισης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διεξαγωγή ανίχνευσης χωρίς επαφή του εξοπλισμού που λειτουργεί, τη φωτογραφία της κατανομής του πεδίου θερμοκρασίας, τη μέτρηση της τιμής θερμοκρασίας οποιουδήποτε εξαρτήματος και τη διάγνωση διαφόρων εξωτερικών και εσωτερικών βλαβών ανάλογα, με τηλεμετρία σε πραγματικό χρόνο, διαισθητική και ποσοτικά Με τα πλεονεκτήματα της μέτρησης της θερμοκρασίας, είναι πολύ βολικό και αποτελεσματικό να ανιχνεύεται ο λειτουργικός εξοπλισμός και ο ενεργός εξοπλισμός σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, υποσταθμών και γραμμών μεταφοράς.
Η μέθοδος χρήσης θερμικής απεικόνισης για την ανίχνευση ηλεκτρονικών ηλεκτρικών συσκευών είναι η μέθοδος καταγραφής θερμοκρασίας υπερύθρων. Η μέθοδος καταγραφής θερμοκρασίας υπερύθρων είναι μια νέα τεχνολογία που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία για μη καταστροφική ανίχνευση, δοκιμή απόδοσης εξοπλισμού και έλεγχο της κατάστασης λειτουργίας του. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους μέτρησης θερμοκρασίας (όπως θερμοστοιχεία, φύλλα κεριού με διαφορετικά σημεία τήξης κ.λπ. τοποθετημένα στην επιφάνεια ή στο σώμα του μετρούμενου αντικειμένου), η θερμική απεικόνιση μπορεί να ανιχνεύσει τη θερμοκρασία του θερμού σημείου σε πραγματικό χρόνο, ποσοτικά και online σε μια ορισμένη απόσταση. , Μπορεί επίσης να σχεδιάσει τη θερμική εικόνα κλίσης θερμοκρασίας του εξοπλισμού σε λειτουργία και έχει υψηλή ευαισθησία και δεν διαταράσσεται από ηλεκτρομαγνητικά πεδία, επομένως είναι βολικό για επιτόπια χρήση. Μπορεί να ανιχνεύσει θερμικά επαγόμενες βλάβες ηλεκτρικού εξοπλισμού με υψηλή ανάλυση 0,05 μοιρών σε ευρεία κλίμακα από -20 μοίρες έως 2000 μοίρες, αποκαλυπτικά όπως θέρμανση αρμών συρμάτων ή σφιγκτήρες και τοπικό θερμό σημεία σε ηλεκτρολογικό εξοπλισμό κ.λπ.
Η υπέρυθρη διαγνωστική τεχνολογία του ζωντανού εξοπλισμού είναι ένα νέο θέμα. Είναι μια ολοκληρωμένη τεχνολογία που χρησιμοποιεί το φαινόμενο θέρμανσης του φορτισμένου εξοπλισμού, χρησιμοποιεί ειδικό εξοπλισμό για τη λήψη πληροφοριών υπέρυθρης ακτινοβολίας που εκπέμπεται από την επιφάνεια του εξοπλισμού και στη συνέχεια κρίνει την κατάσταση του εξοπλισμού και τη φύση των ελαττωμάτων.
2. Βασική θεωρία υπερύθρων
Το 1672, ανακαλύφθηκε ότι το φως του ήλιου (λευκό φως) αποτελείται από φως διαφόρων χρωμάτων. Ταυτόχρονα, ο Νεύτων κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το μονοχρωματικό φως είναι πιο απλό στη φύση του από το λευκό φως. Χρησιμοποιήστε ένα διχρωικό πρίσμα για να αποσυνθέσετε το ηλιακό φως (λευκό φως) σε μονοχρωματικά φώτα κόκκινου, πορτοκαλί, κίτρινου, πράσινου, μπλε, μπλε, μοβ, κ.λπ. Το 1800, ο Βρετανός φυσικός FW Huxel ανακάλυψε υπέρυθρες ακτίνες όταν μελέτησε διάφορα έγχρωμα φώτα από το θερμική άποψη. Όταν μελετούσε τη θερμότητα διαφόρων χρωμάτων φωτός, έκλεισε επίτηδες το πρώτο παράθυρο του σκοτεινού δωματίου με μια σκοτεινή πλάκα και άνοιξε μια ορθογώνια τρύπα στην πλάκα και ένα πρίσμα διαχωριστή δέσμης τοποθετήθηκε στην τρύπα. Όταν το ηλιακό φως διέρχεται από το πρίσμα, αποσυντίθεται σε έγχρωμες φωτεινές ζώνες και χρησιμοποιείται ένα θερμόμετρο για τη μέτρηση της θερμότητας που περιέχεται σε διαφορετικά χρώματα στις φωτεινές ζώνες. Προκειμένου να γίνει σύγκριση με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, η Huxel χρησιμοποίησε αρκετά θερμόμετρα τοποθετημένα κοντά στην έγχρωμη ζώνη φωτός ως συγκριτικά θερμόμετρα για τη μέτρηση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, ανακάλυψε κατά λάθος ένα περίεργο φαινόμενο: ένα θερμόμετρο τοποθετημένο έξω από το κοκκινωπό φως είχε υψηλότερη τιμή από άλλες θερμοκρασίες στο δωμάτιο. Μετά από δοκιμή και σφάλμα, αυτή η λεγόμενη ζώνη υψηλής θερμοκρασίας με την περισσότερη θερμότητα βρίσκεται πάντα έξω από το κόκκινο φως στην άκρη της ζώνης φωτός. Έτσι ανακοίνωσε ότι εκτός από το ορατό φως, υπάρχει και ένα «κόκκινο φως» αόρατο στο ανθρώπινο μάτι στην ακτινοβολία που εκπέμπει ο ήλιος. Αυτό το αόρατο «κόκκινο φως» βρίσκεται έξω από το κόκκινο φως και ονομάζεται υπέρυθρο φως. Το υπέρυθρο είναι ένα είδος ηλεκτρομαγνητικού κύματος, το οποίο έχει την ίδια ουσία με τα ραδιοκύματα και το ορατό φως. Η ανακάλυψη της υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι ένα άλμα στην ανθρώπινη κατανόηση της φύσης και έχει ανοίξει έναν νέο ευρύ δρόμο για την έρευνα, τη χρήση και την ανάπτυξη της υπέρυθρης τεχνολογίας.
Το μήκος κύματος των υπέρυθρων ακτίνων είναι μεταξύ 0.76 και 100 μm. Σύμφωνα με το εύρος μήκους κύματος, μπορεί να χωριστεί σε τέσσερις κατηγορίες: κοντά στο υπέρυθρο, στο μέσο υπέρυθρο, στο μακρινό υπέρυθρο και στο εξαιρετικά μακρινό υπέρυθρο. Η θέση του στο συνεχές φάσμα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι η περιοχή μεταξύ ραδιοκυμάτων και ορατού φωτός. . Η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι μια από τις πιο εκτεταμένες ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες στη φύση. Βασίζεται στο γεγονός ότι κάθε αντικείμενο θα παράγει τις δικές του μοριακές και ατομικές ακανόνιστες κινήσεις σε ένα συμβατικό περιβάλλον και θα εκπέμπει συνεχώς θερμική υπέρυθρη ενέργεια, μόρια και άτομα. Όσο πιο έντονη είναι η κίνηση, τόσο μεγαλύτερη είναι η ακτινοβολούμενη ενέργεια και αντίστροφα, τόσο μικρότερη είναι η ακτινοβολούμενη ενέργεια.
Τα αντικείμενα με θερμοκρασία πάνω από το μηδέν θα εκπέμπουν υπέρυθρες ακτίνες λόγω της δικής τους μοριακής κίνησης. Αφού το σήμα ισχύος που εκπέμπεται από το αντικείμενο μετατραπεί σε ηλεκτρικό σήμα από τον ανιχνευτή υπερύθρων, το σήμα εξόδου της συσκευής απεικόνισης μπορεί να προσομοιώσει πλήρως τη χωρική κατανομή της θερμοκρασίας επιφάνειας του σαρωμένου αντικειμένου μία προς μία. Αφού υποβληθεί σε επεξεργασία από το ηλεκτρονικό σύστημα, μεταδίδεται στην οθόνη και λαμβάνεται η θερμική εικόνα που αντιστοιχεί στην κατανομή θερμότητας στην επιφάνεια του αντικειμένου. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί η απεικόνιση θερμικής κατάστασης σε μεγάλη απόσταση και η μέτρηση θερμοκρασίας του στόχου και να αναλυθούν και να κριθούν.
