辛建豪　李兆亮　鄭波

【摘 要】本文結(jié)合熱成像技術(shù)在電氣維修中的應(yīng)用實(shí)例，通過對熱成像儀工作原理和使用方法的闡述，介紹了一種可靠和高效的預(yù)防性維修的新方法。

【關(guān)鍵詞】熱成像；電氣維修；預(yù)防性維修

Introduction to Thermal Imaging Technology in the Application of Preventive Maintenance

XIN Jian-hao LI Zhao-liang ZHENG Bo

（SAIC GM Wuling Automobile Co.， Ltd Qingdao Branch， Qingdao Shandong 266555， China）

【Abstract】In this paper， combining the application of thermal imaging technology in electrical maintenance examples， based on the working principle and using method of thermal imager， the paper introduces a reliable and efficient new method for preventive maintenance.

【Key words】Thermal imaging； Electrical maintenance； Preventive maintenance

0 引言

現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的自動化控制系統(tǒng)中使用了大量電氣元件，常常因?yàn)槔匣?、松動、腐蝕、負(fù)載異常等原因造成故障點(diǎn)過熱，嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行安全甚至引發(fā)電氣火災(zāi)。為了預(yù)防該問題的發(fā)生，某合資汽車公司發(fā)動機(jī)工廠引進(jìn)一套紅外熱成像儀，每季度對所有機(jī)床的電氣柜巡檢一次，可以準(zhǔn)確的檢測出過熱點(diǎn)，及時排除故障，確保機(jī)床的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 熱成像儀工作原理

自然界中任何物體，只要溫度高于絕對零度，就會以電磁輻射的形式在非常寬的波長范圍內(nèi)發(fā)射能量，產(chǎn)生電磁波。紅外熱像儀能將被測目標(biāo)輻射出的電磁波瞬間轉(zhuǎn)化為可視化的熱成像圖，并且可以在專業(yè)分析軟件的幫助下進(jìn)行分析和診斷。如圖1所示，熱像儀由兩個基本部分組成：光學(xué)器件和探測器。光學(xué)器件將物體發(fā)出的紅外輻射聚集到探測器上，探測器把入射的輻射轉(zhuǎn)換成電信號，進(jìn)而被處理成可見圖像，即熱成像圖。

2 數(shù)據(jù)采集方法

對于反射率較低的被測物體，應(yīng)使熱像儀紅外鏡頭面的軸線與所要拍攝的目標(biāo)垂直，調(diào)整焦距，使圖像中不同溫度區(qū)域的邊際清晰銳利。對于高反射率的被測物體，應(yīng)該采取適當(dāng)措施來減少周圍高溫物體輻射的影響，比如微調(diào)拍攝角度，找到能避開反射的最佳角度進(jìn)行拍攝，或者使用合適的絕緣物體將高溫物體暫時遮擋。本文作者工作中使用的熱成像儀有聲音標(biāo)簽功能，可在拍攝熱成像圖的同時附加一條聲音標(biāo)簽，方便數(shù)據(jù)分析時甄別熱成像圖來源。將采集到的熱成像圖導(dǎo)入計算機(jī)，按采集日期、設(shè)備編號等分類保存，并將數(shù)據(jù)錄入EXCEL表格。先前保存的溫度數(shù)據(jù)可作為對照樣本與最新采集的溫度進(jìn)行比較，有助于判斷熱點(diǎn)是否正常，還可以分析出溫度變化趨勢等有價值信息。

3 熱成像數(shù)據(jù)分析

熱像儀配備了功能強(qiáng)大的軟件，用于處理和分析熱成像圖。通過該軟件，可以對熱成像圖中發(fā)射率、反射溫度補(bǔ)償以及調(diào)色板等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以利于后續(xù)的分析。本文作者工作場所有的電氣柜都配有空調(diào)，可以保證電氣柜內(nèi)恒溫28℃，有效避免了環(huán)境溫度波動對電器元件表面溫度的影響，所以可以對照之前采集到的樣本來判斷此次拍攝到的熱成像圖是否正常。對于環(huán)境溫度波動或者無參照樣本的情況，可以與同一電氣柜中的同一型號元件或者同一型號設(shè)備的同一位置元件進(jìn)行對照。圖2所示是巡檢時采集到的一幅熱成像圖片，觀察發(fā)現(xiàn)圖中有一線形高溫帶，最高溫度高達(dá)90.7℃，對比圖像中心點(diǎn)溫度48.6℃，可判定此處異常過熱。通過回放聲音標(biāo)簽發(fā)現(xiàn)，圖2熱成像圖來自某電氣柜的輸出模塊，線型高溫帶為電源模塊的供電導(dǎo)線，溫度最高的點(diǎn)是導(dǎo)線接入電源模塊的接線端子。由此得出結(jié)論：①導(dǎo)線截面積過小，導(dǎo)致導(dǎo)線發(fā)熱。②接線端子處可能接觸不良。③電源模塊負(fù)載較高。

4 制定對策

針對分析出的問題，采取以下措施：①增加一路導(dǎo)線，分擔(dān)原有導(dǎo)線的電流。②重新壓制接線端子，確保接觸良好。③增加一片電源模塊，分擔(dān)原有電源模塊的負(fù)載。

5 效果復(fù)查

以上措施實(shí)施完畢后再拍攝一幅熱成像圖進(jìn)行分析比較。如圖3所示，電流被新增的導(dǎo)線和電源模塊分擔(dān)，發(fā)熱量明顯減少，熱成像圖中最高溫度僅43.6℃，而導(dǎo)線的溫度又低于熱成像圖中的最高溫度，隱患得到有效排除。

6 總結(jié)

與測溫槍的點(diǎn)測量相比，紅外熱成像儀可實(shí)現(xiàn)快速無遺漏的面測量，通過可視化圖像顯示整體溫度分布，無需逐點(diǎn)掃描，有效的提高了工作效率和可靠性。紅外熱成像儀非接觸的測量方式使得機(jī)床無需停機(jī)，測量工作可在機(jī)床運(yùn)行期間完成，使用上靈活方便。本文作者所在的某發(fā)動機(jī)工廠自使用熱成像儀巡檢以來共發(fā)現(xiàn)異常高溫點(diǎn)100余個，對所有異常高溫點(diǎn)都進(jìn)行了分析-維修-復(fù)查工作，有效的排除了隱患，提高了設(shè)備的開動率。

【參考文獻(xiàn)】

[1]紅外熱像技術(shù)與電力設(shè)備維護(hù)[Z].福祿克測試儀器（上海）有限公司.

[2]福祿克熱像儀全系列樣本[Z].福祿克測試儀器（上海）有限公司.