Infraraudonųjų spindulių termometro veikimo principas ir taikymas
1 Apžvalga
Gamybos procese infraraudonųjų spindulių temperatūros matavimo technologija atlieka svarbų vaidmenį gaminių kokybės kontrolei ir stebėjimui, įrangos gedimų diagnostikai ir apsaugai internetu bei energijos taupymui. Per pastaruosius 20 metų bekontakčių infraraudonųjų spindulių termometrų technologija sparčiai vystėsi, jų veikimas nuolat tobulinamas, funkcijos nuolat tobulinamos, jų įvairovė ir toliau didėjo, jų taikymo sritis taip pat toliau plėtėsi. rinkos dalis kasmet didėjo. Palyginti su kontaktinės temperatūros matavimo metodais, infraraudonųjų spindulių temperatūros matavimo pranašumai yra greitas reakcijos laikas, bekontaktis, saugus naudojimas ir ilgas tarnavimo laikas. Nekontaktiniai infraraudonųjų spindulių termometrai apima tris nešiojamųjų, prijungtų ir nuskaitymo serijas, juose yra įvairių parinkčių ir kompiuterių programinės įrangos, o kiekviena serija turi skirtingus modelius ir specifikacijas. Tarp įvairių termometrų modelių su skirtingomis specifikacijomis labai svarbu, kad vartotojai pasirinktų tinkamą infraraudonųjų spindulių termometro modelį.
Infraraudonųjų spindulių aptikimo technologija yra pagrindinis nacionalinių mokslo ir technologijų pasiekimų skatinimo projektas įgyvendinant „Devintąjį penkerių metų planą“. Skleidžiama infraraudonoji spinduliuotė (infraraudonoji spinduliuotė) rodo savo šiluminį vaizdą fluorescenciniame ekrane, taip tiksliai įvertindama objekto paviršiaus temperatūros pasiskirstymą, o tai turi tikslumo, realaus laiko ir greičio pranašumus. Dėl savo molekulių judėjimo bet kuris objektas nuolat spinduliuoja infraraudonąją šilumos energiją į išorę, taip objekto paviršiuje suformuodamas tam tikrą temperatūros lauką, paprastai vadinamą „terminiu vaizdu“. Infraraudonųjų spindulių diagnostikos technologija sugeria šią infraraudonosios spinduliuotės energiją, kad būtų galima išmatuoti įrangos paviršiaus temperatūrą ir temperatūros lauko pasiskirstymą, kad būtų galima spręsti apie įrangos šildymo būklę. Šiuo metu yra daug bandymo įrangos, kurioje naudojama infraraudonųjų spindulių diagnostikos technologija, pvz., infraraudonųjų spindulių termometras, infraraudonųjų spindulių šiluminis televizorius, infraraudonųjų spindulių termovizorius ir pan. Įranga, pvz., infraraudonųjų spindulių šiluminiai televizoriai ir infraraudonųjų spindulių šiluminio vaizdo kameros, naudoja terminio vaizdo technologiją, kad šis nematomas „šiluminis vaizdas“ paverstų matomos šviesos vaizdą, todėl bandymo efektas yra intuityvus, didelis jautrumas ir gali aptikti subtilius šilumos būsenos pokyčius. įrangą ir tiksliai atspindi Įrangos vidinės ir išorinės šildymo sąlygos pasižymi dideliu patikimumu ir labai efektyviai atranda paslėptus įrangos pavojus.
Infraraudonųjų spindulių diagnostikos technologija gali patikimai numatyti ankstyvus elektros įrangos gedimų defektus ir izoliacijos charakteristikas bei pagerinti tradicinės elektros įrangos prevencinę bandymo priežiūrą (prevencinis testas yra standartas, įvestas buvusioje Sovietų Sąjungoje XX a. šeštajame dešimtmetyje) iki nuspėjamosios būklės priežiūros, kuri taip pat yra moderni elektros energijos sistema. Įmonės plėtros kryptis. Ypač dabar, kai didelių agregatų ir itin aukštos įtampos plėtra kelia vis aukštesnius reikalavimus patikimam elektros sistemos darbui, o tai susiję su elektros tinklo stabilumu. Nuolat tobulėjant ir tobulėjant šiuolaikiniam mokslui ir technologijoms, infraraudonųjų spindulių būsenos stebėjimo ir diagnostikos technologijų naudojimas pasižymi tolimojo atstumo, be kontakto, be mėginių ėmimo, be išmontavimo ypatybių ir pasižymi tikslumu, greičiu ir intuicija, ir gali stebėti bei diagnozuoti elektros įrangą internetu realiu laiku. Dauguma gedimų (beveik gali apimti visų elektros įrenginių įvairių gedimų aptikimą). Ji susilaukė daug dėmesio iš vidaus ir užsienio energetikos pramonės (pažangi, sąlygomis pagrįsta techninės priežiūros sistema, plačiai naudojama užsienio šalyse aštuntojo dešimtmečio pabaigoje), ir sparčiai vystėsi. Infraraudonųjų spindulių aptikimo technologijos taikymas yra labai svarbus siekiant pagerinti elektros įrangos patikimumą ir efektyvumą, pagerinti ekonominę eksploatavimo naudą ir sumažinti priežiūros išlaidas. Tai labai geras metodas, kuris šiuo metu yra plačiai propaguojamas prognozės priežiūros srityje ir gali pakelti techninės priežiūros lygį bei įrangos sveikatos lygį į aukštesnį lygį.
Infraraudonųjų spindulių vaizdo aptikimo technologija gali būti naudojama bekontaktiniam veikiančios įrangos aptikimui, jos temperatūros lauko pasiskirstymui nufotografuoti, išmatuoti bet kurios dalies temperatūros vertę ir atitinkamai diagnozuoti įvairius išorinius ir vidinius gedimus realiu laiku, telemetrija, intuityviu būdu. ir kiekybinis Temperatūros matavimo pranašumais labai patogu ir efektyvu aptikti elektrinių, pastočių ir perdavimo linijų veikiančią įrangą ir įtampą veikiančią įrangą.
Termovizoriaus naudojimo būdas aptikti prijungtą elektros įrangą yra infraraudonųjų spindulių temperatūros įrašymo metodas. Infraraudonųjų spindulių temperatūros registravimo metodas yra nauja technologija, naudojama pramonėje, skirta neardomam aptikimui, įrangos veikimui tikrinti ir jos veikimo būsenai valdyti. Palyginti su tradiciniais temperatūros matavimo metodais (pvz., termoporomis, skirtingų lydymosi taškų vaško lakštais ir kt., esančiais ant matuojamo objekto paviršiaus ar kūno), termovizorius gali aptikti karštosios vietos temperatūrą realiu laiku, kiekybiškai ir internetu tam tikru atstumu. , Jis taip pat gali nupiešti veikiančios įrangos temperatūros gradiento šiluminį vaizdą, turi didelį jautrumą ir jo netrukdo elektromagnetiniai laukai, todėl patogu naudoti vietoje. Jis gali aptikti termiškai sukeltus elektros įrangos gedimus, kurių skiriamoji geba yra 0,05 laipsnio plačiame diapazone nuo -20 laipsnio iki 2000 laipsnių, atskleidžiant, pvz., laidų jungčių ar spaustukų įkaitimą ir vietinį karštį. dėmės elektros įrenginiuose ir kt.
Tiesioginės įrangos infraraudonųjų spindulių diagnostikos technologija yra nauja tema. Tai visapusiška technologija, kuri išnaudoja įkrautos įrangos šildantį poveikį, specialia įranga gauna infraraudonosios spinduliuotės informaciją, skleidžiamą nuo įrangos paviršiaus, o tada sprendžia apie įrangos būklę ir defektų pobūdį.
2. Infraraudonųjų spindulių pagrindinė teorija
1672 m. buvo nustatyta, kad saulės šviesa (balta šviesa) susideda iš įvairių spalvų šviesos. Tuo pačiu metu Niutonas padarė išvadą, kad monochromatinė šviesa yra paprastesnė nei balta šviesa. Naudodami dichroinę prizmę saulės šviesą (baltą šviesą) padalykite į monochromatines raudonos, oranžinės, geltonos, žalios, mėlynos, mėlynos, violetinės ir tt šviesas. 1800 m. britų fizikas FW Huxel atrado infraraudonuosius spindulius, tyrinėdamas įvairias spalvotas šviesas iš terminis požiūris. Tyrinėdamas įvairių spalvų šviesos šilumą, tyčia tamsia plokšte uždengė pirmąjį tamsaus kambario langą, o plokštelėje atidarė stačiakampę skylutę, o angoje buvo sumontuota spindulių skirstytuvo prizmė. Kai saulės šviesa praeina pro prizmę, ji suskaidoma į spalvotas šviesos juostas, o termometru matuojamas skirtingų spalvų šviesos juostų šiluma. Kad būtų galima palyginti su aplinkos temperatūra, Huxel naudojo kelis termometrus, esančius šalia spalvotos šviesos juostos, kaip lyginamuosius termometrus aplinkos temperatūrai matuoti. Eksperimento metu jis atsitiktinai atrado keistą reiškinį: termometras, pastatytas už rausvos šviesos, turėjo didesnę vertę nei kitos patalpos temperatūros. Po bandymų ir klaidų ši vadinamoji aukštos temperatūros zona, kurioje yra daugiausia šilumos, visada yra už raudonos šviesos šviesos juostos pakraštyje. Taigi jis paskelbė, kad be matomos šviesos, saulės skleidžiamoje radiacijoje yra ir žmogaus akiai nematoma „raudona šviesa“. Ši nematoma „raudona šviesa“ yra už raudonos šviesos ir vadinama infraraudonųjų spindulių šviesa. Infraraudonieji spinduliai yra tam tikra elektromagnetinė banga, kurios esmė yra tokia pati kaip radijo bangos ir matoma šviesa. Infraraudonųjų spindulių atradimas yra žmogaus supratimo apie gamtą šuolis ir atvėrė naują platų kelią infraraudonųjų spindulių technologijų tyrimams, panaudojimui ir plėtrai.
Infraraudonųjų spindulių bangos ilgis yra nuo 0,76 iki 100 μm. Pagal bangos ilgių diapazoną jis gali būti suskirstytas į keturias kategorijas: artimasis infraraudonasis, vidutinis infraraudonasis, tolimojo infraraudonųjų spindulių ir itin tolimojo infraraudonųjų spindulių. Jo padėtis ištisiniame elektromagnetinių bangų spektre yra sritis tarp radijo bangų ir matomos šviesos. . Infraraudonoji spinduliuotė yra viena iš plačiausių elektromagnetinių spindulių gamtoje. Jis pagrįstas tuo, kad bet kuris objektas įprastoje aplinkoje sukels savo molekulinius ir atominius netaisyklingus judesius ir nuolat spinduliuos šiluminę infraraudonąją energiją, molekules ir atomus. Kuo intensyvesnis judėjimas, tuo didesnė spinduliuojama energija, ir atvirkščiai, tuo mažesnė spinduliuojama energija.
Objektai, kurių temperatūra viršija nulį, skleis infraraudonuosius spindulius dėl savo molekulinio judėjimo. Po to, kai infraraudonųjų spindulių detektorius objekto skleidžiamą galios signalą paverčia elektriniu signalu, vaizdo gavimo įrenginio išvesties signalas gali visiškai imituoti nuskaityto objekto paviršiaus temperatūros erdvinį pasiskirstymą po vieną. Apdorojus elektronine sistema, jis perduodamas į ekraną ir gaunamas šiluminis vaizdas, atitinkantis šilumos pasiskirstymą objekto paviršiuje. Naudojant šį metodą, galima realizuoti tolimojo šiluminės būsenos vaizdo vaizdavimą ir taikinio temperatūros matavimą bei analizuoti ir spręsti.
