红外监测范文（精选9篇）
红外监测 第1篇
关键词：红外探测,分布控制,井盖监测
1 引言
城市地下综合管廊是水电、燃气和通信等地下管网的综合体, 对综合管廊的管理成为市政管理的重中之重, 主要体现在对井盖状态的管理。井盖被盗、人为破坏井盖进入综合管廊进行盗窃、破坏, 技术人员巡检忘关井盖的状况时有发生, 对行人的人身安全和地下综合管廊的管理都带来了意想不到的麻烦。[1,2,3,4]城市井盖管理经历了普通井盖、防盗井盖、城管通等阶段, 现进入智慧井盖阶段。智慧井盖是多项技术结合的产物, 目前最先进的是采用无线传感网络技术, 真正意义上实现了窨井盖的智能化管理[5]。但由于井盖分布广泛且数量庞大, 遍布城市各个方位, 而无线传感网络的容量有限, 并且随着网络容量的增加, 网络的实时性会变差, 信道冲突变严重, 无法实现大规模的商业应用。目前使用于井盖监测的手段较多, 使用较多的是超声波探测技术。但经常出现误报警现象, 造成误报的主要原因是内井盖的丢失、损坏、以及超声波探测器的支架、挡板被认为踩踏导致变形、移位。内井盖缺失损坏直接造成被检测物有内井盖变为外井盖, 检测距离产生变化。超声波支架变形、移位后, 被检测位置也发生变化, 因此传感器输出状态出错, 最终出现误报警现象。
本文针对城市地下综合管廊管理的迫切要求, 针对某工程实践需求, 采用模块化的设计思想, 设计了一种基于红外探测的井盖监测系统。并对设计的传感器组进行了粉尘和水滴实验, 经实验验证, 设计的仪器稳定、可靠、灵敏度高。
2 系统组成与工作原理
红外探测井盖监测系统组成框图如图1所示。如图1所示, 该系统由主基站、N个从基站和8对红外探测器组以及相应的外围电路组成。主基站通过对整个地下管廊分区, 形成接收N个分区, 即N个从基站, 通过对每个从基站赋予不同的地址, 实现整个片区地下综合管廊的管理, 主基站通过接不同的地址命令, 接收相应分区从基站发出的该段地下综合管廊的状态, 并作出相应的报警等动作。从基站实现本片区地下综合管廊的状态监测, 对综合管廊的积水井水位、管廊温度、湿度和井盖状态等环境状态进行检测, 接收各个传感器发出的状态信息并处理, 通过设定与主基站相同的通讯协议, 将环境信息传送到主基站。本文只针对井盖状态进行描述。传感器组通过E3Z-T82红外探测器、椭圆形红外发光二极管线阵列以及井盖悬垂物组成, 当井盖关闭时, 红外探测器稳定的输出一个信号, 当井盖打开时, 红外探测器的信号输出发生变化, 从而实现井盖状态的实时监测。
3 红外探测器组设计
如图2所示, 红外探测器组由红外光源阵列、E3Z-T82红外传感器阵列和井盖悬垂物组成。其中, 红外光源阵列采用红外LED阵列组成, 由稳压电源、滤波电路和限流电阻组成, 其具体电路如图3所示。该电路可输出最大1.5A电流, 每只红外LED灯正常发光200m A, 因此, 每个电源电路驱动6只LED。本设计采用两个电源电路。图3中D1和D2为稳压二极管, 用于稳定电源输出端的电压;C1、C2为输入滤波电容, C4为输出滤波电容, 可以抑制电路自激, C3则是抗电源纹波干扰电容。R1、R2共同决定直流稳压电源的输出电压。图4为E3Z-T82红外传感器阵列原理图。该阵列由四组E3Z-T82传感器、前级差分信号放大电路和后级信号放大电路组成, E3Z-T82红外传感器的光电转换电路差分输入, 使用+12V驱动zhenliezu1, -12V驱动zhenliezu2, R1和R2为偏置取样电阻, 使光电二极管处于反向偏置状态。U1为NE592, D5和D6为电源端稳压二极管, 保证为其提供稳定的工作电压。当有悬垂物在光幕中慢慢消失时, 光电二极管接收到的光能量发生变化, 产生变化的光电流, 流入运算放大器U1中。其中, 流经zhenliezu1的偏置电流变小, 流经zhenliezu2的偏置电流变小。
前级放大电路由U1和U5A组成, 对变化的电流就行初步的放大。光电转换电路产生的变化的电流信号经U1使差分电流信号被转换为差分电压信号, 经过2、3管脚输入运算放大器U5A (CA3240) 中, 差分电压信号经过运放后, 转换为单路电压信号输出。前级放大电路有效地抑制了共模输入信号, 对噪声信号很好的滤除。后级放大电路采用两个运算放大器CA3240 (U5B和U6A) 组成, U5BU5B为同相放大电路, 调节探测器灵敏度。图中U6为选用射极跟随电路, 其输入阻抗高, 输出阻抗低, 电压放大系数略低于1, 负载能力强, 用以驱动模拟信号。
4 系统软件设计
4.1 从基站软件设计
从基站用于采集该片区内的井盖状态, 并控制相应的报警装置发送报警信息。其主要工作流程:根据主基站传送的地址命令, 判断主基站发送地址是否为本机地址, 如果不是本机地址, 则进行复位;若为本机地址, 则在地址命令的控制下, 按照预先设定的握手协议将各个位置的井盖状态信息编码后发送给主机站;然后重新扫描, 获取井盖的最新状态信息。
4.2 主基站软件设计
主基站负责总体地下综合管廊所有井盖状态的监测, 通过对整个地下管廊状态的监测。首先主基站对负责监测的地下综合管廊进行分区, 对每个区赋予一个固定的地址, 主基站采用动态扫描的方式向每一个片区发送地址命令, 从基站在接收到相应的地址命令后, 将该片区所有井盖的信息通过与主基站预先设定的握手协议将状态信息发送至主基站, 主基站根据预先设定的握手协议对从基站发送的信息进行解码, 并显示到主基站显示器上。
5 实验与结论
在实验室条件下对设计的系统进行检测, 着重对红外探测器组进行了测试, 并在凝水和灰尘条件下对红外探测器组进行检测, 实验发现, 设计的探测器组输出信号稳定, 在灰尘和凝水条件下工作稳定。其安装图如图5所示。最后, 对整个测试系统进行了测试, 经实验验证, 测试系统工作稳定, 获取的井盖状态信息可靠稳定。
参考文献
[1]来勐, 赵勇.城市窨井盖远程监控系统[J].电信工程技术与标准化, 2012 (6) :13-15.
[2]徐剑, 王小江, 傅春鸣等.无线技术在排水窨井盖防盗中的应用[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011 (29) :253-255.
[3]晏宗全.井下给排水系统中的流量监测研究[J].煤炭技术, 2012 (3) :148-150.
[4]韩谷.城市排水系统研究[J].中国西部科技, 2006 (4) :4-5.
红外监测 第2篇
一、系统总体方案设计
利用热释电红外传感器对人体进行采集，经过运算放大器对采集到的信号进行放大整形后、产生控制信号，通过执行器对某个房间中的用电设备进行自动开启或关闭的同时，还可以用光电传感器对光信号进行采集，产生控制信号控制照明电路和调光作用。整个楼宇控制系统分从机、主从机接口、主机界面三部分。
(一)从机设计
从机的功能是对现场数据信息的采集、计算和现场的控制，自动完成对各要素的定时采样和存储，达到自动控制照明电路。在接到主机的命令时，将采集到的信息经过主从机接口送给主机。从机以单片机为核心，一片单片机监控一个楼层或一个房间的照明电路，每一个房间或每盏灯旁边安装一个热释电红外传感器，当传感器检测房间是有人时，单片机控制继电器接通交流电电源，点亮照明灯，通过串口通信，在主机查询该从机时，有人的信息发送到主机上，并接收主机的命令，关闭交流电源。
(二)主从机接口
由于从机的数目众多，为此专门设计了主从机接口电路，以适应多从机的需求。
(三)主机设计
主机通过通信接口，主动的和从机取得快速有效的联络，并向从机发出各种命令、接收从机反馈回来的数据、询问并检测从机的状态等。
二、系统整体硬件设计
(一)驱动电路
单片机控制模块设在楼层分配电控箱中，采用光电隔离电路，可有效减少电网电压波动对其逻辑电平的干扰和强点磁场作用所引入的随机干扰。
单片机输出的控制信号，经光电耦合控制三极管的开关状态，以控制交流电源的通断。本系统采用直流继电器，线圈电压一般用+12V，独立电源供电。
(二)交流控制电路
为了使电控系统更加趋于合理和人性化，在交流电源开关处设计了手动开关和自动切换设置。在设置为手动状态时，照明灯的通断状态就像平时的照明灯一样，使用者根据个人和当前的环境来控制照明灯，传感器采集到的数据通过串口下参与主机，但不能通过继电器来控制照明灯电源的通断;自动状态时，根据传感器采集到的数据来判断是否打开或关闭交流电源，并将当前的状态传送到主机。
(三)人体探测和信号处理电路
人体探测和信号处理电路工作原理图如图2所示，热释电传感器安装于房间墙壁上的适当高度位置，当有人在房间的时候，传感器将输出微弱的电压信号，通过由放大器组成的带通滤波器，进行频率的筛选。本设计采用集成远算放大器来进行两级放大，以使其传感器可消除小动物干扰以及电磁干扰和灯光干扰，可靠性很高。检测放大电路输出的信号经传输线传送到单片机。
(四)单片机电路设计
作为从机的核心部分，主要功能是采用实时方式对每个房间是否有人进行检测，并将检测到的结果传输到PC主机上。热释电红外传感器外部采集到的信号进行处理，产生控制相应房间照明电源的控制信号，接到的外部中断。，以便达到对楼宇的实时监控，当热释电红外传感器检测到房间内有人移动时，通过信号处理电路进行传感器所采集的信号放大和处理，输出低电平触发单片机的外部中断产生中断，及时的控制继电器接通交流电源。
(五)地址存储电路设计
具有三条地址线分别是AO,Al,A2，可以确定芯片的硬件地址。地址是从000, 001到111地址，此电路选择AO,Al,A2接地，器件的地址为0，第8脚和第1脚分别为正、负电源。SDA为串行数据输入、输出，数据通过这条双向2L总线串行传送，在本电路中，为了节约读写的时间，只需要将从机地址两个字节写入。
(六)串口通信及硬件接口电路
从机向主机发送数据;当输出低电平时，从机接收主机发送过来的数据。从机的输出端A和Y与主从机接口的输出端A和Y通过双绞线连接起来。
(七)主从机接口电平转换电路
MAX232芯片具有电平转换的作用，内部有一个自动电源电压变换器，采用这款芯片接口简单，并且串行通信系统供电电源只需要正JV电源。对于没有正负12V电源的场合其适应性更强。
三、软件设计
(一)单片机程序设计
单片机软件设计包括主程序、l2C程序、串行口发送，中断服务程序和定时中断服务程序五部分。
(二)串口通信协议
各从机挂在总线上，各机使用使能信号控制接收与发送，但任何时候只能允许一点发送，是一种半双工工作方式。主机、从机协议规定如下:设置波特率为96006pt，以串行中断方式作为主机、从机通信的初始状态。
(三)单片机软件设计与流程图
在单片机内部RAM区建立的工作单元和标志位，每次由中断服务程序启动定时中断并重新设置计数值，即采用可重复触发定时器。
四、结论
红外监测 第3篇
【关键词】MSP430F169；红外传输；无线监测
我国既是一个传统的农业大国，又是一个飞速发展工业的大国，温湿度作为工农业生产中的重要环境参数，长期以来温湿度主要是通过工作人员现场的测量采集，这样既不能实时反映温湿度的变化，以便及时对其采取相关措施，又增加了劳动力成本。随着计算机技术的发展和自动化水平的不断提高，温湿度测控技术已经发展较为成熟，高科技数字式传感器广泛应用于测控系统。传感器能够任意安装在所需检测的地方，如保鲜库、储藏柜、冰箱、冷冻柜、计算机房、干燥箱等，由于无线温湿度测控系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化的特点，因此具有非常广阔的市场前景。同时MSP430F169单片机具有很大的扩展空间且易于升级，相信不久的将来就会在生产、生活中广泛应用[1]。
1.系统总体结构设计
本系统主要由上位机和下位机两部分组成。其中，下位机系统包括数据采集模块，红外调制模块和红外传输模块。采用MSP430F169单片机将温湿度传感器监测到的多处温湿度数值，通过串口红外无线技术传输到一个固定的PC机上，该PC机可以进行相关统计与分析，显示温湿度的变化曲线和当前数值。而且，为本系统设计了安全保护系统，如果测量值超出设定的范围，将会发出报警信号。系统总体结构图如图1所示。
2.系统硬件电路设计
2.1 温湿度采集电路设计[2，3]
温湿度采集原理图如图2所示，温度采集采用温度传感器DS18B20，该传感器是数字化传感器，精度高、体积小，适合众多领域的温度检测。而且，DS18B20具有独特的一线接口，电源和信号混在一起，无需其它外部元件。湿度的采集则用单片机MSP430F169中的A/D进行采样，MSP430F169具有精度高、功耗低的优点，而且简化了系统的外围电路，降低了系统的开发成本，再配合功率驱动、电源等简单的外部电路，实现信号采集、处理和控制等功能，使温湿度控制系统更加集成化。这也符合当今电子产品高精度、集成化的要求。
2.2 串口通信[4]
串口通信采用目前主流的串口通信接口RS232来实现其功能。数据的发送格式为：第一个字节表示标志位，第二个字节表示地址位，第三、四个字节则分别表示温湿度值。
2.3 红外传输
通过单片机定时器产生38KHz的载波与串口输出数据通过或非门SN74HC02调制，再接三极管进行信号的放大（如图3所示）。通过调试，本系统的最优占空比设为1:3，可以减小功率。数据的发送和接收则采用红外无线传输，可以实现温湿度的远程监控，而且适当的增大红外发射器的功率可以是其传输距离更大。
3.系统软件设计
系统的软件设计部分主要通过C语言编程实现温湿度值的采样、读取、接收、发送以及PC机上的显示和监控。软件设计流程图如图4所示。
3.1 温湿度的采集与计算
在此部分，对温湿度进行了多次采样求平均值的处理，从而提高采样的准确度。
3.2 红外的接收与发送
在读取到温湿度值以后，首先判断是否有用串口中断接收到的上一个模块的温湿度值，如果已接收到此信号，则同时发送上一个模块和本次采集到的温湿度值，反之，红外只发送本次的读取值。然后在PC机上以曲线形式显示温湿度的变化趋势。
4.系统调试结果
为了验证系统的实用性，在实验场地对其进行了现场测试，在实验过程中人为地对相应的传感器进行了加热、加湿等干扰，从实验结果可以看出，这些干扰都及时地在PC机的显示和监控界面（如图5所示）中有所反映。
5.结束语
本文讨论了基于MSP430F169单片机的多点温湿度无线监控系统的设计及在实际中的应用，包括系统总体结构、软硬件设计和调试结果等。通过实地调试与检测，可看出此温湿度无线监测系统效果良好，实用性强，而且MSP430F169单片机低功耗、高精度等优点使得本系统在生产和生活中有很好的应用和推广价值。
参考文献
[1]阎纲,梁昔明.基于MSP430单片机的红外遥控器设计[J].微计算机信息,2006,22(102):223-225.
[2]王美红,封百涛.多点无线温湿度实时监控系统的设计与实现[J].机械与电子,2009(3):467-468.
[3]李金龙,王黎,高晓蓉.多点温湿度远程无线监控系统设计[J].微计算机信息,2009,6(1):31-32.
[4]谢兴红,林凡强,吴雄英.MSP430单片机基础与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.
注：本文属大学生实践创新项目。
红外监测 第4篇
1 电机温度过高的原因分析
电机运行时温度过高的原因很多, 大致归纳为如下几个方面。
1.1 电机本身故障引起的原因
(1) 定子绕组匝间或相间有短路故障, 电流增大而发热;
(2) 将Δ形接成Y形, 或Y形接成Δ形, 在额定负载运行时, 会使电机过热;
(3) 电动机笼型转子断条引起电流过大而发热;
(4) 定、转子扫膛、相擦, 电机负荷增加, 引起电机发热。
1.2 电源方面引起的原因
(1) 电源电压高, 引起电机铁损耗增加, 使电机发热;
(2) 三相电源电压不平衡, 引起三相电流不平衡而使电机发热;
(3) 缺相运行。
1.3 负载方面
(1) 负载过大, 如小电机带大负载;
(2) 启动过于频繁;
(3) 机械负载有故障, 例如轴承不对中或损坏, 转动的阻力增大, 造成了额外的负载。
1.4 通风散热不良方面
(1) 电机通风道堵塞;
(2) 绕组表面有灰尘和油污, 影响散热;
(3) 风扇故障导致散热不良;
(4) 环境温度过高。
2 某船用电机表面温度过高的红外成像监测
2.1 故障现象
当用红外热像仪对某船用空调冷却水泵电机 (见图1) 进行成像监测时, 发现该电机表面温度过高, 达103.4℃ (见图2) , 同时电机表面有润滑脂融化流出的痕迹。进一步监测发现, 电机控制箱接触器与热继电器连接处温度高达136.3℃ (见图3和图4) , 用钳形电流表测量电机三相电流均为48 A, 而电机的额定电流为42.5 A, 可见电机超负荷运转比较严重。
2.2 电机参数
某船用空调冷却水泵电机的参数如表1所示。
2.3 红外热像仪参数
监测所使用的红外热像仪为美国福禄克公司生产的Ti25红外热像仪, 其具体参数如表2所示。
测量时热像仪设置的参数如表3。
3 电机表面温度测量过程中要注意的问题
3.1 注意风力冷却对红外测温的影响
电动机转子自由端上装有冷却风扇, 电动机转动时, 利用风扇所产生的风压, 强迫空气流动, 以较快的速度带走电动机各部件表面的热量, 对电机进行冷却。由于风力的冷却作用, 用红外仪器测量的电机表面温度会低于电机的实际温度, 如图5和图6所示, 图5中, 电机在运转过程中, 红外热像仪测量其表面温度为55.8℃, 图6为电机停转以后拍摄的红外图像, 由于没有了风扇的冷却作用, 电机表面同一点温度变为70.7℃。可见由于风力的冷却作用, 导致了15℃的误差。风力越大, 其对电机表面的冷却效果越显著[2]。因此, 建议在测量运转中的电机表面温度时, 对测量结果进行修正, 或者在电机刚停止运转时马上进行测温。
3.2 注意反射温度对红外测温的影响
拍摄电机表面红外图像时注意观察周围有无其他热源, 特别对于表面较光亮的电机, 其外壳较易反射周围热源, 造成检测干扰, 故在拍摄红外热像时, 如果周围有热源, 要注意改变拍摄角度或进行遮挡, 以避开热源的影响。
3.3 注意对电机表面的红外热图进行分析
如果电机表面局部温度过高, 表面红外热图会呈现出以发热点为中心的温度梯度, 这时就有可能是定子铁芯或定子绕组绝缘出现了问题, 由于绝缘损坏导致了绕组匝间短路或相间短路。在这种情况下, 可以配合电机绕组状态检测仪等电气监测设备对电机故障进行准确分析。如果电机表面整体温度过高, 就要考虑电机负载大或散热不良方面的故障。
4 结束语
本文探讨了应用红外热像技术对电机表面过热故障进行监测诊断的可行性, 并利用红外热成像方法诊断了某船用电机过负荷造成的电机表面过热故障, 总结了用红外方法测量电机表面温度过程中应该注意的问题, 对于用红外热成像方法诊断电机过热故障积累了初步的经验。但这些方法还只限于对电机表面过热故障的初步诊断, 还不能对电机故障进行定性和定量的分析, 如果要进一步对电机故障进行精确诊断, 还应该结合振动监测、电气监测等手段。
摘要：分析了引起电机表面温度过高的原因, 用红外热成像方法对某船用电机过热故障进行了监测诊断, 总结了用红外热像方法测量电机表面温度时要注意的问题。
关键词：电机过热,红外成像,监测诊断
参考文献
[1]薛蒙, 冯辉君, 刘慧开, 等.三相异步电机定子与机壳温度的影响因素研究[J].机电工程技术, 2009 (8) :146-148.
红外监测 第5篇
1近红外分析的特点
近红外光谱 (NIR) 是近年来发展较为迅速的一种高新分析测试技术, 是光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测量技术的有机结合。与传统分析技术相比, 近红外光谱分析的主要优点有: (1) 快速, 通常光谱扫描时间30-60秒, 将采集的光谱数据输入到数学模型就可给出分析结果, 可进行在线分析; (2) 制样简单, 预处理简单; (3) 信息量大, 可同时测定多组分; (4) 经定标建模后, 无须用其他常规化学分析手段, 不使用有毒有机试剂, 样品处理简单, 绿色环保无污染。
2工作原理
近红外光是电磁波, 具有光的破例二重性。对光的能量表示为:
从光源发出的红外光照射到一种或多种分子组成的物质上, 如果分子运动或转换状态发生变化或者分子运动或转换状态发生在不同等级间跃迁, 等于近红外光谱区域某波长处光子的能量, 则产生近红外光谱吸收。
近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的。近红外光谱记录的是分子中单个化学键的基频振动的倍频和合频信息, 它常常受含氢基团X—H (XC、N、O) 的倍频和合频的重叠主导, 所以在近红外光谱范围内, 测量的主要是含氢基团X—H振动的倍频和合频吸收。
3近红外光谱分析仪器的进展
现代近红外光谱仪器从分光系统可分为固定波长滤光片、光栅色散、快速傅立叶变换和声光可调滤光器 (AOTF) 四种类型。在各种类型仪器中, 滤光片型主要作专用分析仪器, 在各种类型仪器中, 滤光片型主要作专用分析仪器, 如烟草水分测定仪、油品专用分析仪。为提高测定结果的准确性, 现在的滤光片型仪器往往装有多个滤光片供用户选择。傅立叶变换近红外光谱仪是目前近红外光谱仪器中的主导产品, 具有较高的分辨率和扫描速度, 最近推出的FT—NIR仪器对干涉仪部分作了改进, 减少了对振动、温度和湿度的敏感性。AOTF是90年代初出现的一类型型分光器件, 采用双折射晶体, 通过改变射频频率来调节扫描的波长, 整个仪器系统无移动部件, 扫描速度快, 具有较好的仪器稳定性, 特别适合用于在线分析。
4近红外光谱中的化学计量方法
光谱化学计量学软件是现代近红外技术的一个重要组成部分, 将稳定、可靠的近红外光谱分析仪器与功能全面的化学计量软件相结合也是现代近红外光谱技术的一个明显标志。近红外光谱化学计量学方法研究通常涉及三个方面的内容。一是光谱预处理方法研究, 目的是针对特定的样品体系, 通过对光谱的适当处理, 减弱以至于消除各种噪声对光谱信息的影响, 为校正模型的建立和未知样品组成或性质的预测奠定基础。常见的方法是平滑处理和基线校正。如对光谱进行一阶微分或二阶微分处理, 另外光谱的标准归一化处理 (SNV) 及多元散射校正技术 (MSC) 也常用到。二是近红外光谱定性和定量校正方法研究, 目的在于建立稳定、可靠的定性或定量分析模型。定性分析中常用的方法有主成分分析 (PCA) 、模式识别方法、SIMCA方法、人工神经网络等等。各种多元校正技术如逐步多元线性回归 (SMLR) 、主成分回归 (PCR) 、偏最小二乘回归 (PLS) 、人工神经网络 (ANN) 等方法陆续在近红外光谱定量分析中得到应用。
5近红外光谱在国内烟草近红外检测应用现状水平及发展趋势
由于近红外技术独特的优点, 使其在烟草行业受到重视。国外的许多烟草公司已经将近红外技术用于日常的生产检测, 目前国际上已有成熟的烟草行业专用近红外仪器投入使用, 有关近红外应用领域的进一步拓展也在积极进行。我国的烟草行业也开始了近红外技术的应用研究。上世纪九十年代末, 上海烟草集团公司开始研究近红外检测技术在烟草化学成分的快速检测分析以来, 近红外检测技术开始在烟草行业中进行应用。从应用看, 通过建数学模型, 不但可以建立烟草烟碱、总糖还原糖等主要化学成分的烟叶的化学成分定量分析的快速测试方法, 同时还可用于卷烟质量判断、真假卷烟鉴别等。实践表明, 利用该技术快速简便的优势, 可在实验室、卷烟加工过程、烟叶储存养护过程、入库及在库烟叶内在质量检测、烟叶打叶复烤配方指导与质量控制、拟采购烟叶的质量预警等方面进行有效的推广应用, 为结合外观质量和内在质量对烟叶和卷烟的质量进行研究和监控提供了强有力的技术支持。在线监测烟丝配比稳定性及其他应用等许多方面。
目前, 烟草行业中进行应用得近红外检测技术主要有两种:一种是AOTF-NIR (声光可调滤光器近红外) , 主要应用于在线检测分析;另一种是FT-NIR (傅立叶变换近红外) , 主要应用于实验室检测。现在烟草行业实验室对烟草化学成分的分析大多采用AA3流动注射分析仪, 此方法前处理复杂, 时间长;而红外检测技可快速、高效得出检测结果, 分析在线烟丝的加工质量。目前烟草行业中的打叶复烤、卷烟制丝等在线检测有较多的应用。但是每个企业卷烟品牌的加工工艺稳定性存在差异, 所以, 针对山东中烟济南卷烟厂泰山系列产品进行相关课题研究, 用以提升卷烟品牌的加工工艺质量。
2011年10月, 山东中烟工业公司“利用近红外技术在线测定卷烟烟丝掺配的均匀性”开始进行研究。主要就是以济烟卷烟厂生产的泰山系列产品 (常用的3-4个品牌) , 所选品牌为泰山 (沂蒙) 、泰山 (神秀) 、泰山 (白将) 、泰山 (红将) 、泰山 (软哈) 为研究对象, 通过大量试验, 研究利用在线AOTF近红外光谱仪检测制丝线掺配加香后混合烟丝的主要常用的有机化学成分 (主要是烟碱、总糖、还原糖等) 分析和评价的方法。以泰山 (沂蒙) 和泰山 (神秀) 为例具体实验如下:
1) 在线取泰山 (沂蒙) 混合烟丝样品90个, 泰山 (神秀) 样品50个, 用AOTF近红外光谱仪检测与AA3流动注射分析仪烟丝的烟碱、总糖、还原糖化学成分检测分析, 检测数据对比。
2) 通过定量分析和对比分析, 建立相关的数学模型。
泰山 (沂蒙) 品牌的烟碱、总糖、还原糖各指标PLS1模型
各指标模型见图1-图3。
泰山 (沂蒙) 的烟碱、总糖、还原糖
各指标PLS1模型各指标模型见图4-图6。
泰山 (神秀) 的烟碱、总糖、还原糖的各指标PLS1模型。
各指标模型见图7-图9。
3) 计算主要化学成分的均匀系数。
4) 对烟丝掺配均匀性进行分析并确定掺配均匀性的方法。
5) 对掺配均匀性的方法进行验证。
在卷烟生产过程中, 应用近红外光谱仪, 利用烟草近红外光谱与化学成分之间的数学模型, 通过仪器中的光谱图就可以实现生产过程中的反应烟丝重要内在质量的化学成分成分在线监测, 对烟丝掺配均匀性进行分析并确定掺配均匀性的方法。
红外监测 第6篇
大气中痕量污染气体含量的变化严重影响着人类的生活,其中温室效应的影响更加严重。大部分由人类产生的CH4气体温室效应非同小可,一个CH4分子产生温室效应的强度约是一个CO2分子的22倍。近百年来大气中CH4等温室气体含量持续增加,导致全球变暖,造成了严重的气象灾害。因此对CH4的浓度检测成为了解目前污染状况的重要手段之一。非分散红外吸收光谱法对CH4气体的检测,主要是通过CH4在红外波段的特征吸收来进行。但因为空气中CH4气体的浓度较低,在中红外的吸收又较弱,加之噪声等影响,因此,有必要采取一种有效的弱信号检测方法,来对吸收光谱进行提取。非分散红外吸收法结合气体滤波相关技术来测量CH4气体浓度,是一种有效的弱信号检测方法。它有效地提高了CH4吸收光谱信号的质量,同时更提高了光谱信号检测时的信噪比。系统应用到实时、在线测量中,达到了理想的效果。
2 理论基础
比尔-朗伯定律反映了某种气体在一定浓度范围内对照射光的吸收情况:
其中:I0表示入射到待测气体的初始光强;L表示气体的厚度,即红外辐射经过吸收气体的路程;K表示待测气体的吸收系数;C表示待测气体的浓度;I′表示经过待测气体吸收之后的出射光强。e-CLK可以根据指数的级数展开为
可见,气体的吸收率和气体浓度呈线性吸收。基于此,求出入射光强和出射光强,就可以通过相映的软件算法反演出被测CH4气体浓度。
3 系统实现过程
系统原理如图1所示,红外光源选用能斯特灯,它是由铈、锆、钍和钇等氧化物烧结而成的长约2 cm、直径1 mm的实心或空心棒组成,工作温度可达1 300~1 700℃,其发射的波长范围约为1~30µm,它的寿命较长、稳定性好。但因为其特性受温度影响,所以一个需要5 V稳压源与其供电;光源发出的红外辐射要经过相关轮滤波调制,相关轮由电机转动,电机选用深圳路斯拓公司生产的无刷直流电机,12 VDC,5 W,0.7 A,转速可调,我们设定在为60转/s;经过调制的红外光由透镜聚焦之后进入怀特池进行吸收测量,怀特池长0.25 m,反射镜面镀银,反射率达到96%以上,经20次反射,整个吸收光程为5 m,这样可以使CH4气体的分子充分吸收红外能量。怀特池有一个进气孔,一个出气孔,使用气泵抽气,在气路上加限流小孔,控制气流流速在1 L/min。从怀特池出射的红外光被窄带滤光片滤波,滤除掉其它的背景干扰后,探测器把光谱信号转变成相应的电平,电子学处理单元进行电平的相关运算,最后通过软件反演得出相应的浓度值。
3.1 气体滤波相关调制
气体滤波过程如图2所示,气体相关轮上有两个气体池(N2池和高浓度CH4池),在转动的过程中,红外光源发出的辐射依次透过两个气体池,高浓度CH4池中的CH4会把所有在3.3µm处所对应吸收谱线的红外能量全部吸收,而通过N2池的红外能量在CH4的特征吸收峰是没有任何吸收的。因此两部分透射光强为IN2、ICH4,这个过程就是气体滤波。气体滤波只把CH4在3.3µm处所对应的吸收线全部吸收,而对其它光谱而言没有影响,所以它不同于滤光片。它仅仅是把对测量有影响的能量进行去除,形成一个纯净的背景,从而有针对性的进行滤光,提高了可靠性和准确性。
3.2 吸收测量
如图3所示,吸收测量的过程分为两部分:1)零气测量:零气是指不含CH4气体的背景气体,它不会对3.3µm处的红外有干扰吸收。相关轮调制得到的IN2、ICH4通过零气之后,光强不发生变化。2)样气测量:零气测量之后,在测量池内通入一定浓度CH4气体,IN2会被CH4吸收而减小为I′N2,ICH4不会被进一步吸收。
3.3 相关检测和处理
相关检测是指利用信号在时间上的相关这一特征,把深埋于噪声中的周期信号提取出来的一种方法,它的数理基础是相关函数和相关接收。经过测量池内CH4吸收后,探测器接收到的信号I′N2设为f1(t)=S1(t)+N(t),其中包含的浓度信号为S1(t),噪声信号为N(t);相关轮转动时光偶反射产生的光偶信号f1(t)=S2(t),所以f1(t)、f2(t)的互相关函数为
从式(3)可见,相关函数项把噪声项去掉了,从而在CH4吸收较弱的情况下,能够去除噪声的干扰,获得高信噪比的浓度信号。原理框图如下图4所示。
3.4 硬件实现
如图2所示,在相关轮的周边有两个反射面,当相关轮转动到红外光穿过CH4池的时候,反射面就会移动到反射光耦的位置,产生一个和CH4测量信号同步的光偶信号,同理,也会产生一个和N2测量信号同步的光偶信号。图5所示为理想的参比、测量信号和与之对应的光偶信号。
相关接收的乘法器用光电开关CD4066来实现,如图6所示:I′CH4、I′N2与对应的光偶信号经过乘法器被分别提取出来,由积分电路积分,转换成两个直流电平信号,其中V1值对应I′N2,V2值对应I′CH4。对电平V1、V2进行A/D转换,通过软件算法处理,就可以反演出所测量CH4的气体浓度。
4 实验数据分析
本系统于2005年8、9月份在北京丰台区进行了连续监测,其监测结果与BOMEM公司MR154型FTIR光谱仪对甲烷的测量结果进行了对比,所测得吸收光谱经过计算得出CH4浓度。图7所示为9月4日到9月6日两个系统同时监测的结果,监测结果对浓度变化的一致性比较好,相关达到0.946 06,采用气体滤波结合相关检测方法的本系统,在弱信号提取方面达到了理想的要求,保证了试验结果的精确性。结构简单,思想先进,元器件价格低廉,不光满足了科研要求,同时也达到了市场化的条件。
摘要：针对空气痕量气体中甲烷含量低、吸收弱,在非分散红外甲烷检测系统中噪声干扰大的问题,本文提出了利用气体滤波相关检测技术去除背境噪声干扰来提高检测能力的方法。该方法依据气体对红外辐射的特征吸收和相关运算的原理,结合了先进的气体滤波技术和相关检测技术,实现了对微弱光谱信号的调制和检测,最后实现了对浓度的反演,从而达到了甲烷气体实时、快速在线检测目的。试验结果表明,系统有10ppb的测量精度。
关键词：气体相关滤波,弱信号,甲烷
参考文献
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[6]Qu J Q,Wu Z H.The portable CO/CO2NDIR analyzer[J].Contr.Instrum.Chem.Ind,2000,27:54-55.
红外监测 第7篇
奶牛乳腺炎是发生在奶牛乳腺的一种炎症, 我国奶牛乳房炎的发病率一般在20%—75%, 其中临床型乳房炎 (clinical mastitis) 发病率在9.7%—55.6%, 而隐性乳房炎 (subclinical mastitis) 发病率却高达61.03%—79.62%, 直接给我国的奶牛业、乳制品企业和社会带来了巨大的经济损失[1]。近年来, 我国奶牛的饲养数量逐年增加, 牛场规模逐步扩大, 但对于奶牛乳腺炎诊断的方式大多还停留在原始的乳汁细菌培养法、乳汁体细胞技术法, 乳汁酶类活性分析法等传统方式, 而本系统利用的红外线热成像技术具有非接触、无创、快速连续的成像等诸多优势, 奶牛疾病诊断方面可以有更广泛的应用。
红外热像技术在我国起步较晚, 1976年以前还是一片空白。1975年上海率先成立了科研、生产、使用三结合的HWX-I型医用红外热像仪研制协作组, 于1976年试制成功第一台样机并投入临床试用。1979年姜宗桥发表了第一篇国产热像仪临床应用报道[2], 表明我国已用红外热像技术的开发和应用与国际进展基本同步。之后, 红外热像技术在医学中的应用逐渐成熟, 为医疗事业做出了不可磨灭的贡献。目前我国红外热像仪主要应用在人体临床医学诊断、建筑学以及化工设备缺陷诊断等领域, 但在动物疾病应用领域的研究甚少, 尤其是奶牛疾病的诊断方面。
本文介绍的一种基于红外热像图的奶牛乳腺炎在线监测系统相对于传统检测方法而言具有自动化、非接触、快速无损检测等诸多优势, 可以及时有效的检测奶牛乳房健康情况, 大大提高奶牛乳腺炎检测效率, 节约了人工成本。
2 工作原理
从物理学的角度来看, 动物就是一个自然的生物红外辐射源。它不断地向周围空间发散红外辐射能。当动物身体局部发炎或某些生理状况发生变化时, 这种全身或局部的热平衡受到破坏或影响, 于是在临床上就表现出组织温度的升高或降低。因此利用红外线热成像技术测定动物体表部分温度的异常变化, 就可以成为诊断奶牛相关疾病的参考依据, 也为本系统的设计提供了理论依据。张鲜等人通过研究及结合国外科学家的实验得出结论:应用红外摄像仪, 具有简便、无创、无辐射损害, 热图电脑储存便于反复复查对比等优点通过热像图能够较准确的诊断出奶牛临床疾病的状态[3]。
本系统以红外热成像技术为基础, 完整的构建了一个基于红外热像图的奶牛乳腺炎在线实时监测系统。具体的设计原理如下:首先利用温湿度传感器对牛舍环境进行温湿度检测;利用超声波测距系统自动捕捉拍照时机, 并通过单片机控制系统启动红外摄像头对经过的奶牛的乳腺进行自动拍照。并将其所拍图像通过传输装置传输到上位机检测系统, 对其采集到的红外图像进行图像处理, 并通过相关软件将奶牛乳房分为四个区域, 分别计算其各个区域温度以及平均温度。最后通过该平均温度结合环境温湿度计算奶牛乳腺炎发病指数, 该指数与奶牛正常生理常数通过建立一定的线性模型或者图表进行参数对比, 从而得出相应的判断依据, 并实时对奶牛乳腺炎疾病进行监测, 当该指数出现异常, 单片机所连接的报警系统自动发出警报, 从而及时、准时、准确的给出判断, 为奶牛乳腺炎疾病发现和治疗节约了时间。
3 系统设计
4 实验结果及数据分析
已有的研究表明, 正常奶牛的左右乳房温度呈对称分布, 当左右乳房温度差值超过1.5℃时, 可初步判断温度升高一侧乳腺已经患有隐性乳房炎[4]。本检测系统以此为依据, 设定系统阈值为1.5℃。通过在奶牛场实地检测, 验证系统运行正常, 可以报警。提取报警奶牛的乳汁利用体细胞计数法 (scc) 进行比对实验。实验结果显示, 有75.6%的报警奶牛确实患有隐形乳房炎。通过上述实验可以证明本系统对于奶牛隐性乳腺炎的检测准确率在75.6%左右, 对奶牛隐形乳房炎有一定的预警作用。
通过实验分析发现, 引起检测准确率下降最主要的因素如下:由于个体变异, 奶牛乳房皮肤温度的变化差异较大, 这种差异主要来源于奶牛的品种, 胎次、泌乳期等因素。所以, 在本系统中奶牛乳腺炎报警的阈值温度是不同的, 要根据奶场的实际情况进行调节。以提高系统检测的准确性。
5 结束语
奶牛乳腺炎作为奶牛最常见的疾病, 大大降低了奶牛的产奶量和质量, 现有的对奶牛乳腺炎检测方法普遍比较繁琐, 检测周期较长, 一般需要提出奶样, 检测设备也较为昂贵, 而本系统基于红外热热成像技术, 不但可以很好的解决上述问题, 而且可以实现对奶牛乳房的实时检测, 做到尽早发现, 尽早治疗, 减轻工人的劳动强度, 具有较好的市场前景。结构简单, 实用性强, 具有很高的实用意义和市场推广价值。
摘要：在我国, 奶牛乳腺炎的危害在奶牛疾病中居首位, 是制约我国奶牛业发展, 降低牛奶品质和奶牛饲养经济效益的大敌。基于红外热像图的奶牛乳腺炎在线监测系统可以通过检测奶牛乳房温度异常变化来快速有效的诊断奶牛是否患有乳腺炎。本设计利用红外摄像头 (Seek Thermal Camera) 定点拍摄奶牛乳房的红外热像图, 通过计算机对红外热像图进行相应的分析处理, 提取奶牛乳房的表面关键区域温度与预设阈值温度作比对, 依据比对结果对奶牛乳房疾病进行初步的预测和诊断, 并将诊断结果发送到监控中心, 从而实现对奶牛乳腺炎疾病的实时在线监测。
关键词：红外热像图,单片机,红外摄像头
参考文献
[1]李宏胜, 郁杰, 罗金印, 等.牛源性无乳链球菌血清型分布及抗生素耐药性研究[J].中国畜牧兽医, 2012 (1) :164-167.
[2]姜宗桥.HUX.I型医用红外热像仪及其临床应用[J].中华物理学杂志, 1999 (1) :95-98.
[3]张鲜, 何金成.红外热像仪在奶牛疾病诊断中的应用[J].福建农机, 2014 (2) :34-37.
红外监测 第8篇
随着社会经济和电力行业的发展, 全封闭式高压开关柜已广泛应用于各电压等级变电站10k V、35k V供电系统中, 在配电网中极为重要, 是作为架空线、电缆、母联的枢纽节点。柜内接点 (插头) 接触位置偏移、动静触指弹簧松动、材质不良等因素均会导致开关柜内的刀闸触头、母线排过渡点、电缆终端接头等关键部位产生严重发热, 影响设备安全运行。
目前国内变电站内普遍采用的测温手段是示温变色蜡片法、红外测温法、接触式测温电阻法。示温变色蜡片法测温误差大, 实用性差;红外测温法无法透过设备外壳监测到设备内部的高温, 且不能实时监测设备温度;设备内部采用的接触式测温电阻法, 存在高电压隔离和测温器件温度过热的问题, 实用性差。随着电压等级的提高和用电负荷的逐年增长, 以上方法的局限性越来越明显。
由此可见, 设计一种实用性强, 精度高的温度在线监测系统, 实时地对开关柜内关键部位的温度进行非接触式测温, 具有十分重要的应用价值。
2 系统介绍
本文设计的开关柜温度在线监测系统主要包括温度采集模块、数据处理模块、数据显示模块、声光报警模块、GSM遥信报警模块。
该系统利用红外测温技术, 可远离测量点进行非接触式测温, 解决了高压隔离以及传感器温度过高的问题, 响应速度快, 精度高。装置安装于金属柜门内侧, 实时监测并显示开关柜内部关键部位的温度, 不影响开关柜的正常运行。数据显示模块布置在透观察窗口处便于运维人员检查记录。
该装置内部设计有声光报警模块, 当温度达到或超过预先设定的报警温度限定值时, 在现场发出声光报警信号, 便于巡视人员在巡视时及时发现高温缺陷。当温度达到或低于报警温度值时, 装置自动取消报警。本装置还设计有GSM遥信报警模块, 在出现高温现象时, 可以将温度数据以短信息的形式发送到运维人员值班手机上, 以便运维人员及时到现场检查处理。此外还有短信查询功能, 可以远方查询开关柜内的温度。
3 硬件设计
开关柜温度在线监测系统的结构示意图如图1所示。
红外传感器MLX90614是一款非接触式的红外线温度感应芯片, 测温范围-40~125℃。MLX90614在信号调节芯片中使用了先进的低噪音放大器, 一枚17-bit ADC以及功能强大的DSP元件, 从而实现高精度温度测量。
TC35是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块, 可以快速、安全、可靠地实现系统中的数据传输和短消息服务, 稳定性强, 不易受干扰, 网络覆盖面广。
单片机芯片STC89C52RC, 超强抗干扰, 宽电压, 不怕电源抖动, 宽温度范围-40℃~85℃。能够控制其它模块实现温度在线检测和高温报警功能。
声光报警模块, 结合了声音和灯光的优点, 首先通过声音初步确定报警来源, 再观察灯光信号, 精确定位发生高温故障的开关柜。
装置通过强磁铁吸附的方式固定于金属柜门内侧, 安装方便。
4 软件设计
系统运行程序设计流程图见图2, 系统初始化后, 进入无限循环的温度采集流程中。
利用Keil C51软件编译C语言程序, 设定两个温度限定值T1、T2, 划分为三个温度状态:正常温度时, 温度T≤T1, 绿灯亮, 蜂鸣器不响;异常高温时, T1<T≤T2, 黄灯亮, 蜂鸣器响;严重高温时, T>T2℃, 红灯亮, 蜂鸣器响, 间隔一定时间t发送报警短信息, 格式如“Normal temp<45℃, Atemp=31.5℃, Btemp=31.2℃, Ctemp=31.6℃”。该系统还有遥测功能, 远程查询实时温度数据
5 系统应用情况
5.1 现场应用
将研制好的装置分别放置在五个10k V高压开关柜内试运行, 对开关柜内三相电缆接头温度进行实时监测, 实现了预期功能, 运行状况良好。由于目前现场所选的开关柜运行状况良好, 电缆温度在允许范围内, 并未收到报警短信。装置现场应用情况如图3。
5.2 效果检查
利用温度校验仪MX824-J模拟产生高温来检验装置测温准确性和报警情况, 设定T1=45℃, T2=75℃, 检查结果如表1所示。
由检查情况可知, 误差值范围在+0.6℃~-0.6℃, 精确度高, 满足现场应用的要求。温度报警动作正确, 短信发送正常并且延时在允许范围内。本装置对开关柜内电缆头的温度监测的精度以及报警准确性均能满足现场实际应用。
6 结语
随着越来越多的无人值守变电站的投入运行, 对供电可靠性和电网异常、发生事故时的应急响应和处理速度的要求不断提高, 要解决人力不能超越的问题就必须深化并保证信息的采集和处理。本文中设计的基于红外测温技术的开关柜温度在线监测系统, 可实时检测到开关柜内的高温缺陷, 提前发现事故隐患并进行消缺, 降低了设备故障率, 提高了设备运行的安全性、可靠性。该系统为设备的状态检修提供了科学依据, 促进了智能化开关柜及电网遥感、遥测等现代化技术的完善与发展。
参考文献
[1]韩玉兰, 芦兴, 路灿, 田竞.高压开关柜隔离触头温度红外检测系统的研制[J].高压电器, 2008, 44 (6) :578-581.
[2]郭文元, 雷颖, 高良玉.高压电气设备中导电连接处温度的状态监测[J].高电压技术, 1996, 22 (3) :33-35.
红外监测 第9篇
因为受到距离过远和视线受阻等问题的影响, 导致通过肉眼的方式无法将电力设备的发热情况观测到, 因此经常会忽略故障点。在自然界中红外线辐射属于一种普遍存在的电磁波辐射, 其具有特有的辐射物温度特征。在电网的运行维护中针对电力设备辐射出的红外光通过红外热像仪进行成像处理, 可以对设备的温度进行测定, 同时对存在的过热故障进行检测。
1 红外检测技术
在电流电压的作用下正常工作的电力设备会出现热量, 线路设备常见的发热原因主要包括以下两个方面:一种是由于电流效应而引起的发热, 还有一种是由于电压效应引起的发热。目前在各个电压等级中产生电压致热效应、电流致热效应以及其他致热效应的相关电力设备中广泛的应用到了利用红外检测的方式[1]。一旦电力设备出现异常的情况, 就会形成严重的局部发热情况, 而红外热像图在故障点周围会呈现出明显的白亮情况。不可见的红外辐射在红外热像仪中可以被转换成可见的图像, 图1为其原理示意图。通过镜头物体的红外辐射可以在探测器上聚焦, 从而形成电信号, 在经过放大以及数字化等一系列的处理之后, 其会被传输到热像仪的电子处理部分, 在经过转换之后, 其就会变成在显示器上的看到的红外图像。
2 在电力设备带电监测中红外检测技术的应用实例分析
近几年来, 我公司的检修工作人员以相同连接处的温度为根据对发热点的相对温升进行计算, 进而判断设备故障的严重程度, 取得了一系列的成果。
(1) 红外检测技术应用实例1:有接头发热的问题出现在某线路的副母闸刀B相开关侧, 其达到了103.8℃的最高温度, 详情见图2。在发生故障之后, 采用红外检测检查的方式对其进行检查, 结果发现有严重过热的现象出现在了B相线夹中。
(2) 红外检测技术应用实例2:某110k V线路因为过重的负荷, 导致44号B相大号中有接触不良发热的问题出现在了耐张、并沟线夹中, 通过红外检测技术发现, Area02区域达到了155.0℃的最高温度, 而Area03只有33.8℃的最高温度, Area01则只有50.2℃的最高温度。通过上塔处理发现B相并购线夹已经出现了十分严重的损坏。
(3) 红外检测技术应用实例3:某110k V线路中有耐张线夹发热的问题出现在了27号B相小号, 通过红外检测技术发现, 其中Area0区域具有169.4℃的最高温度, Area02具有32.8℃的最高温度, Area01具有31.4℃的最高温度。
3 红外检测技术精度的影响因素和应对措施
3.1 检测距离的影响和应对措施
现在的输电线路普遍具有较高的杆塔, 现场仪器与绝缘子金具、导线之间一般都会达到20m以上的距离。通常需要采用增加长焦镜头的线路检测仪器, 采用的镜头为12度左右, 尽管很多厂家生产的都是70m左右的长焦镜头, 然而实际上应该在50m以内的范围对其进行控制, 只有这样才能够确保比较清晰的成像效果, 而且可以将相对温度准确的判断出来。在发现热点之后, 检测人员还应该进行登杆复测, 并且保持10m以内的距离, 与塔上的测量温度相比, 塔下测量温度的实测数据通常具有6~8℃的差异。
3.2 天气环境的影响和应对措施
被测设备只有通过大气传输的方式才可以将发射能量传输到成像仪上, 因此发射能量会受到空气中各种颗粒漂浮物、二氧化碳、水汽的散射和吸收作用, 从而出现衰减的情况, 最终导致与实际温度相比, 测量的温度要低。大量的现场测量结果表明, 红外线测量受到了天气因素的较大影响, 在晴天的时候往往具有较好的效果, 在雾天、雪天和雨天具有较差的成像效果, 所以必须要尽可能的在干燥与洁净的大气环境中进行红外线技术检测, 确保测量结果的准确性。如果风力较大, 发热设备会由于风速的影响而出现热量快速散发, 加大导体的散热系数, 降低缺陷设备的温度, 所以最好不要在大风的环境下进行红外检测[2]。
3.3 太阳光背景的影响和应对措施
在3~14μm的区域内, 受到太阳光的漫反射和反射的作用, 具有相同的红外成像过长。红外辐射会对红外成像仪造成一定的影响, 图像会受到背景中阳光的较大影响, 对故障部位的判断产生一定的干扰。规程中明确提出要在日落之后和日出之前来进行操作, 根据现场检验的结果可以发现检测效果最好的时段是夜晚, 但是在实践中往往很难找到合适的时段。通过检测比对日落后和阳光下同一点的检测结果可以发现, 只要避开阳光最强烈的正午来进行测试, 避免测试角度正对阳光, 以防仪器上出现阳光反射。在其他有阳光的时段进行室外检测, 并不会严重影响检测结果的准确性。
3.4 对检测设备的影响和应对措施
各种物体均有0~1的辐射率, 不同物体的红外发射率不同, 这也使红外成像仪会接收到不同的设备温度。材料的物理结构、厚度、表面粗糙程度和种类都会影响材料的辐射率, 而辐射率又会影响红外检测的精度。因此在进行现场测试之前应该对被测物体的反射率进行科学的设置。大多数的输电线路均为铝制品, 根据铝材料的辐射率, 可以将输电线路仪器辐射率设置为0.9, 对于其他材料还应该设置相应的辐射系数。
3.5 人员因素的影响和应对措施
红外成像检测技术需要用到较多的仪器, 分析较多的数据, 整个过程比较复杂和繁琐。这也要求检测人员不仅要对红外成像仪的基本操作程序、技术参数和工作原理予以了解, 还应该掌握一定的调试方法, 定期参加技术培训。现场检测人员应该对设备当时的运行负荷情况予以了解, 对线路运行负荷进行详细的记录, 在检测时尽量选择负荷高峰状态。
4 结语
有很多因素都会对红外检测的准确性造成影响, 通过红外成像技术能够对设备的缺陷进行及时的发现, 并采取相应的对策, 保障设备的正常运行。在电力设备的状态检修中, 红外检测技术具有广阔的发展前景, 其不仅检测快速、安全, 而且能够实现不停电、不接触、远距离检测。为了进一步推进红外检测技术的发展, 还应该进一步提高检测精度。
参考文献
[1]陈宝怡.红外诊断技术在高压断路器内部发热故障中的应用[J].高压电器, 2011 (05) .