淺談熱成像技術在預防性維修中的應用

辛建豪　李兆亮　鄭波

【摘 要】本文結合熱成像技術在電氣維修中的應用實例，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防性維修的新方法。

【關鍵詞】熱成像；電氣維修；預防性維修

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

現代數控機床的自動化控制系統中使用了大量電氣元件，常常因為老化、松動、腐蝕、負載異常等原因造成故障點過熱，嚴重影響設備運行安全甚至引發電氣火災。為了預防該問題的發生，某合資汽車公司發動機工廠引進一套紅外熱成像儀，每季度對所有機床的電氣柜巡檢一次，可以準確的檢測出過熱點，及時排除故障，確保機床的安全穩定運行。

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發射能量，產生電磁波。紅外熱像儀能將被測目標輻射出的電磁波瞬間轉化為可視化的熱成像圖，并且可以在專業分析軟件的幫助下進行分析和診斷。如圖1所示，熱像儀由兩個基本部分組成：光學器件和探測器。光學器件將物體發出的紅外輻射聚集到探測器上，探測器把入射的輻射轉換成電信號，進而被處理成可見圖像，即熱成像圖。

2 數據采集方法

對于反射率較低的被測物體，應使熱像儀紅外鏡頭面的軸線與所要拍攝的目標垂直，調整焦距，使圖像中不同溫度區域的邊際清晰銳利。對于高反射率的被測物體，應該采取適當措施來減少周圍高溫物體輻射的影響，比如微調拍攝角度，找到能避開反射的最佳角度進行拍攝，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簽功能，可在拍攝熱成像圖的同時附加一條聲音標簽，方便數據分析時甄別熱成像圖來源。將采集到的熱成像圖導入計算機，按采集日期、設備編號等分類保存，并將數據錄入EXCEL表格。先前保存的溫度數據可作為對照樣本與最新采集的溫度進行比較，有助于判斷熱點是否正常，還可以分析出溫度變化趨勢等有價值信息。

3 熱成像數據分析

熱像儀配備了功能強大的軟件，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射率、反射溫度補償以及調色板等關鍵參數進行調節，以利于后續的分析。本文作者工作場所有的電氣柜都配有空調，可以保證電氣柜內恒溫28℃，有效避免了環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備的同一位置元件進行對照。圖2所示是巡檢時采集到的一幅熱成像圖片，觀察發現圖中有一線形高溫帶，最高溫度高達90.7℃，對比圖像中心點溫度48.6℃，可判定此處異常過熱。通過回放聲音標簽發現，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線，溫度最高的點是導線接入電源模塊的接線端子。由此得出結論：①導線截面積過小，導致導線發熱。②接線端子處可能接觸不良。③電源模塊負載較高。

4 制定對策

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

5 效果復查

以上措施實施完畢后再拍攝一幅熱成像圖進行分析比較。如圖3所示，電流被新增的導線和電源模塊分擔，發熱量明顯減少，熱成像圖中最高溫度僅43.6℃，而導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

與測溫槍的點測量相比，紅外熱成像儀可實現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床無需停機，測量工作可在機床運行期間完成，使用上靈活方便。本文作者所在的某發動機工廠自使用熱成像儀巡檢以來共發現異常高溫點100余個，對所有異常高溫點都進行了分析-維修-復查工作，有效的排除了隱患，提高了設備的開動率。

【參考文獻】

[1]紅外熱像技術與電力設備維護[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.