热成像:一个重要的维护工具
热成像或红外热像仪是一种非破坏性的维护方法,它使用红外摄像机来测量物体发出的热辐射量,并将其转换成温度。一般来说,要测量接近室温的物体的温度,需要探测红外线波长范围内的辐射(比可见光的波长要长得多,即,大约400-700纳米)。红外图像通常是彩色的,因此比其他物体发出更多的热辐射的物体会以更明亮的颜色(黄色、红色和白色)出现。较冷的物体呈深蓝色、紫色或绿色。虽然热成像通常只能探测到表面温度,但红外信号往往能显示结构内部的温度。
热成像技术的成本相对较低,相机的价格通常在4,000美元到8,000美元之间,有些不到2,000美元,有些超过20,000美元。其他优点包括快速响应(以毫秒为单位)、大容量的数据收集和存储以及测量移动对象的能力。某些功能,如高分辨率成像,屏幕提示,和路线映射增加了热成像相机的价格。大多数红外(IR)检查相机是长波长类型(8-12微米)。
热成像摄像机
摄像机的热损失检测功能预见性维护非常相似,根据Frank Vallese总裁所说,电子物理学,索弗拉迪集团公司。一个细微的区别是,一些热损失检查相机有一个广角镜头,使热像仪能够从一个相对近的距离观察大的物体。预测维修相机通常不提供这样的功能。另一方面,预测维修摄像机通常用于测量更大的温度范围,例如,0°C - 500°C。热损失检查相机通常有一个非常狭窄的温度范围的要求。
”正确培训和合格的红外(IR)技术人员为公司提供了巨大的投资回报,重要的是,避免了重大损害往往与不合格的工作。Frank Vallese, Sofradir公司集团电物理学总裁
摄像头的性能和便携性不断提高。它们的重量不到5磅,并且可以在20'远的表面区分1度的不同部分。它们可以存储数百张图像和录制音频笔记。一家制造商提供了一种技术,可以将红外和可视图像集成到全屏或图中视图中,用于检查和报告。另一款相机配有可选的2X和广角镜头。
其他新功能还包括一个激光指示器,它可以对准热像上的一个点。Vallese说:“这使得热像仪能够将激光对准一个物体,并准确读取其温度。”现在,一些相机配备了触摸屏,使数据输入更容易,相机内路径为温度记录仪提供一个设备列表,以及根据设备类型进行的相机内故障排除。
热成像软件
热成像软件也在不断发展。一个图像内可以有多个温度数据点,还可以叠加等温线调色板来突出温度带。修正因子还提供了表面辐射率和反射背景温度。此外,调色板可以很容易地改变和结果显示在各种格式。一个程序可以记录48个温度测量区域的实时数据。
“对于电气设备,最好是尽可能频繁地检查关键部件,可能不太关键的部件就不那么频繁了。Frank Vallese, Sofradir公司集团电物理学总裁
虽然设备已经变得更容易使用,一个训练有素和/或认证的温度测量师仍然需要准确地解释红外扫描。热像仪也被训练去了解材料的特性和其他因素是如何影响他们所扫描材料的特性的。的美国无损检测协会(ASNT)提供热测试认证培训,并出版了一本关于这种方法的手册。
Vallese说:“适当的培训和合格的IR技术人员为公司提供了巨大的投资回报,重要的是,避免了通常与不合格工作相关的重大损失。”的斯奈尔集团提供热成像的培训、认证、检验和咨询服务。
商业屋面检查
热成像成功地用于商业屋面检查人员识别泄漏,缺陷,湿度和模具上平坦和低坡度的屋顶。潮湿地区比干燥地区产生更多的辐射。为了进行适当的屋顶检查,需要几个人:一个有经验的温度测量师和助手;有经验的屋顶顾问或屋顶修理工;及大厦业主代表负责出入及保安。天气条件必须是干燥的,风小,不下雨。例如,必须考虑太阳加热的影响,有时会导致在日落之后进行扫描。在屋顶顾问检测并确认可疑区域后,用标记涂料突出显示问题区域。尽管有时仍需进行破坏性试验,但更仔细的目视检查通常能确定问题的确切答案。
屋顶检查仅限于小面积(约12平方公里)。而且可能是劳动密集型的。扫描较大面积(800平方公里)。在屋顶,航空热成像是一种解决方案,通常只需要两名机组人员。扫描速度很快(每20万平方米5分钟)。只要天气条件允许,许多屋顶可以在一个晚上完成测量。成像更准确,因为俯视图视觉照片和红外热像仪相结合产生CAD图纸潮湿的地方。虽然高分辨率、大画幅红外摄像机是必需的,但它们甚至可以在高反射的屋顶上探测到问题。屋顶湿气的趋势也成为可能。
不需要更换整个屋顶,可以进行现场维修以防止任何泄漏。检查人员还可以通过对比修复前和修复后的图像,确认屋顶上的任何漏洞都已成功修复。通过适当的屋顶维护,可以使屋顶的使用寿命提高300%。
电气系统预测维护
热成像也是一种理想的预测维修检测方法电气系统包括电动机、驱动器、电箱和配电系统接头。设施和设备可以在整个过程中保持运行。这种方法可以识别问题是一个松散的连接,腐蚀的元素,或短路或过载的电路。随着时间的推移,电气连接可能变得肮脏或氧化,产生多余的热量。这可能导致金属熔化或火灾造成重大损害。检查,如母线接头分析,可以在安全的距离进行。
在传输和分销系统在美国,温度测量可以帮助减少生产损失,并防止这些系统的故障。热成像也被用于检查公用事业电线杆,使技术人员与该地区保持安全距离。虽然航空热像仪可用于高压输电线路的检测(与地面核查小组联合使用),但它可能不适用于配电线路的检测,因为配电线路可能会被树木、街灯和其他物体阻挡。
检查电气设备的温度测量师必须遵守全国消防协会(NFPA) 70E工作场所电气安全标准,要求佩戴电弧闪光等级的个人防护设备以及面罩。当面板被打开以扫描内部设备时,可能会发生电弧闪烁事件。因为这种保护设备将屏幕的视觉能力降到最低,所以可以使用镜头来改善视力。
如果面板保持关闭状态,扫描必须通过一个特殊的红外窗口进行(亚克力盖对红外相机来说是完全不透明的,可能需要移除)。这使得在不改变设备状态的情况下更频繁地进行热成像。然而,获得准确结果的书面程序是必需的。的美国测试和材料协会(ASTM)制定了电气和机械设备热成像的标准(ASTM E1934-99a)。
在检查电气设备时,重要的是要记住一个热点可能并不表示有问题。有时热点只是另一个表面的反射,并将遵循视线。一个实际的热点将保持在一个固定的位置。负载必须由经过培训和合格的技术人员进行测量,以确认问题。
Vallese指出,确定检测频率是一件棘手的事情。他说:“对于电气设备来说,最好是尽可能频繁地检查关键部件,也许不那么关键的部件检查得更少一些。”如果温度记录员注意到热图形中的异常趋势,就应该增加检查频率。当然,在进行新工作和进行重要的系统更改时,建议进行检查。
Vallese不认为热成像会很快被另一种方法取代。“由于质量和生产能力的提高,红外摄像机的成本持续下降,”Vallese说。“这增加了这项技术的使用。”
月桂谢泼德
Laurel M. Sheppard是一位获奖的作家和编辑,他写了几百篇与陶瓷材料技术和其他工程领域相关的文章。她拥有俄亥俄州立大学的陶瓷工程学士学位,并曾在《时代》杂志担任编辑职位陶瓷行业,美国陶瓷学会公告,先进材料与工艺,材料工程。她的写作和编辑成就得到了技术传播协会、美国商业新闻编辑协会和传播概念公司的认可。她还撰写了十多篇关于各种材料技术的市场报告,并为IEEE撰写文章计算机图形与应用,软件策略,原住民,我们的杂志,以及其他出版物。