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热成像:重要的维护工具

写道

热成像或红外热像仪是利用红外摄像机测量物体发出的热辐射量,并将其转换为温度的一种无损维护方法。通常,要测量接近室温的物体的温度,需要探测红外波长范围内的辐射(比可见光波长范围长很多,即大约400-700纳米)。红外线图像通常是彩色的,因此发射更多热辐射的物体会呈现更明亮的颜色(黄色、红色和白色)。较冷的物体呈现较深的蓝色、紫色或绿色。虽然热成像通常只检测表面温度,但红外信号往往表明结构内部的温度。

热成像:重要的维护工具

热成像技术相对便宜,摄像机的价格一般在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、屏幕提示和路径映射,增加了热成像相机的价格。大多数红外(IR)检测相机是长波长的类型(8-12微米)。

热成像摄像机

摄像头的热损失检测和预见性维护非常相似,根据Frank valese,电子物理,A集团sofrader公司.一个细微的区别是,一些热损失检测摄像机配备了广角镜头,使热记录仪能够从相对较近的距离观察其他较大的物体。预测性维护相机通常不提供这样的功能。另一方面,预测性维护摄像头通常用于更宽的温度范围,如0°C - 500°C。热损失检测摄像机对温度范围的要求通常很窄。

经过适当培训和合格的红外(IR)技术人员为公司的投资提供了巨大的回报,重要的是,避免了不合格工作往往带来的重大损害。”弗兰克·瓦莱泽,A集团索弗拉迪公司电子物理总裁

相机的性能和便携性不断提高。它们的重量不到5磅,可以在20英尺远的表面上区分一个程度的不同。它们可以存储数百张图像并记录音频笔记。一家制造商提供的技术,将红外和视觉图像集成在全屏或图中图视图的检查和报告。另一款相机配有可选的2X和广角镜头。

其他新功能包括激光指针,其与热图像上的斑点对齐。“这使得热引体能够将激光点指向物体并准确地读取其温度,”Vallese说。一些摄像头现在可以使用触摸屏显示,使数据输入更容易,相机的路线提供带设备列表的热那说家,并根据设备类型进行相机故障排除。

热成像软件

热成像软件也继续前进。现在可能在一个图像中的多个温度数据点,以及等温调色板的叠加,以突出温度的频带。还提供校正因子用于表面发射率和反射背景温度。此外,颜色调色板可以很容易地改变,并以各种格式显示结果。一个程序可以记录具有48个温度测量区域的实时数据。

“对于电气设备,最好将关键单位视为实用,也许不太频繁的单位。”弗兰克·瓦莱泽,A集团索弗拉迪公司电子物理总裁

尽管设备已经变得更容易使用,但仍需要经过培训和/或认证的温度学家来准确解读红外扫描。温度学家还接受过培训,了解材料的特性和其他因素如何影响他们扫描的材料的特性。的美国无损检测学会(ASNT)提供了获得热测试认证的培训,并出版了一本关于这种方法的手册。

“经过适当培训和合格的IR技术人员为公司的投资提供了巨大的回报,重要的是,避免了不合格工作往往带来的重大损害,”瓦莱泽说。的斯奈尔集团提供用于热成像的培训,认证,检验和咨询服务。

商业屋面检查

热成像技术被商业屋面检验员成功地用于识别泄漏、缺陷、湿气和霉菌平顶和低坡屋顶.潮湿地区比干燥地区产生更多的辐射。为了进行正确的屋顶检查,需要几个人:一名经验丰富的温度测量师和助手;有经验的屋顶顾问或屋顶工人;还有大楼业主代表负责进出和安保。天气条件必须是干燥、低风、无雨。例如,太阳加热的影响有时会导致在日落之后进行扫描。在屋顶顾问发现并确认可疑区域后,用标记涂料突出问题区域。虽然有时仍然需要破坏性的测试,但更仔细的目测通常可以确定确切的问题。

屋顶检查仅限于小范围内(约12平方公里)。可以是劳动密集型的。用于扫描较大的区域(800平方公里。空中热成像是一种解决方案,通常只需要两个机组人员。扫描速度很快(每20万平方公里5分钟。只要天气条件允许,许多屋顶可以在一个晚上进行勘测。成像更精确,因为平面视觉照片和红外热成像相结合产生CAD图纸潮湿的地方。尽管需要高分辨率、大尺寸的红外摄像机,但它们甚至可以探测到高反射屋顶上的问题。屋顶湿度趋势也成为可能。

与其更换整个屋顶,不如进行现场维修以阻止任何漏水。检查人员还可以通过比较修复前后的图像来验证屋顶的任何漏洞是否被成功修复。如果对屋顶进行适当的维护,屋顶的使用寿命可提高300%。

电气系统预见性维护

热成像也是一种理想的检测方法,以预测维修电气系统,包括电机、驱动器、电气箱和配电系统接头。设施和设备可以在整个过程中保持运作。这种方法可以确定问题是连接松动,元件腐蚀,或短路或过载。随着时间的推移,电路连接会变脏或氧化,产生多余的热量。这可能会导致金属熔化或火灾造成重大损害。检查,如母线槽连接分析,可以从一个安全距离进行。

Thermal_Imaging

传输分配系统,热成像测量可以帮助减少生产损失,防止这些系统的故障。热成像技术也用于检查公用事业电线杆,使技术人员能够与该地区保持安全距离。虽然航空热像仪可以用于检查高压输电线路(与地面核查小组联合使用),但可能不适用于检查配电线路,因为配电线路可能会被树木、路灯和其他物体遮挡。

检查电气设备的热记录仪必须遵守全国消防协会的(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。当打开面板扫描内部设备时,可能会发生闪弧事件。由于这种保护设备将看屏幕的能力降到最低,镜片可以改善观看效果。

如果面板保持关闭状态,必须通过一个特殊的红外窗口进行扫描(亚克力盖对红外摄像机是完全不透明的,可能需要移除)。这使得热成像可以在不改变设备状态的情况下更频繁地进行。然而,需要书面程序来获得准确的结果。的美国测试和材料学会(ASTM)开发了电气和机械设备的热成像标准(ASTM E1934-99a)。

热成像检验热成像检验

在检查电气设备时,重要的是要记住,热点可能不会表明问题。有时热点只是另一个表面的反射,并遵循视线。实际的热点将保持在固定位置。必须通过培训和合格的技术人员测量负载来确认问题。

瓦列斯指出,确定检查频率可能很棘手。他说:“对于电气设备,最好尽可能频繁地检查关键部件,或许不那么频繁地检查关键部件。”如果温度测量师注意到热图中不正常的趋势,则应增加检查频率。当然,当执行新的工作和重要的系统变更时,建议进行检查。

瓦莱泽认为热成像技术不会很快被其他方法取代。“由于质量和生产能力的提高,红外相机的成本持续下降,”瓦莱泽说。“这增加了这项技术的使用。”

热成像
月桂谢泼德

Laurel M. Sheppard是一位获奖作家和编辑,他撰写了数百篇与陶瓷材料技术和其他工程领域有关的文章。她拥有俄亥俄州立大学(Ohio State University)的陶瓷工程学士学位,此前曾担任美国国立大学的编辑职位陶瓷行业,美国陶瓷社会公报先进材料与工艺,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通信概念公司的认可。她还撰写了十几份关于各种材料技术的市场报告,并为IEEE写过文章计算机图形和应用程序软件策略原住民我们的杂志等出版物。

劳蕾尔·谢泼德报道

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