浅谈红外热成像仪在漆包线行业的应用

李钦华

（铜陵有色股份铜冠电工有限公司 安徽铜陵 244000）

浅谈红外热成像仪在漆包线行业的应用

李钦华

（铜陵有色股份铜冠电工有限公司 安徽铜陵 244000）

红外线是一种电磁波，具有与无线电波和可见光一样的本质。红外线的发现是人类对自然认识的一次飞跃。利用某种特殊的电子装置将物体表面的温度分布转换成人眼可见的图像，并以不同颜色显示物体表面温度分布的技术称之为红外热成像技术。

红外线；红外热成像技术；漆包行业

1 红外热成像仪的工作原理

红外热成像仪（热成像仪）就是利用红外热成像技术研制出的一种运用广泛的仪器，是通过非接触探测红外热量，并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计算的一种检测设备。红外热成像仪（热成像仪）能够将探测到的热量精确量化，或测量，使人们不仅能够观察热图像，还能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。

2 红外热像仪的构成

红外热像仪的构成包含五大部分：

（1）红外镜头：接收和汇聚被测物体发射的红外辐射；

（2）红外探测器组件：将热辐射信号变成电信号；

（3）电子组件：对电信号进行处理；

（4）显示组件：将电信号转变成可见光图像；

（5）软件：处理采集到的温度数据，转换成温度读数和图像。

3 红外热成像仪在漆包线行业中的应用

（1）漆包机烘炉结构简介：

为了确保高速生产过程中可靠性，高速漆包机都是采用单头单炉的结构。每个炉中有单独一套加热、热风循环和温度控制系统。

高速漆包机烘炉结构，包括具有炉口的炉膛、催化燃烧部分，催化燃烧部分位于炉膛上方，催化燃烧器有废气排出管，炉膛与催化燃烧器通过一管道相连接，漆包机温控装置包括设置在炉膛内的多根温度传感器和控制柜内的PLC温度控制部分以及工业PC，如图1。

图1

（2）热像仪在军事和民用方面都有广泛的应用。在工业生产中，许多设备常用于高温、高压和高速运转状态，设备发生故障前基本都会出现温度异常，及时掌握设备的温度显得极为重要，而单凭肉眼我们无法看出设备温度状况。通过拍照和实时显示的方式，热成像仪可以直观快速安全地告诉我们整个设备的温度分布情况，帮助我们及时找出热点排除隐患。

因此，应用红外热成像仪对这些设备进行检测和监控，既能保证设备的安全运转，又能发现异常情况以便及时排除隐患。

①敷设电线电缆的监测。通过表面温度可以为我们提供有关电气系统的许多信息。在透过红外镜头观察时，平日肉眼看不到的问题会突现眼前。使用红外热像仪，可以检测到电缆桥架内、变压器上过热的电线电缆等，并对数据进行可视化记录归档。通过用这种工具对表面进行扫描，可以快速发现通常代表潜在问题的温度变化，并以详细的图形报告的形式对数据进行记录。

②电动机、发电机等。可以发现的隐患是轴承温度过高，不平衡负载，绕组短路或开路，碳刷、滑环和集流环发热，过载过热，冷却管路堵塞。其影响为有问题的轴承可以引起铁芯或绕组线圈的损坏；有毛病的碳刷可以损坏滑环和集流环，进而损坏绕组线圈。还可能引起驱动目标的损坏。

在漆包机系统中，循环风机和排废风机是整机的一个重要、不可缺少的部件。程序设计中，当这两种风机出现异常时加热系统会自动停止工作。而在设备构造中，这两个风机都处于烘炉顶部的高温部位，轻易不能发现电机的异常。因此，我们可以利用热成像仪远距离检查电机的轴承温度是否过高，便于进行预防性维修，减少开机过程当中故障停车造成的浪费，如图2。

图2

③对烘炉各段进行温度监测

烘炉中设置的温度监测点有：烘炉入口、蒸发区、固化区、催化前、催化后；温度控制点为固化区。漆包机烘炉炉膛内各点的温度控制要求不同，以进口高速漆包机为例，各点温度大概为：烘炉入口大约150℃；蒸发区大约450℃，固化区大约590℃，催化前大约590℃，催化后大约620℃，如图3。

图3

通过红外热成像仪，可监测到表面温度，来判断烘炉内部各点温度是否有大的变化（如图4）。

4 热成像仪参数的选择

热成像仪成像的质量参数客观地反映了热成像仪对各种目标的分辨能力、探测能力、工作波段、精度、范围等重要特性。在热成像仪的型号选择时，考虑到有部分设备可能在室外工作，低温量程一般要求到达-20℃，根据漆包机的工作特性，我们根据选择高温至600℃的热像仪。对于一般的机械、机电设备，热像仪像素在160×120，并选用标准镜头。对于部分远距离、小目标测量（如高空管道检测等），建议选配长焦镜头。

图4

[1]杨立，杨桢.红外热成像测温原理与技术.科学出版社，2012，6.

[2]邢素霞.红外热成像与信号处理.国防工业出版社，2011，1.

[3]石晓光，高兰兰.红外物理.浙江大学出版社，2013，9.

[4]邸旭.微光与红外成像技术.机械工业出版社，2012，2.

[5]FLIR红外热成像仪资.

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2016-3-28