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浅谈影响红外检测的几种因素.pdf

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自然科学 弘渊群 ■l§浅谈影响红外检测的几种因素张春雷于听王亮(91245部队辽宁葫芦岛125001)[摘要】红外检测与诊断技术是设备诊断技术的一种,它是利用红外技术来了解和掌握设备在使用过程中的状态,确定其整体和局部是否正常,及早发现故障及其原因,预测故障发展趋势的技术.介绍几种对红外检测诊断产生不利影响的因素,并对红外检测过程中如何减小这些不利影响进行简单说明.【关键词]因素红外检测影响中图分类号:05#文献标识码:A文章编号:1671—7597(2009)0120006—01一,引曹红外测量的精度和可靠性与很多因素有关,如大气、测试背景、距离、物体辐射率、相邻设备热辐射、瞬时视场角等都可能对检测造成一定的影响。在实际应用中要注意尽量消除这些不利影响。=、自然环境对红外检测的髟一(一)大气吸收的影响在红外辐射的传输过程中。由于大气的吸收作用总要受到一定的能量衰减。即使选择的波长区域是红外线穿透能力很强的“大气窗口”范围,也不可能百分之百地通过,造成这种衰减的主要原因之一就是由于大气吸收的影响.大气吸收程度随宅气湿度的变化而变化。(二)太阳光辐射的影响当被测对象处于太阳光辐射下时。太阳光的反射和漫反射都在3~14 pm波长区域内,且它们的分布比例并不固定,因这一波长区域与红外测温仪器工作的波长区域接近,而极大地影响红外探测器。同时太阳光的照射造成的被测物体温度变化将叠加在被测对象的温度变化上,如太阳光的照射强度为976.3W/m2时,将造成儿一13.7℃的附加温升.(三)风的影响当被检测对象处于室外露天环境中运行时,在风力较大的条件下,由于受到风速对流冷却的影响,存在发热缺陷设备的热量会被风力加速散发,而使热缺陷设的温度下降。如风速在1.5m/s左右时.由于风力正面方向强制对流冷却的影响,大约可使接触部位的发热温升下降一半左右。三、辐射率的髟一总体上来说,红外检测装置从物体上接收到的辐射能量大小与该物体的辐射率成正比。不同物质的辐射率e.是不相同的,并随物体的表面状况而变化,它们在不同的温度和波长下有不同的值,这些因素是红外测温仪器现场应用的主要测量误差来源,也是现场实际应用时的困难所在。实践证明,物体的辐射率£对波长晟敏感,其次是被测设备(物体)的表面状态,再次是温度。根据这个次序选择与设备测量范围相适应的红外检测仪器及参数,在使用中对被测物体的辐射率设定尽量准确,并根据被测物体的形状,改变不同的检测角度和方向。不过,大多数情况下红外检测是通过比较法进行判断的,一般只需求出温度的相对变化,不必对精度过分苛求。但要进行热力学温度准确测量时,必须事先知道被测物体的辐射率,否则测出的温度值将与实际值有较大的误差,测试证明最大时可达19%。红外检测仪器的产品资料一般都附有供该仪器使用的被测物体对应的辐射率e的取值范围。由于上述的影响因素很多,同而提供的各类物体的辐射率也是参考值,而且限定在仪器规定的工作波长的区域和温度范围内使用。由于辐射率设定不准所造成的误差,短波长检测仪比长波长检测仪小得多。例如,当辐射率值误差为10%时,0.9u m波长的检测仪仅形成2%的测温误差,而8~12 p∞波长的检测仪形成7%的测温误差。因此用8~12 u m波长工作波段的仪器测温时,辐射率的设定更要尽可能准确。辐射率与测试方向也有一定的关系,如图l所示。最好保持测试角在30。之内,而不宜超过45。.当不得不超过45。时,应对辐射率做进一步修正.田匝习蔫试角 /(·)图1辐射率与测试方向的关系曲线四、其它因●的影■(--)距离系数的影响被测物体与目标的距离系数KL=L/#决定了仪器与被测目标的最大合理距离。其中,l(L为距离系数:L为测量距离;≯为目标直径。当被测目标大于仪器的光学目标时,仪器能显示被测物体位于光学目标内确定面积的真实温度;当被测物体小于仪器的光学目标时,仪器则显示被测物体及背景二者温度的加权平均值,此时显示出的温度误差与被测物体的背景温度有关,同时也与被测物体与背景的大小比例有关。(二)邻近物体热辐射的影响当邻近物体温度比被测物体的表面温度高很多或低很多,或被测物体本身的辐射率很低时,邻近物体的热辐射的反射将对被测物体的测量造成影响。被测物体温度越低,辐射率越小,来自邻近周围物体的辐射影响就越大,因此需要进行校正。当邻近物体对被测目标存在热辐射反射影响时,应选择正确的测试角度和位置,或设置必要的屏蔽措施来消除反射干扰的影响。(三)检测仪器工作波段的影响根据红外辐射的特点,即温度愈高辐射的能量愈大,温度愈高辐射的波长愈短。常用红外检测仪器的工作波长响应范围一般有两种,即短波段3~5um和长波段8~12um(或14um).300~500K(27~227℃)温度对应的峰值辐射波长在5.8~9.fi5 p m1.间,因此其表面辐射能量也主要在8~14 u m长波段光谱区的工作波长范围。只有当被测温度在800K(527“C)左右的目标才应选择短波段3~5p m光谱区工作波长的红外检测仪器。五、结束语本文探讨了几种常见因素在红外检测中造成的不利影响,在实际应用中我们应注意尽量消除这些不利影响,进一步提高红外检测的准确性。参考文献:[1]王康印编著,红外检测,北京:国防工业出版社,1986.[2]程玉兰编著,红外诊断现场使用技术,北京:机械工业出版社,2002.[3]田裕鹏编著,红外检测与诊断技术,北京:化学工业出版社,2006.●OO玑O0u簪.}霉万方数据浅谈影响红外检测的几种因素作者: 张春雷, 于昕, 王亮作者单位: 91245部队,辽宁,葫芦岛,125001刊名: 硅谷英文刊名: SILICON VALLEY年,卷(期): 2009,““(2)被引用次数: 0次参考文献(3条)1.王康印 红外检测 19862.程玉兰 红外诊断现场使用技术 20023.田裕鹏 红外检测与诊断技术 2006相似文献(10条)1.会议论文 夏忠臣 在技术上如何提高变电站红外检测准确性 2009变电站进行设备红外检测和故障诊断时,往往受到设备运行状态、表面发射率和大气环境等因素的影 响,降低了红外检测故障的准确性和诊断的可靠性。因此,为了提高故障检测与诊断效果,除了正确运用分析 处理方法以外,还必须对影响检测结果的各种因素充分的估计和预想,找到测温重点,分析设备热状态变化, 及时、准确掌握设备内部、外部的发热情况,确保设备安全、稳定运行。2.学位论文 邹勇 基于DSP的红外图像采集系统的设计 2007随着红外成像技术的不断发展,红外检测在航空航天、电子、石化、建筑等许多领域的应用越来越广泛。然而,由于动态范围、景物分辨率以及噪声特性等因素限制了红外热成像系统突出的性能优点,使得红外检测的优越性能没有得到充分发挥。因此有必要设计一个实时图像处理系统以提高红外图像质量,迅速改善和提高检测性能。为进一步提高红外图像质量,高效、实用、简洁的红外图像实时处理系统的研制是目前一项迫切的任务。红外检测的性能和效率是与红外图像的质量相对应的。用DSP实现红外图像采集可使系统获得较好性能。本文设计一个红外图像采集系统,在总体设计中,介绍了红外图像编码方案,系统的硬件设计框图以及系统软件的设计层次。红外图像采集系统是红外检测必备的后处理部分,对成像质量的影响非常重要。本文设计采用了TI公司的TMS320C5402为核心处理器的方案,该方案硬件电路包括采集电路、I/0口扩展电路、存储器扩展电路、USB通信接口电路、监控电路、电源电路等功能模块。本文对硬件设计时的一些关键技术进行了说明,并且详细地介绍了系统中各功能模块电路的实现过程。系统的软件设计采用C语言与汇编语言混合编程,系统内部寄存器配置和DCT变换采用汇编语言,主程序采用C语言实现,并将软件加以优化,提高了程序运行效率。主要分为DSP控制程序、JPEG压缩算法程序、USB固件和USB驱动程序四大块。采用了DSP直接优化DCT变换算法,缩短了红外图像压缩时间,提高了系统的整体性能。在一个应用系统的设计过程中,调试与测试工作是一个非常重要的环节,这关系到一个应用系统能不能正常的运行,或者是稳定可靠的运行。经过反复的测试与调试,整个系统能稳定的、可靠的脱机运行。本文在最后总结了所完成的工作并提出了本文的特色,同时还提出了整个系统的优缺点。3.期刊论文 杨晓丰.张嘉伟.王乐兵.YANG Xiao-feng.ZHANG Jia-wei.WANG Le-bing 影响高压输电线路红外检测精度的因素及对策 -陕西电力2008,36(3)分析了影响高压输电线路红外检测技术精度的各种原因,结合实际工作经验,从仪器参数调整、外界环境、检测人员、运行负荷、判别方法等方面探讨了清除或减小这些影响的方法,为红外检测技术在高压输电线路中更深入、更精确的应用提供参考.4.期刊论文 曾晓文.陈国锋.张咏梅.ZENG Xiao-wen.CHEN Guo-feng.ZHANG Yong-mei 屋面渗漏红外检测中影响灵敏度的因素分析 -长江科学院院报2010,27(6)红外热像技术由于其独特的优势,在土木工程中日益受到重视,但在适用范围、测试方法、结果和精度分析等诸多方面,仍有待进行更深入的理论和实验研究.用有限元仿真模拟的方法研究红外无损检测的过程,可以排除实际检测中的各种噪声及其它外界条件影响,研究各种热工参数对检测灵敏度的影响,为实际红外无损检测提供理论依据和技术参考.5.期刊论文 曾庆立.迟愚非 红外检测电力设备的应用 -东北电力技术2008,29(7)为有效发挥红外检测优势,通过对引起电力设备过热缺陷原因的分析,阐述了影响红外检测电力设备的因素,分析了应用红外检测电力设备应注意的问题及红外检测电力设备过热缺陷的判断方法.6.学位论文 曾应璋 高压电缆及附件绝缘缺陷检测方法研究 2008随着电力系统规模的不断扩大,传输容量的不断提高,对电力系统的运行提出了新的更高要求。高压电力电缆技术的不断进步,将为传统电力系统面临的难题带来新的解决方案,其在实践中应用也越来越广泛。为了保证高压电力电缆安全稳定运行,对高压电力电缆及其附件的运行提供监控和保护是非常必要的,其研究和探讨具有重要的理论和现实意义。论文从我国实际出发,根据国内外高压电力电缆及其附件的发展状况,围绕高压电力电缆及其附件缺陷的监测和保护展开研究工作。文中首先详细论述了目前电力电缆的发展,对各种电力电缆及其附件进行了分类比较,然后根据某市具体情况,对有关高压电力电缆缺陷的研究以及现状进行了分析和综述。高压电力电缆及其附件的缺陷检测和保护是高压电力电缆实用化过程中需要重点解决的关键技术问题之一。目前有关高压电力电缆及其附件缺陷监测的方法主要有离线检测、带电监测和在线监测,它们都存在一定的技术缺陷,难以对缺陷引起的故障进行有效的保护。针对上述问题,文中提出了将红外检测与局部放电检测等几种方法相结合的策略。该方法综合了各种检测的优势,可以实现方便,准确的测量与预诊断,对电力系统进行保护。以某市的电缆缺陷为依据,文中采用有限元分析法,对缺陷造成的电缆及其附件的电场变化进行了详细的仿真和研究。并在此基础上,以人工模拟缺陷对高压电力电缆运行状况进行了试验,并对试验结果进行了详细的记录与分析。人工模拟试验的结果和现场运行情况表明,目前对于高压电力电缆及其附件缺陷的监测方法都有其各自的特点,电力设备的在线监测技术已经成为非常实用可行的方法之一,它能较为快速,准确、有效的对电力电缆及其附件缺陷进行预诊断,对缺陷引起的故障有良好的预防效果,而且也取得了良好的运行效果。我们需要更进一步的研究,综合各方面的因素影响,深入发展在线监测技术,保障电力系统的安全稳定运行。7.期刊论文 杨雪漫 电气设备红外检测及诊断 -广西电业2009,““(3)在变电站和输电线路中,存在着大量如电气设备接头、电缆接头处这样的导电连接部位,由于连接件的磨损、腐蚀、氧化、设计等问题,可能造成设备过热,如不及时发现,可能造成电气设备因高温而烧坏,甚至影响到电网的安全稳定.应用红外线检测技术可以直接判断设备的发热情况.本文介绍了红外检测技术在电气设备故障检测中的应用,分析了影响带电设备外部缺陷红外检测的因素,论述了红外线检测技术在发热缺陷判别中的具体应用.8.学位论文 彭自挥 黄州萝卜保鲜方法的研究及糠心原因分析 2009“黄州萝卜”是湖北省优良的地方蔬菜品种。它不仅具有产量高、适应性强的特点,而且具有肉质紧脆、生食甜、熟食味美等优良性状和品质。尤其是回火不烂、煨汤不稠的特点深受广大消费者所赞誉。由于传统的保鲜方法费时费力,难以管理,在流通过程中不易贮藏,严重制约了黄州萝卜产业的发展。萝卜在贮藏过程中,常会出现生根发芽、水分散失、糠心、腐烂等现象,严重影响着萝卜的商品和食用价值。本文研究了黄州萝卜的保鲜方法、糠心原因及糠心近红外无损检测模型建立的初探,重点研究了黄州萝卜单果真空包装的保鲜方法和萝卜主要营养成分及5种酶酶活与糠心的关系。主要研究结果如下: 1.黄州萝卜在常温下贮藏40d后,MH处理、α-NAA处理和对照萝卜的发芽率分别为:23.3%、60.0%、100%;糠心率分别达到90.0%、63.3%、100%,由此可见,MH和α-NAA分别都起到了防止发芽和糠心的作用,且效果比较明显。 2.采前经MH处理、α-NAA处理,采后用不同浓度(1.0%、1.5%、2.0%)壳聚糖溶液涂膜处理黄州萝卜,常温条件下贮藏30d,结果表明,对照组萝卜失重率、呼吸强度明显高于各处理组,且MH+1.0%壳聚糖溶液涂膜保鲜萝卜的发芽率最低,为0。α-NAA+1.5%壳聚糖溶液的糠心率最低,为20.00%。但是各试验组的失重比较严重,失重率在12.08%~20.34%之间,而对照的失重率也只有13.56%。 3.黄州萝卜采用真空和非真空的单果包装处理,在常温下贮藏40d,经采前α-萘乙酸处理且真空包装的黄州萝卜保鲜效果相对较好,其好果率达90.0%;失重率、发芽率、糠心率分别为3.4%、0、10.0%。在此研究的基础上,比较了3种不同塑料(厚度分别为0.08mm、0.12mm的PE和0.03mmPA)结合单果真空包装的方式对黄州萝卜在常温下贮藏的保鲜效果,结果表明,在贮藏40d后,用0.08mmPE、0.12mmPE、PA塑料包装的黄州萝卜,失重率依次为,5.03%、3.46%、7.59%,此结果证明了3种塑料对水蒸气的阻隔性依次0.12mmPE0.08mmPE0.03mmPA。其中用厚度为0.12mm的PE塑料对黄州萝卜进行单果真空包装处理与0.08mmPE塑料和0.03mmPA塑料处理相比,其保鲜效果更好,糠心率最低,仅为16.67%,且其可溶性蛋白和可溶性糖保存率也更高。此研究将对黄州萝卜贮藏中的生理变化与保鲜技术对黄州萝卜产业发展具有重要指导意义。 5.由相关性分析结果可知,纤维素、可溶性糖、可溶性固形物、水分、纤维素酶(Cx)与糠心级数极显著相关,相关系数分别为0.974、-0.931、-0.775、-0.605、-0.929;因此认为黄州萝卜的水分、可溶性固形物、可溶性糖的大量消耗和纤维素不断增加、纤维素酶(Cx)活性的降低是导致糠心的重要因素。 6.采用近红处光谱仪对72个萝卜样品直接扫描,利用软件自带的12种数学处理方法对原始光谱数据进行预处理,并通过对异常值的剔除,得出糠心的最佳预处理方法是直线差值(SLS)法,其预测模型的校正决定系数(R2)、交叉验证均方差(RMSECV)和主成分维数(Ranks)分别为92.28%、0.541和5。此模型可以实现糠心级数的快速无损检测。9.期刊论文 李大鹏.赵元松.杨天任.LI Da-peng.ZHAO Yuan-song.YANG Tian-ren 有限元法与BP神经网络在红外检测信号处理中的应用 -无损检测2006,28(1)应用有限元分析和BP神经网络分析主动加热式红外无损检测中影响缺陷定量的因素.对背部开有不同深度、不同直径沉孔缺陷的平板表面采用恒定热流加热.使用有限元分析软件Ansys计算得到表面温度分布云图和温升.将计算数据作为样本训练用于缺陷定量分析的BP神经网络,测试表明神经网络方法对于未知缺陷深度的识别相当有效.研究表明该信号处理技术对红外无损检测具有工程应用价值.10.学位论文 张宏敏 红外线监测技术在变电站图像智能监控报警系统中的应用研究 2000该论文针对目前电力设备常用发热检测方法,尤其是红外热电视技术,制定切合实际的试验方案进行分析比较.归纳影响红外热电视检测效果的因素,提出解决的方法.在此基础上,探讨电力设备无人监控方法,为“无人值守“提供一个综合解决方案,进行以红外监测技术为核心的变电站智能图像监控报警系统的开发.变电站图像智能监测报警系统是应用现代计算机技术、红外线热像电视技术,热释电感应技术、烟敏传感器技术、自动控制技术和通讯技术的最新成果为一体,对变电站中大规模分布对象进行监视、控制和管理的计算机集成系统.该系统具有自动监视变电站系统设备正常运行,节约值班人员调度,迅速查找设备故障,提高系统维护质量、降低系统维护成本等多重优点.为真正实现无人值守变电站提供了有力工具.本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_guig200902005.aspx授权使用:太原科技大学(tykjdx),授权号:0b783663-f7dc-4745-a4e0-9de9011761fd下载时间:2010年9月6日
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