電氣設備運行過程中的非接觸式溫度測量

所有電器都通過電流工作，電流會進一步加熱電線和設備。在這種情況下，在正常運行期間，會在升高溫度和將部分溫度排放到環境中之間建立平衡。

如果接觸質量有缺陷，電流流動條件會惡化並且溫度會升高，這可能會導致故障。因此，在復雜的電氣設備中，特別是電力企業的高壓設備中，對帶電部件的發熱情況進行定期監測。

對於高壓設備，在安全距離內通過非接觸方法進行測量。

遠程測溫原理

每個物理身體都有原子和分子的運動，伴隨著 電磁波的發射……物體的溫度會影響這些過程的強度，其值可以通過熱流的值來估算。

非接觸式溫度測量就是基於這個原理。

溫度為 «T» 的探測源在周圍空間中發出熱通量 «F»，該熱通量由位於距熱源一定距離處的熱傳感器感知。之後，內部電路轉換的信號顯示在信息面板«I»上。

通過紅外輻射測量溫度的測量設備稱為紅外溫度計或其縮寫名稱 «pyrometers»。

為了它們的準確運行，正確確定電磁波刻度上的測量範圍非常重要，該範圍約為 0.5-20 微米。

影響測量質量的因素

高溫計的誤差取決於許多因素：

1. 物體被觀察區域的表面必須在直接觀察區域；
2. 熱傳感器和熱源之間的灰塵、霧、蒸汽和其他物體削弱了信號，以及光學器件上的污垢痕跡；
3. 被檢體表面的結構和狀況會影響紅外線通量的強度和溫度計的讀數。

第三個因素是否解釋了發射率變化圖？的波長。

它演示了黑色、灰色和彩色發射器的特性。

以黑色材料的紅外輻射能力Фs作為比較其他產品的依據，取值為1。所有其他真實物質的係數ФR均小於1。

在實踐中，高溫計將真實物體的輻射轉換為理想發射器的參數。

測量還受以下因素影響：

• 進行測量的紅外光譜的波長；

• 測試物質的溫度。

非接觸式溫度計的工作原理

根據輸出信息的方式及其處理方式，地表加熱遙控裝置分為：

• 高溫計；

• 熱像儀。

高溫計裝置

按照慣例，這些設備的組成可以逐塊呈現：

• 帶光學系統和反射光導的紅外傳感器；

• 轉換接收信號的電子電路；

• 顯示溫度的顯示器；

• 電源按鈕。

熱輻射流由光學系統聚焦，並由反射鏡引導至傳感器，用於將熱能初步轉換為電壓值與紅外輻射成正比的電信號。

電信號的二次轉換發生在電子設備中，之後測量和報告模塊通常在顯示器上顯示信息 數字形式.

乍一看，用戶似乎需要測量遠程物體的溫度：

• 按下按鈕打開設備；

• 明確調查對象；

• 取證。

然而，為了準確測量，不僅要考慮影響讀數的因素，還要選擇正確的物體距離，這由設備的光學分辨率決定。

高溫計具有不同的視角，其特性是為了方便用戶，根據到測量對象的距離與受控表面覆蓋面積之間的關係來選擇的。例如，圖片顯示比例為 10:1。

由於這些特性是相互成正比的，要進行準確的溫度測量，不僅要將設備正確對準物體，還要選擇距離來選擇被測區域的面積。

然後，光學系統將處理來自所需表面的熱通量，而不考慮周圍物體的輻射影響。

為此，改進型高溫計配備了激光標記，有助於將熱傳感器指向物體並有助於確定觀察表面的面積。它們可以有不同的操作原理和不同的瞄準精度。

單一的激光束只能大致指示出控制區域的中心位置，無法精確確定其邊界。它的軸相對於高溫計光學系統的中心有偏移。這引入了視差誤差。

同軸方法沒有這個缺點——激光束與設備的光軸重合併準確指示測量區域的中心，但不確定其邊界。

在帶有雙激光束的目標指示器中提供了受控區域尺寸的指示......但是在距離物體很近的情況下，由於靈敏度區域的初始變窄，允許出現錯誤。對於短焦距的鏡頭，這個缺點非常明顯。

十字激光標記提高了配備短焦鏡頭的高溫計的精度。

單個圓形激光束可以讓您確定觀察區域，但它也有視差，並且會在短距離內高估設備的讀數。

圓形精密激光指示器工作最可靠，並且沒有以前設計的所有缺點。

高溫計使用可以用其他信息補充的文本數字顯示方法顯示溫度信息。

保溫裝置

這些溫度測量裝置的設計類似於高溫計。它們有一個混合微電路作為紅外輻射流的接收元件。

憑藉其光敏外延層，它可以通過具有光敏外延層的重摻雜襯底感知紅外通量。

帶有混合微電路的熱像儀接收器的裝置如圖所示。

基於矩陣探測器的熱像儀的熱靈敏度允許您以 0.1 度的精度測量溫度。但是這種高精度的設備用於復雜實驗室固定裝置的溫度記錄儀。

使用熱像儀的所有方法都以與使用高溫計相同的方式執行，但其屏幕上會顯示電氣設備的圖片，該圖片已經在修訂的色域中顯示，同時考慮到所有部件的加熱狀態。

熱圖像旁邊是一個將顏色轉換為溫度標尺的刻度。

比較高溫計和熱像儀的性能時，您會發現不同之處：

• 高溫計確定其觀察區域的平均溫度；

• 熱像儀允許您評估位於其監控區域的所有組成元素的熱量。

非接觸式溫度計的設計特點

上述設備以移動模型為代表，這些模型允許在電氣設備的許多操作位置進行一致的溫度測量：

• 電源和測量變壓器和開關的輸入；

• 在負載下運行的隔離開關的觸點；

• 總線系統組件和高壓開關設備部分；

• 在架空電力線的連接線處和電路的其他換向處。

然而，在某些情況下，在對電氣設備進行技術操作時，不需要非接觸式溫度計的複雜設計，完全可以應對永久安裝的簡單模型。

一個例子是在使用整流器勵磁電路時測量發電機轉子繞組電阻的方法。由於其中感應出較大的交流分量，因此對其發熱的控制是連續進行的。

勵磁線圈溫度的遠程測量和顯示是在旋轉的轉子上執行的。熱傳感器永久位於最有利的控制區，並感知指向它的熱射線。內部電路處理後的信號輸出到信息顯示裝置，該信息顯示裝置可以配備指針和刻度。

基於此原理的方案相對簡單可靠。

根據用途，高溫計和熱像儀分為以下設備：

• 高溫，設計用於測量非常熱的物體；

• 低溫，甚至能夠在冷凍過程中控制部件的冷卻。

現代高溫計和熱像儀的設計可以配備通信系統並通過以下方式傳輸信息 RS-232總線 與遠程計算機。