赤外線温度計の動作原理と応用
1。概要
生産プロセスにおいて、赤外線温度測定技術は、製品の品質管理と監視、装置のオンライン故障診断と保護、エネルギー節約において重要な役割を果たしています。 この20年間、非接触赤外線温度計は急速な技術発展を遂げ、その性能は向上し続け、機能は向上し続け、種類も増え続け、適用範囲も拡大し続けてきました。市場シェアは年々増加しています。 接触温度測定方法と比較して、赤外線温度測定には、応答時間が速く、非接触で、安全に使用でき、耐用年数が長いという利点があります。 非接触赤外線温度計にはポータブル、オンライン、スキャンの3シリーズがあり、各種オプションやコンピュータソフトウェアを搭載しており、各シリーズに様々なモデルや仕様があります。 仕様の異なるさまざまなモデルの温度計の中で、ユーザーにとって赤外線温度計の正しいモデルを選択することは非常に重要です。
赤外線検出技術は、「第九次五カ年計画」における国家科学技術成果の重要な推進プロジェクトである。 放射された赤外線（赤外線）の熱画像を蛍光板上に表示することで、物体表面の温度分布を正確に判断することができ、正確性、リアルタイム性、高速性などのメリットがあります。 自身の分子の動きにより、物体は継続的に赤外線熱エネルギーを外部に放射し、物体の表面に一般に「熱画像」として知られる特定の温度場を形成します。 赤外線診断技術は、この赤外線エネルギーを吸収して機器表面の温度や温度場の分布を測定し、機器の加熱状態を判断します。 現在、赤外線温度計、赤外線サーマルTV、赤外線サーマルイメージャーなど、赤外線診断技術を使用したテスト機器が数多くあります。 赤外線サーマル TV や赤外線サーマル イメージング カメラなどの機器は、サーマル イメージング技術を使用してこの目に見えない「熱画像」を可視光画像に変換することで、テスト効果を直感的かつ高感度にし、体の熱状態の微妙な変化を検出できるようにします。機器の内部および外部の加熱状態は信頼性が高く、機器の隠れた危険を発見するのに非常に有効です。
赤外線診断技術は、電気機器の初期故障欠陥と絶縁性能を信頼性の高い予測することができ、従来の電気機器の予防テスト保守 (予防テストは 1950 年代に旧ソ連で導入された標準) を予測状態保守に改善します。これは現代の電力システムでもあります。 企業の発展の方向性。 特に現在では、大型ユニットと超高電圧の開発により、電力網の安定性に関連する電力システムの信頼性の高い動作に対する要件がますます高まっています。 現代科学技術の継続的な発展と成熟に伴い、赤外線状態監視および診断技術の使用は、長距離、非接触、非サンプリング、非分解という特徴を持ち、正確さ、速度、直感性という特徴を持っています。電気機器をオンラインでリアルタイムに監視および診断できます。 ほとんどの障害 (すべての電気機器のさまざまな障害の検出をほぼカバーできます)。 国内外の電力業界から注目を集め（1970年代後半から海外で広く普及した先進的な状態基準保全システム）、急速に発展しました。 赤外線検出技術の応用は、電気機器の信頼性と有効性を向上させ、運用の経済的利益を向上させ、メンテナンスコストを削減する上で非常に重要です。 これは現在予知保全の分野で広く推進されている非常に優れた手法であり、設備の保全レベルと健全性レベルをより高いレベルに引き上げることができます。
赤外線画像検出技術を使用すると、稼働中の機器の非接触検出を実行し、その温度場の分布を写真撮影し、任意の部品の温度値を測定し、それに応じてさまざまな外部および内部の故障をリアルタイム、テレメトリ、直観的に診断できます。温度測定の利点により、発電所、変電所、送電線の稼働中の機器や通電中の機器を検出するのに非常に便利で効果的です。
サーマルイメージャーを使用してオンライン電気機器を検出する方法は、赤外線温度記録方法です。 赤外線温度記録方法は、非破壊検出、装置の性能テスト、およびその動作状態の把握のために業界で使用されている新しい技術です。 従来の温度測定方法（熱電対、異なる融点のワックスシートなどを測定対象物の表面や本体に配置する）と比較して、サーマルイメージャはホットスポットの温度をリアルタイムで定量的に検出でき、一定の距離内でオンライン。 , 稼働中の機器の温度勾配熱画像も描画でき、感度が高く電磁界の影響を受けないため、現場での使用に便利です。 -20 度から 2000 度までの広い範囲で、0.05 度の高分解能で電気機器の熱誘発故障を検出でき、ワイヤの接合部やクランプの加熱、局所的な高温などを明らかにします。電気機器のシミなど。
ライブ機器の赤外線診断技術は新しいテーマです。 帯電した機器の加熱効果を利用し、特殊な機器を用いて機器の表面から発せられる赤外線情報を取得し、機器の状態や欠陥の内容を判断する総合技術です。
2. 赤外線の基礎理論
1672年、太陽光（白色光）はさまざまな色の光で構成されていることが発見されました。 同時に、ニュートンは、単色光は白色光よりも本質的に単純であるという結論を下しました。 ダイクロイックプリズムを使用して、太陽光（白色光）を赤、オレンジ、黄、緑、青、青、紫などの単色光に分解します。1800年、英国の物理学者FWハックセルは、地球からさまざまな色の光を研究したときに赤外線を発見しました。熱的な観点。 彼はさまざまな色の光の熱を研究していたとき、暗室の最初の窓を意図的に暗板で塞ぎ、その板に長方形の穴を開け、その穴にビームスプリッタープリズムを取り付けました。 太陽光がプリズムを通過すると、色付きの光のバンドに分解され、温度計を使用して、光のバンド内のさまざまな色に含まれる熱が測定されます。 周囲温度と比較するために、Huxel は、周囲温度を測定するための比較温度計として、色付きの光のバンドの近くに配置されたいくつかの温度計を使用しました。 実験中、彼は偶然奇妙な現象を発見しました。赤みがかった光の外に置かれた温度計が、室内の他の温度よりも高い値を示したということです。 試行錯誤の結果、最も熱を伴うこのいわゆる高温ゾーンは常に、光帯域の端にある赤色光の外側に位置します。 そこで彼は、太陽が発する放射線の中には可視光に加えて人間の目には見えない「赤色光」も存在すると発表した。 この目に見えない「赤い光」は赤色光の外側にあり、赤外線と呼ばれます。 赤外線は電磁波の一種であり、電波や可視光線と同じ本質を持っています。 赤外線の発見は、人間の自然に対する理解の飛躍であり、赤外線技術の研究、利用、開発に新たな大きな道を切り開きました。
赤外線の波長は 0.76 ～ 100 μm です。 波長範囲により、近赤外線、中赤外線、遠赤外線、極遠赤外線の4つに分類されます。 電磁波の連続スペクトルにおけるその位置は、電波と可視光の間の領域です。 。 赤外線は、自然界で最も広範な電磁放射線の 1 つです。 これは、従来の環境ではあらゆる物体が独自の分子および原子の不規則な運動を生成し、熱赤外線エネルギー、分子、原子を継続的に放射するという事実に基づいています。 動きが激しくなるほど、放射されるエネルギーは大きくなり、逆に、放射されるエネルギーは小さくなります。
温度がゼロを超える物体は、自身の分子運動により赤外線を放射します。 物体から放射されるパワー信号が赤外線検出器によって電気信号に変換された後、撮像装置の出力信号はスキャンされた物体の表面温度の空間分布を一つ一つ完全にシミュレートできます。 電子システムで処理された後、表示画面に送信され、物体の表面の熱分布に対応する熱画像が取得されます。 この手法を用いることで、対象物の長距離熱状態画像撮像や温度測定、解析・判定が可能となります。
