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电线常规检测报告

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电线常规检测报告

电线常规检测报告范文第1篇

1.目前在企业中普遍进行的材料检测项目

目前国内外材料市场发展越来越大,从事材料检测的机构越来越多,而且材料检测的项目也变得更加全面化、更加专业化、更加科学化,相关规范也在不断更新中。随着新材料的不断涌现,相关检测手段也在不断更新。经过大量的调研工作,现将学生就业后可能接触的相关检测工作做以下总结。

1)常规建筑材料的检测。

水泥物理力学性能检验;砂、石常规检验;混凝土强度、抗渗、配合比检验;砂浆强度、配合比检验;干粉砂浆检验;聚合物水泥防水砂浆检验;水泥基结晶防水涂料检验;混凝土外加剂、粉煤灰、矿渣粉、硅粉检验;墙体材料检验,包括烧结普通砖、烧结多孔砖、烧结空心砖和空心砌块、混凝土多孔砖、普通混凝土小型空心砌块。

2)土工检测。

密度、无侧限抗压试验、液塑性试验、击实试验、沥青路面压实度(钻芯法)、路面回弹弯沉。

3)节能材料检测。

保温板(EPS板、XPS板、聚氨醋泡沫塑料、泡沫玻璃制品、建筑用岩棉矿渣棉绝热制品、建筑绝热用玻璃棉制品等)检验;胶粉聚苯颗粒保温浆料、加气混凝土砌块的检验;保温用粘贴剂、抹面胶浆、抗裂砂浆、面砖粘结砂浆等的检验;增强抗裂腻子、柔性耐水腻子等的检验;耐碱网格布的检验;电线电缆截面面积和单位长度电阻值检验;节能锚栓抗拉拔强度(现场拉拔)检验。

4)主体结构检测。

混凝土强度(回弹法、超声回弹综合法、钻芯法);钢筋保护层厚度;钢筋保护层厚度及钢筋间距;拉拔抗剪性能试验。

5)防水材料检测。

不透水性、耐热度、可溶物含量、拉力、最大拉力时延伸率、撕裂强度、低温柔度、拉伸强度、拉力断裂伸长率、热处理尺寸变化率、低温弯折性、不透水性、尺寸偏差等。

2.建筑材料检测实训教学的策划与设计

结合“建筑材料中、髙级试验工”职业资格标准和工程施工中质量控制的要求,参照国家现行的相关标准、规范、规程,我们制定了一个实训教学计划,通过实训内容的训练,力争使学生毕业后,能够顺利地从学生转变为技术工人,实现校企无缝对接。实训教学的关键是实训项目的确定,教学过程和内容都要通过实训项目来贯彻实施。为了使学生在实训课程中能够掌握专业的检测工作过程,在做实训策划时,我们力争做全,但是到不同的专业做教学计划时,可以根据专业的不同需要,课时量,有选择性的进行,要求尽可能选择有教学价值的实用项目。在制定具体的实训项目安排时,以基本涵盖工程施工过程中经常遇到的检测项目为前提,制定了上述的计划安排,共分为9个节点,其中每个节点任务分解为方便教学实施的若干个子任务。

3.实训教学的实施

实训教学的实施过程分为以下几个阶段:

第一阶段是知识点讲解和任务布置。教师根据实训项目的需要,讲解必要的理论知识点与操作规程,集中布置实训项目的任务与要求,进行短时间的讨论与答疑。

第二阶段是学生分组操作,具体模拟检测工作全过程进行实际操作。

第三阶段是评价总结阶段,根据实施过程与检测结果,检验报告等进行互评,自评,总评等环节,对学生的实训成绩进行评定。在此过程中同学们能够及时发现问题,提出整改方案。

从项目实施情况来看,学生在实训过程中通过组员的通力合作锻炼了团队协作能力,通过检测实践提升了工作能力,在实训报告的编写过程中锻炼了规范性与专业性。

对于上述的检测项目,很少有学校同时具备检测全面的检测设备。在具体实施的过程中,可以积极开拓校企合作单位,多种渠道与形式开展实训项目的教学工作与考核工作。

4.结语

通过教学上的合理设计和具体实施,同学们基本对建筑材料的相关检测工作有了清晰地认识,掌握了检测规范,熟悉了操作流程,并且能够独立从事检测工作。

电线常规检测报告范文第2篇

关键词:汽车综合性能检测结果;影响因素;数据分析;异常数据

中图分类号:U472.9 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2012)03-0063-02

汽车综合性能检测是汽车运输业车辆技术管理的主要内容。它是检查、鉴定车辆技术状况和维修质量的重要手段,是促进维修技术发展,实现视情修理的重要保证。汽车综合性能检测的具体检测业主务由汽车综合性能检测站承担,因此汽车综合性能检测站应对所出具的检测报告承担相应的法律责任,必须保证检测工作的公正性、科学性和先进性。数据质量的好坏至关重要,它直接影响到检测结果的客观性和真实性,一个劣质的数据,容易引发客户的质疑,产生纠纷,直接影响汽车综合性能检测站的信誉,甚至造成负面的社会影响。

1 不合格数据的分析

不合格检测数据是所检项目与适用的国家标准产生了偏差,提示检测车辆在被检项目方面存在安全隐患、故障隐患或舒适性问题。现就汽车综合性能检测站常用检测项目的不合格数据存在的问题予以分析。

1.1 制动数据分析

在反力式滚筒制动试验台上检测汽车制动性能时,制动系常见故障形式有制动力偏低、同轴左右轮制动力差值过大、制动协调时间过长和车轮阻滞力过大等。

1.1.1 液压制动系

(1)各车轮制动力均偏低,主要原因有制动踏板自由行程过大,制动液中有空气,制动液变质,制动主缸故障,制动助力器效能不佳或失效。

(2)个别车轮制动力偏低,主要原因是该车轮制动器故障或该轮轮毂轴承油封松旷破损;若同一制动回路两车轮制动力均偏低,则应检查该制动回路是否有空气或不密封处。

(3)同轴左右轮制动力差值过大故障原因同(2);在制动力上升阶段左右轮差值过大应检查制动间隙是否适当、自调系统是否正常,若在制动释放阶段左右轮差值过大则应检查制动轮缸及制动回位弹簧。

(4)各车轮制动协调时间过长主要检查自由行程是否过大。

(5)各车轮阻滞力都超限主要原因是制动主缸故障或制动踏板自由行程调整不当;若个别车轮阻滞力超限则主要是该车轮自调系统故障、制动摩擦副间隙过小、制动轮缸故障、制动回位弹簧故障或轮毂轴承松旷破损。

1.1.2 气压制动系

(1)各车轮制动力均偏低,主要原因有制动踏板自由行程过大,储气筒气压过低或制动阀故障。

(2)个别车轮制动力偏低,则应检查该车轮制动间隙是否过大、制动器故障或轮毂油封松旷破损。若同一制动回路两车轮制动力均偏低,主要原因是制动管路漏气或某一制动气室膜片破裂。

(3)同轴左右轮制动力差值过大故障原因同(2);在制动力上升阶段左右轮差值过大应检查制动间隙是否适当,若在制动释放阶段左右轮差值过大则应检查制动蹄及制动气室回位弹簧。

(4)各车轮制动协调时间过长主要检查自由行程是否过大。

(5)各车轮阻滞力都超标主要原因是或制动踏板无自由行程或制动阀故障;若个别车轮阻滞力超标则主要是该车轮制动摩擦副间隙过小、制动蹄回位弹簧故障或轮毂轴承松旷破损。

1.2 侧滑量数据分析

侧滑量主要是反映了前轮前束与前轮外倾的配合是否恰当。若转向轮向外侧滑量超标,表明转向轮前束过大或外倾角过小(负外倾角过大);若转向轮向内侧滑量超标,表明转向轮前束过小(负前束过大)或外倾角过大。

1.3 车速表数据分析

车速表指示误差超过标准规定的范围,主要有两个原因:

1.3.1 车速表本身的问题

当汽车长期使用后,机械式车速表内的零件出现磨损变形、磁力式车速里程表的磁铁出现退化,使车速表指示误差增大甚至损坏。

1.3.2 轮胎的原因

汽车轮胎在使用过程中由于磨损其半径逐渐减小,在变速器输出轴转速不变的条件下,汽车行驶速度因轮胎半径的变化而变化,因此车速表指示值与实际车速形成误差。

1.4 前照灯数据分析

前照灯检验不合格主要有四种情况:①所有灯都不亮;②远光或近光不亮;③前照灯发光强度偏低;④前照灯光束照射位置偏斜量超过标准规定值。

1.4.1 所有灯都不亮

蓄电池与总开关之间的火线断路;灯总开关损坏;电源总熔丝熔断;远光或近光的电线断路或接触不良;前照灯搭铁线路接触不良。

1.4.2 远光或近光不亮

变光开关或自动变光器损坏;远光或近光的导线有一根断路;双丝灯泡的远光或近光灯丝有一根烧断;灯光继电器损坏;传感器损坏。

1.4.3 前照灯发光强度偏低

(1)左、右前照灯发光强度均偏低。前照灯反光镜昏暗、镀层剥落、发黑;灯炮老化或质量不符合要求,光度偏低;蓄电池端电压偏低。

(2)左、右前照灯发光强度不一致。发光强度偏低的前照灯反光镜昏暗;灯炮老化或质量不符合要求,光度偏低;搭铁线路接触不良;变光开关接触不良。

1.4.4 前照灯光束照射位置偏斜量超标

灯泡安装位置不当或因长期行驶震动错位使光束照射位置偏斜超标,应与调整。

1.5 排放污染物数据分析

(1)汽油车辆排放超标,主要有两方面:①HC排放超标;②CO排放超标。引起这两方面超标的原因主要有喷油器故障、火花塞故障、氧传感器故障、三元催化转化器失效、活性炭吸收装置故障、废气再循环装置故障、进气系统积炭、配气相位故障、排气歧管泄漏等。

(2)柴油车自由加速烟度超过标准,主要原因是柴油机供油系调整不当、柴油机汽缸活塞组和曲柄连杆机构的技术状况不佳、柴油质量不符合使用要求等。

1.6 转向系的数据分析

转向系的检测项目主要有转向轮最大转角、方向盘自由转动量和方向盘的转向操纵力,这些检测参数超标,主要因为:①前轮定位失准,前轮轴承磨损;②转向系各连接部件磨损、

机械结构间隙过大、转向T型结构松旷;③方向助力器卡滞;④轮胎气压过低。

2 异常数据

2.1 异常数据的识别

在实际工作中,一般采用直观方法和经验法。最直观的是根据检测仪器仪表的量程范围来比对测试数据的有效性,如果某一测试数据超过了相应的仪器仪表量程,就要考虑到该数据的异常。我们不能单纯依赖仪器仪表的量程,还要依靠人的经验和综合分析。如在检测制动力时,依据汽车理论和检测试验台的实际情况,制动力有效取值范围在5%~100%之间,如果测试数据超出该范围,则可能是异常数据。另外,还可以根据收集的各种车型的检测数据,判断出异常数据,如在测量某一车受检车辆的轮重或轴重时,测试数据偏离其常规检测数据很大时,就可判断该检测数据异常。

2.2 异常数据的分析处理

首先尽量减少异常数据出现的可能。可以通过人员培训、人员比对试验等方法来提高检测人员的工作能力,完善各岗位的操作规程,减少因人而产生异常数据;对检测设备有计划、有目的和有周期的进行维护和标定,坚持日常维护和定期标定相互结合,确保设备在有效的测试精度范围内,避免因检测设备而产生异常数据。其次对已出现的异常数据根据不同的情况,采取不同的处理方法。

2.2.1 置之不理

对偶尔出现的异常数据,如其不影响对检测结果的判断,不左右其他检测数据和过程,不管什么原因产生的异常数据,都可以采取不处理的办法。

2.2.2 仔细分析处理

有些异常数据在某一时刻会有规律的出现,这就要引起足够的重视,查明产生的原因,采取相应的处理方法。如有一段时间在检测完重型车制动力后,接着测试微型车制动力时,就会出现制动力数据异常过大,有时制动力甚至达到150%以上,经分析,是测得的轮重数据过小,有针对性地对轴重仪进行维护检修后,异常数据没有再出现。

3 结束语

只有做好检测数据综合分析,才能得出具有高质量的检测报告,有效地完成汽车综合性能检测站承担的社会责任和义务,建立起汽车综合性能检测站的良好社会信誉。

参考文献:

[1]顾国瑞.汽车检测诊断技术的应用与发展[J].云南交通科技,2000(01).

[2]张琴友,刘美灵,季永青.汽车综合性能检测管理的研究[J].浙江交通职业技术学院学报,2004(01).

Analysis of Factors Affecting theAutomobile

Comprehensive Performance Test Results

Li Fusheng

电线常规检测报告范文第3篇

关键词:高速公路 ETC系统建设运维管理

中图分类号:U412.36+6文献标识码: A 文章编号:

ETC系统建设工作

福宁高速公路采用双天线通信技术的ETC车道系统解决方案,根据《福建省高速公路联网电子不停车收费系统技术规范》实施ETC系统建设,同时也听取收费站管理人员的合理化建议完善ETC系统建设方案。部分收费站将收费广场中间的MTC出入口车道改造成ETC出入口专用车道,部分收费站根据车流量较大和车道数量不足的情况,保留收费广场中间MTC出入口车道的设备,将收费广场中间的车道改造成ETC与MTC混合使用的出入口车道。

1.1、收费广场车道改造

原有的收费岛是按照计重收费的模式进行建设的,为能顺利实施ETC系统建设需对原收费岛进行改造。在收费岛改造过程中,监控分中心工程技术人员和ETC厂家技术人员对设计院提供的土建施工图纸进行核对,会同养护工程部技术人员对收费岛改造施工图进行实地放样,并对现场预留预埋严格监督,确保设备能准确、顺利安装。第一,要求所有镀锌钢管均需符合图纸尺寸和数量要求,管口进行打磨处理,焊接点处要作防锈处理;第二,要求用PPR管作为地感线圈预留预埋的管道,防止钢管腐蚀后影响地感线圈工作;第三,所有预埋的钢管、设备结构件要用镀锌扁铁与收费岛上人井接地体相连接,并汇接到综合接地点。

原收费岛的票亭继续留用,部分收费站为腾出空间安装ETC出入口车道设备机柜需拆除双向票亭内的MTC设备和收费桌椅,保留亭内摄像机、收费网络接口、CCTV图像接口和UPS电源接口,部分保留MTC设备的收费站则将ETC出入口车道设备机柜分别安装在相邻的票亭内,合理利用原有的票亭空间,同时要对票亭的空调进行检修,确保ETC设备有良好的运行环境。

1.2、ETC系统设备安装

完成收费岛土建改造,接着就可以实施ETC系统设备安装。ETC系统主要设备包括ETC路测设备(RSU)、车辆检测器、高速栏杆机、综合信息显示屏、车牌识别系统、车道工控机、车道控制器、ETC工作站。在ETC系统设备进场安装前,监控分中心工程技术人员需要对设备和线缆材料进行检验,核对设备型号、数量,查看设备外观、参数、出厂证明、合格证等信息资料,确保进场设备符合技术指标。在设备安装过程中,监控分中心工程技术人员负责提供配电、收费网络系统、CCTV系统、MTC系统界面,并全程参与安装和调试,按标准化规范施工安装,做到线路有序、布线整齐、接线牢固、标识清晰,做好每项设备调试和自检记录并存档。

为尽量避免ETC系统出现跟车干扰和旁道干扰,RSU应安装在车道正中间,按照国标规范安装在5.5米高度,安装角度控制在30—45度。安装好ETC天线,还应使用入围厂家的OBU或频谱测量仪进行天线交易区域测试,从而设置天线的最佳角度和发射功率,并用油漆在车道地面上标出通信区域测试点。

1.3、ETC系统完工测试

ETC系统设备安装到位,上电调试完成,接着就要进行ETC系统完工测试。依据《福建省高速公路电子不停车收费系统联调和系统检测方案》对ETC系统站级设备和ETC出入口车道设备进行检验和测试工作。主要进行系统设备、系统常规功能、车道系统过车功能、站级系统监视功能、系统数据传输、系统故障报警、系统数据完整性等七个方面检测。此外,还要求提供天线覆盖范围及功率和感应线圈电感的检测报告,为工程维护提供参考依据。

1.4、ETC车道安全引导设施建设

ETC系统建设还包括相关安全引导设施建设。第一、在收费广场约1km处设立ETC服务标志,告知闽通卡客户可使用不停车电子缴费;第二、进入收费广场,ETC车道地面铺设“ETC车道 20”字样的黄色标识标线,ETC车道两边统一放置印有“ETC”字样的反光锥标并在岛头处留有转向MTC车道的导向口,ETC车道所在的天棚正面设置“ETC专用车道”标牌,收费岛前端设置限速20km标志牌,引导车辆进入ETC专用车道;第三、由于ETC车道设在收费广场相邻的中间车道,为防止栏杆机碳素栏杆臂被车辆撞后转到邻道,在每台栏杆机上安装栏杆臂限位装置,控制栏杆臂移动的角度;第四,考虑到收费所员工上下班和休息时需通过ETC车道,在ETC车道收费岛上安装贴有反光膜的不锈钢围栏,提醒过往ETC车道人员车速较快、注意安全。

1.5、闽通卡客服中心系统建设

根据福建省ETC系统建设技术方案,在路段公司设立电子收费管理分中心并建设闽通卡客服中心系统网络,负责所在区域高速公路电子收费管理与闽通卡客户服务(包括咨询、安装、票据打印和售后等)工作。

监控分中心工程技术人员从建设初期就积极参与闽通卡客服中心系统网络建设,在闽通卡客服中心装修前就确定好闽通卡客服中心的设备机房位置(一般选择相邻或就近的房间),并布设好系统设备的供配电线路、网络线路及安保设备线路。客服中心装修完成,监控分中心工程技术人员和客服中心业务员一同进行设备软件安装调试。通过参与安装调试,让客服中心业务员熟悉系统传输线路、网络结构、软件安装、参数配置、操作使用、简易故障排除等工作,提高业务办理能力。

ETC系统运维工作

要做好ETC系统运行维护管理,首先要熟悉、了解它的工作原理、硬件组成、软件流

程等,其次要有相应维护管理制度和巡检测试方法,还要有一定数量的ETC系统备品备件。

福宁高速公路现有3个监控分中心,各自负责所辖片区的ETC系统设备。每建好一个收费站的ETC系统,就按分中心技术人员、机电协管员、监控员和收费员进行分批次、侧重点培训。分中心技术人员从ETC系统构成与原理、ETC系统软件维护、ETC系统硬件设备维护三方面进行详细培训,还针对模拟ETC系统特殊过车情况进行日志分析,做到大小故障心中有数;收费员、监控员和机电协管员主要进行软件操作和硬件设备应急处理方面培训,做到熟练操作、处理有序。

制定两级维护制度管理ETC系统,收费所和监控分中心配合保障闽通卡客户安全、快捷的通行高速公路出入口。由收费站收费班长和稽查负责对ETC系统进行一级维护,每天巡查ETC设备的工作状态、车道软件和票亭空调运行情况,并对设备进行清洁;分中心技术人员每两周对ETC设备进行一次二级巡检维护,通过向收费站管理人员了解和查看后台监控软件,统计设备的故障情况和分析故障原因,重启ETC系统主要设备、检查对应接线松紧等措施方法,确保ETC系统正常运行。

在ETC系统工程建设中,厂家提供了车道栏杆机、栏杆臂、车辆检测器、天线控制器、车道控制器、多串口卡、730I/O卡、避雷器等备品备件。根据每个分中心负责的ETC系统数量分配备品备件,将栏杆臂直接分配到各收费站由机电协管员负责及时更换。

电线常规检测报告范文第4篇

1.概述

红外测温技术在生产过程中,在产品质量控制和监测,设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。近20年来,非接触红外测温仪在技术上得到迅速发展,性能不断完善,功能不断增强,品种不断增多,适用范围也不断扩大,市场占有率逐年增长。比起接触式测温方法,红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。非接触红外测温仪包括便携式、在线式和扫描式三大系列,并备有各种选件和计算机软件,每一系列中又有各种型号及规格。

在不同规格的各种型号测温仪中,正确选择红外测温仪型号对用户来说是十分重要的。

红外检测技术是“九五”国家科技成果重点推广项目,红外检测是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术,它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身,通过接收物体发出的红外线(红外辐射),将其热像显示在荧光屏上,从而准确判断物体表面的温度分布情况,具有准确、实时、快速等优点。任何物体由于其自身分子的运动,不停地向外辐射红外热能,从而在物体表面形成一定的温度场,俗称“热像”。红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量,测出设备表面的温度及温度场的分布,从而判断设备发热情况。目前应用红外诊技术的测试设备比较多,如红外测温仪、红外热电视、红外热像仪等等。像红外热电视、红外热像仪等设备利用热成像技术将这种看不见的“热像”转变成可见光图像,使测试效果直观,灵敏度高,能检测出设备细微的热状态变化,准确反映设备内部、外部的发热情况,可靠性高,对发现设备隐患非常有效。

红外诊断技术对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测,使传统电气设备的预防性试验维修(预防试验是50年代引进前苏联的标准)提高到预知状态检修,这也是现代电力企业发展的方向。特别是现在大机组、超高电压的发展,对电力系统的可靠运行,关系到电网的稳定,提出了越来越高的要求。随着现代科学技术不断发展成熟与日益完善,利用红外状态监测和诊断技术具有远距离、不接触、不取样、不解体,又具有准确、快速、直观等特点,实时地在线监测和诊断电气设备大多数故障(几乎可以覆盖所有电气设备各种故障的检测)。它备受国内外电力行业的重视(国外70年代后期普遍应用的一种先进状态检修体制),并得到快速发展。红外检测技术的应用,对提高电气设备的可靠性与有效性,提高运行经济效益,降低维修成本都有很重要的意义。是目前在预知检修领域中普遍推广的一种很好手段,又能使维修水平和设备的健康水平上一个台阶。

采用红外成像检测技术可以对正在运行的设备进行非接触检测,拍摄其温度场的分布、测量任何部位的温度值,据此对各种外部及内部故障进行诊断,具有实时、遥测、直观和定量测温等优点,用来检测发电厂、变电所和输电线路的运转设备和带电设备非常方便、有效。

利用热像仪检测在线电气设备的方法是红外温度记录法。红外温度记录法是工业上用来无损探测,检测设备性能和掌握其运行状态的一项新技术。与传统的测温方式(如热电偶、不同熔点的蜡片等放置在被测物表面或体内)相比,热像仪可在一定距离内实时、定量、在线检测发热点的温度,通过扫描,还可以绘出设备在运行中的温度梯度热像图,而且灵敏度高,不受电磁场干扰,便于现场使用。它可以在-20℃~2000℃的宽量程内以0.05℃的高分辨率检测电气设备的热致故障,揭示出如导线接头或线夹发热,以及电气设备中的局部过热点等等。

带电设备的红外诊断技术是一门新兴的学科。它是利用带电设备的致热效应,采用专用设备获取从设备表面发出的红外辐射信息,进而判断设备状况和缺陷性质的一门综合技术。

2.红外基础理论

1672年,人们发现太阳光(白光)是由各种颜色的光复合而成,同时,牛顿做出了单色光在性质上比白色光更简单的著名结论。使用分光棱镜就把太阳光(白光)分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光。1800年,英国物理学家F.W.赫胥尔从热的观点来研究各种色光时,发现了红外线。他在研究各种色光的热量时,有意地把暗室的唯一的窗户用暗板堵住,并在板上开了一个矩形孔,孔内装一个分光棱镜。当太阳光通过棱镜时,便被分解为彩色光带,并用温度计去测量光带中不同颜色所含的热量。为了与环境温度进行比较,赫胥尔用在彩色光带附近放几支作为比较用的温度计来测定周围环境温度。试验中,他偶然发现一个奇怪的现象:放在光带红光外的一支温度计,比室内其他温度的批示数值高。经过反复试验,这个所谓热量最多的高温区,总是位于光带最边缘处红光的外面。于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外,还有一种人眼看不见的“热线”,这种看不见的“热线”位于红色光外侧,叫做红外线。红外线是一种电磁波,具有与无线电波及可见光一样的本质,红外线的发现是人类对自然认识的一次飞跃,对研究、利用和发展红外技术领域开辟了一条全新的广阔道路。

红外线的波长在0.76~100μm之间,按波长的范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类,它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射,它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动,并不停地辐射出热红外能量,分子和原子的运动愈剧烈,辐射的能量愈大,反之,辐射的能量愈小。

温度在绝对零度以上的物体,都会因自身的分子运动而辐射出红外线。通过红外探测器将物体辐射的功率信号转换成电信号后,成像装置的输出信号就可以完全一一对应地模拟扫描物体表面温度的空间分布,经电子系统处理,传至显示屏上,得到与物体表面热分布相应的热像图。运用这一方法,便能实现对目标进行远距离热状态图像成像和测温并进行分析判断。

2.1热像仪原理

红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统(目前先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统)接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上,在光学系统和红外探测器之间,有一个光机扫描机构(焦平面热像仪无此机构)对被测物体的红外热像进行扫描,并聚焦在单元或分光探测器上,由探测器将红外辐射能转换成电信号,经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。这种热像图与物体表面的热分布场相对应;实质上是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图由于信号非常弱,与可见光图像相比,缺少层次和立体感,因此,在实际动作过程中为更有效地判断被测目标的红外热分布场,常采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能,如图像亮度、对比度的控制,实标校正,伪色彩描绘等技术

2.2热像仪的发展

1800年,英国物理学家F.W.赫胥尔发现了红外线,从此开辟了人类应用红外技术的广阔道路。在第二次世界大战中,德国人用红外变像管作为光电转换器件,研制出了主动式夜视仪和红外通信设备,为红外技术的发展奠定了基础。

二次世界大战后,首先由美国德克萨兰仪器公司经过近一年的探索,开发研制的第一代用于军事领域的红外成像装置,称之为红外寻视系统(FLIR),它是利用光学机械系统对被测目标的红外辐射扫描。由光子探测器接收两维红外辐射迹象,经光电转换及一系列仪器处理,形成视频图像信号。这种系统、原始的形式是一种非实时的自动温度分布记录仪,后来随着五十年代锑化铟和锗掺汞光子探测器的发展,才开始出现高速扫描及实时显示目标热图像的系统。

六十年代早期,瑞典AGA公司研制成功第二代红外成像装置,它是在红外寻视系统的基础上以增加了测温的功能,称之为红外热像仪。

开始由于保密的原因,在发达的国家中也仅限于军用,投入应用的热成像装置可的黑夜或浓厚幕云雾中探测对方的目标,探测伪装的目标和高速运动的目标。由于有国家经费的支撑,投入的研制开发费用很大,仪器的成本也很高。以后考虑到在工业生产发展中的实用性,结合工业红外探测的特点,采取压缩仪器造价。降低生产成本并根据民用的要求,通过减小扫描速度来提高图像分辨率等措施逐渐发展到民用领域。

六十年代中期,AGA公司研制出第一套工业用的实时成像系统(THV),该系统由液氮致冷,110V电源电压供电,重约35公斤,因此使用中便携性很差,经过对仪器的几代改进,1986年研制的红外热像仪已无需液氮或高压气,而以热电方式致冷,可用电池供电;1988年推出的全功能热像仪,将温度的测量、修改、分析、图像采集、存储合于一体,重量小于7公斤,仪器的功能、精度和可靠性都得到了显著的提高。

九十年代中期,美国FSI公司首先研制成功由军用技术(FPA)转民用并商品化的新一红外热像仪(CCD)属焦平面阵列式结构的一种凝成像装置,技术功能更加先进,现场测温时只需对准目标摄取图像,并将上述信息存储到机内的PC卡上,即完成全部操作,各种参数的设定可回到室内用软件进行修改和分析数据,最后直接得出检测报告,由于技术的改进和结构的改变,取代了复杂的机械扫描,仪器重量已小于二公斤,使用中如同手持摄像机一样,单手即可方便地操作。

如今,红外热成像系统已经在电力、消防、石化以及医疗等领域得到了广泛的应用。红外热像仪在世界经济的发展中正发挥着举足轻重的作用。

2.3热像仪分类

红外热像仪一般分光机扫描成像系统和非扫描成像系统。光机扫描成像系统采用单元或多元(元数有8、10、16、23、48、55、60、120、180甚至更多)光电导或光伏红外探测器,用单元探测器时速度慢,主要是帧幅响应的时间不够快,多元阵列探测器可做成高速实时热像仪。非扫描成像的热像仪,如近几年推出的阵列式凝视成像的焦平面热像仪,属新一代的热成像装置,在性能上大大优于光机扫描式热像仪,有逐步取代光机扫描式热像仪的趋势。其关键技术是探测器由单片集成电路组成,被测目标的整个视野都聚焦在上面,并且图像更加清晰,使用更加方便,仪器非常小巧轻便,同时具有自动调焦图像冻结,连续放大,点温、线温、等温和语音注释图像等功能,仪器采用PC卡,存储容量可高达500幅图像。

红外热电视是红外热像仪的一种。红外热电视是通过热释电摄像管(PEV)接受被测目标物体的表面红外辐射,并把目标内热辐射分布的不可见热图像转变成视频信号,因此,热释电摄像管是红外热电视的光键器件,它是一种实时成像,宽谱成像(对3~5μm及8~14μm有较好的频率响应)具有中等分辨率的热成像器件,主要由透镜、靶面和电子枪三部分组成。其技术功能是将被测目标的红外辐射线通过透镜聚焦成像到热释电摄像管,采用常温热电视探测器和电子束扫描及靶面成像技术来实现的。热像仪的主要参数有:

2.3.1工作波段;工作波段是指红外热像仪中所选择的红外探测器的响应波长区域,一般是3~5μm或8~12μm。

2.3.2探测器类型;探测器类型是指使用的一种红外器件。是采用单元或多元(元数8、10、16、23、48、55、60、120、180等)光电导或光伏红外探测器,其采用的元素有硫化铅(PbS)、硒化铅(PnSe)、碲化铟(InSb)、碲镉汞(HgCdTe)、碲锡铅(PbSnTe)、锗掺杂(Ge:X)和硅掺杂(Si:X)等。

2.3.3扫描制式;一般为我国标准电视制式,PAL制式。

2.3.4显示方式;指屏幕显示是黑白显示还是伪彩显示。

2.3.5温度测定范围;指测定温度的最低限与最高限的温度值的范围。

2.3.6测温准确度;指红外热像仪测温的最大误差与仪器量程之比的百分数。

2.3.7最大工作时间;红外热像仪允许连续的工作时间。

3.红外测温

3.1红外测温仪器的种类

红外测温仪器主要有3种类型:红外热像仪、红外热电视、红外测温仪(点温仪)。60年代我国研制成功第一台红外测温仪,1990年以后又陆续生产小目标、远距离、适合电业生产特点的测温仪器,如西光IRT-1200D型、HCW-Ⅲ型、HCW-Ⅴ型;YHCW-9400型;WHD4015型(双瞄准,目标D40mm,可达15m)、WFHX330型(光学瞄准,目标D50mm,可达30m)。美国生产的PM-20、30、40、50、HAS-201测温仪;瑞典AGA公司TPT20、30、40、50等也有较广泛的应用。DL-500E可以应用于110~500kV变电设备上,图像清晰,温度准确。红外热像仪,主要有日本TVS-2000、TVS-100,美国PM-250,瑞典AGA-THV510、550、570。近期,国产红外热像仪在昆明研制成功,实现了国产化。

3.2红外测温仪工作原理

了解红外测温仪的工作原理、技术指标、环境工作条件及操作和维修等是用户正确地选择和使用红外测温仪的基础。红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇集其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温仪的光学零件以及位置决定。红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。除此之外,还应考虑目标和测温仪所在的环境条件,如温度、气氛、污染和干扰等因素对性能指标的影响及修正方法。

一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

黑体辐射定律:黑体是一种理想化的辐射体,它吸收所有波长的辐射能量,没有能量的反射和透过,其表面的发射率为1。应该指出,自然界中并不存在真正的黑体,但是为了弄清和获得红外辐射分布规律,在理论研究中必须选择合适的模型,这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型,从而导出了普朗克黑体辐射的定律,即以波长表示的黑体光谱辐射度,这是一切红外辐射理论的出发点,故称黑体辐射定律。

物体发射率对辐射测温的影响:自然界中存在的实际物体,几乎都不是黑体。所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外,还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此,为使黑体辐射定律适用于所有实际物体,必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数,即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度,其值在零和小于1的数值之间。根据辐射定律,只要知道了材料的发射率,就知道了任何物体的红外辐射特性。

影响发射率的主要因纱在:材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度等。

当用红外辐射测温仪测量目标的温度时首先要测量出目标在其波段范围内的红外辐射量,然后由测温仪计算出被测目标的温度。单色测温仪与波段内的辐射量成比例;双色测温仪与两个波段的辐射量之比成比例。

红外系统:红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路,并按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。

3.3红外测温仪性能

红外测温仪是通过接收目标物体发射、反射和传导的能量来测量其表面温度。测温仪内的探测元件将采集的能量信息输送到微处理器中进行处理,然后转换成温度读数显示。在带激光瞄准器的型号中,激光瞄准器只做瞄准使用。其性能说明如表1。

测温范围-32℃--400℃显示分辩率0.1℃(<199.1℃时)

精度23℃时±1工作环境温度范围0--50℃

重复性23℃时±1相对湿度30℃时10—95

响应时间500ms电源9V

响应光谱7-18micron尺寸137×41×196mm

最大值显示Have重量270g

发射率0.95Preset防水根据消防部队要求特殊制作

表1红外测温仪性能

为了获得精确的温度读数,测温仪与测试目标之间的距离必须在合适的范围之内,所谓“光点尺寸”(spotsize)就是测温仪测量点的面积。您距离目标越远,光点尺寸就越大。右图所示为距离与光点尺寸的比率,或称D:S。在激光瞄准器型测温仪上,激光点在目标中心的上方,有12mm(0.47英寸)的偏置距离。

测量距离与光点尺寸

在定测量距离时,应确保目标直径等于或大于受测的光点尺寸。右图所标示的“1号物体”(object1)与测量仪之间的距离正,因为目标比被测光点尺寸略大一些。而“2号物体”距离太远,因为目标小于受测的光点尺寸,即测温仪同在测量背景物体,从而降低了读数的精确性。

4.红外测温仪正确选择

选择红外测温仪可分为3个方面:

(1)性能指标方面,如温度范围、光斑尺寸、工作波长、测量精度、窗口、显示和输出、响应时间、保护附件等;

(2)环境和工作条件方面,如环境温度、窗口、显示和输出、保护附件等;

(3)其他选择方面,如使用方便、维修和校准性能以及价格等,也对测温仪的选择产生一定的影响。

随着技术和不断发展,红外测温仪最佳设计和新进展为用户提供了各种功能和多用途的仪器,扩大了选择余地。其他选择方面,如使用方便、维修和校准性能以及价格等。在选择测温仪型号时应首先确定测量要求,如被测目标温度,被测目标大小,测量距离,被测目标材料,目标所处环境,响应速度,测量精度,用便携式还是在线式等等;在现有各种型号的测温仪对比中,选出能够满足上述要求的仪器型号;在诸多能够满足上述要求的型号中选择出在性能、功能和价格方面的最佳搭配。

4.1确定测温范围

确定测温范围:测温范围是测温仪最重要的一个性能指标。如Raytek(雷泰)产品覆盖范围为-50℃-3000℃,但这不能由一种型号的红外测温仪来完成。每种型号的测温仪都有自己特定的测温范围。因此,用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全,既不要过窄,也不要过宽。根据黑体辐射定律,在光谱的短波段由温度引起的辐射能量的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化,因此,测温时应尽量选用短波较好。一般来说,测温范围越窄,监控温度的输出信号分辨率越高,精度可靠性容易解决。测温范围过宽,会降低测温精度。例如,如果被测目标温度为1000摄氏度,首先确定在线式还是便携式,如果是便携式。满足这一温度的型号很多,如3iLR3,3i2M,3i1M。如果测量精度是主要的,最好选用2M或1M型号的,因为如果选用3iLR型,其测温范围很宽,则高温测量性能便差一些;如果用户除测量1000摄氏度的目标外,还要照顾低温目标,那只好选择3iLR3。

4.2确定目标尺寸

红外测温仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪(辐射比色测温仪)。对于单色测温仪,在进行测温时,被测目标面积应充满测温仪视场。建议被测目标尺寸超过视场大小的50为好。如果目标尺寸小于视场,背景辐射能量就会进入测温仪的视声符支干扰测温读数,造成误差。相反,如果目标大于测温仪的视场,测温仪就不会受到测量区域外面的背景影响。对于比色测温仪,其温度是由两个独立的波长带内辐射能量的比值来确定的。因此当被测目标很小,不充满视场,测量通路上存在烟雾、尘埃、阻挡,对辐射能量有衰减时,都不对测量结果产生重大影响。对于细小而又处于运动或震动之中的目标,比色测温仪是最佳选择。这是由于光线直径小,有柔性,可以在弯曲、阻挡和折叠的通道上传输光辐射能量。

对于Raytek(雷泰)双色测温仪,其温度是由两个独立的波长带内辐射能量的比值来确定的。因此当被测目标很小,没有充满现场,测量通路上存在烟雾、尘埃、阻挡对辐射能量有衰减时,都不会对测量结果产生影响。甚至在能量衰减了95的情况下,仍能保证要求的测温精度。对于目标细小,又处于运动或振动之中的目标;有时在视场内运动,或可能部分移出视场的目标,在此条件下,使用双色测温仪是最佳选择。如果测温仪和目标之间不可能直接瞄准,测量通道弯曲、狭小、受阻等情况下,双色光纤测温仪是最佳选择。这是由于其直径小,有柔性,可以在弯曲、阻挡和折叠的通道上传输光辐射能量,因此可以测量难以接近、条件恶劣或靠近电磁场的目标。

4.3确定距离系数(光学分辨率)

距离系数由D:S之比确定,即测温仪探头到目标之间的距离D与被测目标直径之比。如果测温仪由于环境条件限制必须安装在远离目标之处,而又要测量小的目标,就应选择高光学分辨率的测温仪。光学分辨率越高,即增大D:S比值,测温仪的成本也越高。Raytek红外测温仪D:S的范围从2:1(低距离系数)到高于300:1(高距离系数)。如果测温仪远离目标,而目标又小,就应选择高距离系数的测温仪。对于固定焦距的测温仪,在光学系统焦点处为光斑最小位置,近于和远于焦点位置光斑都会增大。存在两个距离系数。因此,为了能在接近和远离焦点的距离上准确测温,被测目标尺寸应大于焦点处光斑尺寸,变焦测温仪有一个最小焦点位置,可根据到目标的距离进行调节。增大D:S,接收的能量就减少,如不增大接收口径,距离系数D:S很难做大,这就要增加仪器成本。

4.4确定波长范围

目标材料的发射率和表面特性决定测温仪的光谱相应波长对于高反射率合金材料,有低的或变化的发射率。在高温区,测量金属材料的最佳波长是近红外,可选用0.8~1.0μm。其他温区可选用1.6μm,2.2μm和3.9μm。由于有些材料在一定波长上是透明的,红外能量会穿透这些材料,对这种材料应选择特殊的波长。如测量玻璃内部温度选用1.0μm,2.2μm和3.9μm(被测玻璃要很厚,否则会透过)波长;测玻璃表面温度选用5.0μm;测低温区选用8~14μm为宜。如测量聚乙烯塑料薄膜选用3.43μm,聚酯类选用4.3μm或7.9μm,厚度超过0.4mm的选用8-14μm。如测火焰中的CO用窄带4.64μm,测火焰中的NO2用4.47μm。

4.5确定响应时间

响应时间表示红外测温仪对被测温度变化的反应速度,定义为到达最后读数的95能量所需要时间,它与光电探测器、信号处理电路及显示系统的时间常数有关。Raytek(雷泰)新型红外测温仪响应时间可达1ms。这要比接触式测温方法快得多。如果目标的运动速度很快或测量快速加热的目标时,要选用快速响应红外测温仪,否则达不到足够的信号响应,会降低测量精度。然而,并不是所有应用都要求快速响应的红外测温仪。对于静止的或目标热过程存在热惯性时,测温仪的响应时间就可以放宽要求了。因此,红外测温仪响应时间的选择要和被测目标的情况相适应。确定响应时间,主要根据目标的运动速度和目标的温度变化速度。对于静止的目标或目标参在热惯性,或现有控制设备的速度受到限制,测温仪的响应时间就可以放宽要求了。

4.6信号处理功能

鉴于离散过程(如零件生产)和连续过程不同,所以要求红外测温仪具有多信号处理功能(如峰值保持、谷值保持、平均值)可供选用,如测温传送带上的瓶子时,就要用峰值保持,其温度的输出信号传送至控制器内。否则测温仪读出瓶子之间的较低的温度值。若用峰值保持,设置测温仪响应时间稍长于瓶子之间的时间间隔,这样至少有一个瓶子总是处于测量之中。

4.7环境条件考虑

测温仪所处的环境条件对测量结果有很大影响,应予考虑并适当解决,否则会影响测温精度甚至引起损坏。当环境温度高,存在灰尘、烟雾和蒸汽的条件下,可选用厂商提供的保护套、水冷却、空气冷却系统、空气吹扫器等附件。这些附件可有效地解决环境影响并保护测温仪,实现准确测温。在确定附件时,应尽可能要求标准化服务,以降低安装成本。当在噪声、电磁场、震动或难以接近环境条件下,或其他恶劣条件下,烟雾、灰尘或其他颗粒降低测量能量信信号时,光纤双色测温仪是最佳选择。比色测温仪是最佳选择。在噪声、电磁场、震动和难以接近的环境条件下,或其他恶劣条件时,宜选择光线比色测温仪。

在密封的或危险的材料应用中(如容器或真空箱),测温仪通过窗口进行观测。材料必须有足够的强度并能通过所用测温仪的工作波长范围。还要确定操作工是否也需要通过窗口进行观察,因此要选择合适的安装位置和窗口材料,避免相互影响。在低温测量应用中,通常用Ge或Si材料作为窗口,不透可见光,人眼不能通过窗口观察目标。如操作员需要通过窗口目标,应采用既透红外辐射又透过可见光的光学材料,如应采用既透红外辐射又透过可见光的光学材料,如ZnSe或BaF2等作为窗口材料。

当测温仪工作环境中存在易燃气体时,可选用本征安全型红外测温仪,从而在一定浓度的易燃气体环境中进行安全测量和监视。

在环境条件恶劣复杂的情况下,可以选择测温头和显示器分开的系统,以便于安装和配置。可选择与现行控制设备相匹配的信号输出形式。