資源描述：
《基于紅外熱成像原理地輪機故障診斷技術(shù)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、..基于紅外熱成像原理的輪機故障診斷技術(shù)編寫日期：2013年11月....目錄一、技術(shù)概述31.1紅外熱成像技術(shù)測溫的原理51.2紅外熱成像技術(shù)測溫的誤差分析131.2.1物體表面發(fā)射率的影響131.2.2被測物體表面吸收率的誤差影響131.2.3大氣透射率誤差的影響141.2.4環(huán)境溫度誤差的影響141.2.5輻射溫度的影響14二、系統(tǒng)功能152.1機械設(shè)備的紅外檢測152.1.1柴油機紅外檢測162.1.2電機的紅外檢測162.1.3分油機的紅外檢測182.1.4空壓機的紅外檢測182.1.5電力系統(tǒng)紅外檢測19三、系統(tǒng)創(chuàng)新203.1缺陷的識別與定量203.1.1缺陷的位
2、置、類型檢測213.1.2缺陷的大小檢測213.2本章小結(jié)22四、其他說明23....一、技術(shù)概述圖1.1所示，光線是指可見光，是人眼能夠感覺到的電磁波，其波長為0.38～0.79μm。比0.38μm長的電磁波，人眼都看不見。波長0.76～1000μm的電磁波統(tǒng)稱為紅外線，又稱紅輻射，其中波長為0.76～3μm的電磁波稱為近紅外，波長為3～6μm的為中紅外，波長為6～15μm的為遠紅外，波長為20～1000μm的電磁波成為極遠紅外紅外波段的前三個部各包含一個大氣窗口，分別為2～2.5μm、3～5μm、8～12μm。在大氣窗口內(nèi)，大氣對紅外線的吸收較少，因此大多數(shù)紅外系統(tǒng)都選用
3、這些波段。熱輻射也具有電磁波的共同特征：都已橫波的形式哎空間傳播，并且在真空中都具有相同的傳播速度m/s式中，——波長（）；——頻率（）。....圖1.1電磁波的頻譜照相機成像得到照片，電視攝像機得到電視圖像，都是可見光成像，自然界中，一切絕對零度以上的物體都可以輻射出紅外線，熱像儀是按普朗克定律，以黑體為參考，利用紅外成像原理來測量物體的表面溫度分布。也就是說，它攝取來自于被測物體各部分射向儀器的紅外熱輻射通量的分布，由紅外探測器直接測量物體各部分發(fā)出的紅外輻射，綜合起來就得到物體發(fā)射紅外輻射通量的分布圖像，這種圖像稱為熱像圖像。目標的熱圖像與目標的可見光圖像不同，它不是人
4、眼所能看到的目標的可見光圖像，而是目標表面溫度的分布圖像，換句話說，紅外熱成像可是人眼不能直接看到目標的表面溫度分布變?yōu)槿搜劭煽吹降拇砟繕吮砻鏈囟确植嫉膱D像——紅外線熱成像。我們周圍的物體，只有他們的溫度高達1000℃以上是才能發(fā)出可見光，但溫度在絕對零度以上的物體都會不停的發(fā)出紅外線。一個正常的人所發(fā)出的熱紅外線能量大約為100W。從另一個角度來說，熱紅外線或稱熱輻射是自然界中最廣泛的輻射。....1.1紅外熱成像技術(shù)測溫的原理紅外熱成像是利用紅外探測器、光學成像物鏡和光機掃描系統(tǒng)接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元上，在光學系統(tǒng)和紅外探測器之間，有
5、一個掃描機構(gòu)，對被測物體的紅外熱成像進行掃描，并聚焦在單元或分光探測器上，由探測器將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大處理、轉(zhuǎn)換或者標準視頻信號通過電視屏或者監(jiān)視器顯示紅外熱像圖。如圖1.2所示，被測物體輻射能量高低（溫度大?。┩ㄟ^先進的紅外探測器在儀器內(nèi)部感應(yīng)而形成熱分布圖像，能量輻射（溫度）高的部分圖像就亮，反之則稍暗。紅外圖像即是對溫度靈敏的圖像，紅外圖像的亮與暗直接反應(yīng)物體溫度的高低，兩者成遞增比例關(guān)系。憑借成像的明亮并配以兩者遞增的比例關(guān)系公式計算，就能診斷出物體溫度的高低，從而判斷船舶設(shè)備是否有運行故障。圖1.2掃描式熱成像儀的結(jié)構(gòu)示意圖紅外線熱像儀測溫是靠接收被測物
6、體表面發(fā)射輻射來確定溫度的。實際測量時，熱像儀接收到的有效輻射包括目標自身輻射、環(huán)境反射輻射和大氣輻射三部分。對不透明的物體，被測物體表面的輻射亮度為(1.1)....式中，第一部分為表面光譜輻亮度，第二部分為反射的環(huán)境光譜輻亮度；為被測物體表面溫度；為環(huán)境溫度；為表面輻射率；為表面反射率；為表面對環(huán)境輻射的吸收率。作為熱像儀入瞳的輻射(1.2)式中，為熱像儀最小空間張角對應(yīng)目標的可視面積；d為該目標到測量儀器的距離；通常在一定條件下，為一個常值；為大氣的光譜透射率；為大氣輻射率。入射在熱像儀鏡頭上某一波長的輻射功率為(1.3)式中，為熱像儀透鏡面積。通過熱像儀光學系統(tǒng)的輻射
7、通量為....(1.4)式中，為光學系統(tǒng)的透過率。光學系統(tǒng)產(chǎn)生的雜散輻射與熱像系統(tǒng)的平均溫度有關(guān)，它還包括由光闌和系統(tǒng)的機械元件產(chǎn)生輻射散射到探測器的部分。這部分輻射可在設(shè)計階段采用高投射材料和冷光闌使其最小化。探測器敏感元件接收到的輻射為熱像儀通常工作在2～5μm或者8～13μm兩個波段，探測器將工作波段上的入射輻射積分，并把它轉(zhuǎn)化成一個與輻射功率相應(yīng)的響應(yīng)電壓為(1.5)在熱像系統(tǒng)中，輸出電壓信號必須達到一定的電壓值，才能保持與顯示器件的一致。第一階預(yù)放將在信號中增加一個直流電壓，使它達到平均視頻信
