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1、一種發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量系統(tǒng)作者：專業(yè)：學(xué)號(hào)摘要：介紹了一種基于紅外溫度檢測(cè)技術(shù)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量系統(tǒng)，很好的解決了電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度檢測(cè)中旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下信號(hào)的傳輸問題。提出了采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號(hào)傳遞的方案。關(guān)鍵詞：溫度檢測(cè)，轉(zhuǎn)子，紅外AGeneratorRotorTemperatureMeasuringSystemAbstract:Arotortemperaturemeasurementsystemofgeneratorbasedoninfraredtemperaturedetectiontechnologyisintroduced,Whi
2、chsolvestheproblemofsignaltransmissioninrotatingstateofmotorrotortemperaturedetection.Andawirelesssensornetworkforsignaltransmissionisproposed.KeyWords:TemperatureMeasuring,Rotor0引言大中型發(fā)電機(jī)溫升是一個(gè)突出的問題，溫升過高會(huì)嚴(yán)重威脅繞組的絕緣以及電機(jī)的安全，在電廠中，發(fā)電機(jī)是極其重要的設(shè)備，一旦出問題將會(huì)影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。所以需要對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行溫度檢測(cè)。對(duì)
3、于轉(zhuǎn)子的溫度檢測(cè)，由于其處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，設(shè)計(jì)溫度傳感器需要考慮轉(zhuǎn)速、干擾、強(qiáng)磁場(chǎng)、振動(dòng)、離心力、信號(hào)傳遞以及檢測(cè)裝置的機(jī)械強(qiáng)度等一些不同于常規(guī)檢測(cè)方法的問題，因此存在比較大的困難。傳統(tǒng)的測(cè)溫方法一般采用熱電阻，熱電偶，這些傳感器需要與被測(cè)對(duì)象緊密接觸，顯然不適合高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子測(cè)溫。改進(jìn)式的方法可以在定子上裝設(shè)電刷與轉(zhuǎn)子接觸，這種方法不可避免會(huì)引入接觸電阻的影響，誤差較大。綜合考慮各種因素，決定采用紅外溫度檢測(cè)的方法設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子溫度檢測(cè)系統(tǒng)。1.紅外溫度傳感器原理紅外輻射又稱紅外線，是指輻射波長大致為0.75~1000mm頻譜范圍內(nèi)的電磁波。
4、紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射，當(dāng)物體溫度處于絕對(duì)零度以上時(shí)，其內(nèi)部帶電粒子的熱運(yùn)動(dòng)就會(huì)向外發(fā)射出紅外線。物體的溫度越高，輻射出來的紅外線就會(huì)越多，紅外輻射的能量也就越強(qiáng)。紅外溫度計(jì)是基于物體紅外輻射的能量大小及其波長的分布，與物體表面溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并通過對(duì)物體自身輻射的紅外能量的測(cè)量，來準(zhǔn)確地測(cè)定物體的表面溫度。其基本結(jié)構(gòu)如下圖：5圖1-1紅外溫度傳感器原理圖幾個(gè)相關(guān)的物理定律：（1）輻射的光譜分布規(guī)律——普朗克輻射定律：一個(gè)絕對(duì)溫度為T（K）的黑體，單位面積表面在波長λ附近單位波長間隔內(nèi)向整個(gè)半球空間發(fā)射的輻射功率（簡稱為光譜輻射度）M
5、λ，T與波長λ、溫度T滿足下列關(guān)系：（1-1））式中C1、C2分別為第一、第二輻射常數(shù)。普朗克輻射定律是所有單位計(jì)算紅外輻射的基礎(chǔ)。（2）Stefan-Boltzmann定律：物體的總輻射率，即單位面積發(fā)射總功率與黑體溫度的四次方及材料表面的發(fā)射率成正比。其數(shù)學(xué)表示如下：（1-2）其中，=5.67×108w/m2·K4，為Stefan—Boltzmann常數(shù)，為材料表面發(fā)射率。此定律表明：凡是溫度高于開氏零度的物體都會(huì)自發(fā)的向外發(fā)射紅外熱輻射，同時(shí)黑體單位面積發(fā)射的總輻射功率與開氏溫度的四次方成正比。而且，只要溫度有較小變化時(shí)，都會(huì)使物體
6、發(fā)射的輻射功率發(fā)生很大的變化。因此，只要能夠探測(cè)到黑體單位表面積發(fā)射的總輻射功率，就可以確定該黑體的溫度。（3）輻射空間分布規(guī)律——朗伯余弦定律：所謂的郎波余弦定律，就是黑體在任何方向上的輻射強(qiáng)度與觀測(cè)方向相對(duì)于輻射表面法線夾角的余弦成正比：（1-3）5此定律表明：黑體在輻射表面法線方向的輻射最強(qiáng)。因此，實(shí)際做紅外檢測(cè)時(shí)應(yīng)盡可能選擇在被測(cè)表面法線方向最大值的倍。（4）基爾霍夫輻射定律與發(fā)射定律：實(shí)驗(yàn)證明，物體的輻射度除了依賴于溫度和波長外，還與該物體的材料性質(zhì)及表面狀態(tài)等因素有關(guān)。我們引入一個(gè)隨材料性質(zhì)及表面狀態(tài)變化的輻射系數(shù)，即可把黑體
7、的基本定律應(yīng)用于實(shí)際物體的紅外溫度測(cè)量。而這個(gè)輻射系數(shù)就是常說的發(fā)射率，其定義為實(shí)際物體與同溫度黑體輻射性能之比。該系數(shù)表示實(shí)際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度，其值在大于0和小于1的數(shù)值區(qū)間。根據(jù)輻射定律，只要知道了材料的發(fā)射率，就知道了任何物體的紅外輻射特性。影響發(fā)射率的主要因素有：材料種類、表面粗糙度、理化結(jié)構(gòu)和材料厚度等。因此，利用在同溫度下實(shí)際物體與黑體的輻射度之比來表示該物體的一種特性，可以稱之為實(shí)際物體的發(fā)射率，也叫全發(fā)射率，用ε表示。數(shù)學(xué)表示為（1-4）式中：為實(shí)際物體的輻射度，為相同條件下黑體的輻射度?；鶢柣舴蚨山沂玖?/p>
8、熱平衡下物體的輻射與吸收的關(guān)系，指出一個(gè)好的吸收體也是一個(gè)好的輻射體?？梢杂靡韵鹿奖磉_(dá)：（1-5）由此可看出，任何處于熱平衡下的物體吸收率等于發(fā)射率，即物體的吸收本領(lǐng)越大發(fā)射本領(lǐng)也就越大。為
