浅谈热成像技术在预防性维修中的应用

辛建豪　李兆亮　郑波

【摘 要】本文结合热成像技术在电气维修中的应用实例，通过对热成像仪工作原理和使用方法的阐述，介绍了一种可靠和高效的预防性维修的新方法。

【关键词】热成像；电气维修；预防性维修

Introduction to Thermal Imaging Technology in the Application of Preventive Maintenance

XIN Jian-hao LI Zhao-liang ZHENG Bo

（SAIC GM Wuling Automobile Co.， Ltd Qingdao Branch， Qingdao Shandong 266555， China）

【Abstract】In this paper， combining the application of thermal imaging technology in electrical maintenance examples， based on the working principle and using method of thermal imager， the paper introduces a reliable and efficient new method for preventive maintenance.

【Key words】Thermal imaging； Electrical maintenance； Preventive maintenance

0 引言

现代数控机床的自动化控制系统中使用了大量电气元件，常常因为老化、松动、腐蚀、负载异常等原因造成故障点过热，严重影响设备运行安全甚至引发电气火灾。为了预防该问题的发生，某合资汽车公司发动机工厂引进一套红外热成像仪，每季度对所有机床的电气柜巡检一次，可以准确的检测出过热点，及时排除故障，确保机床的安全稳定运行。

1 热成像仪工作原理

自然界中任何物体，只要温度高于绝对零度，就会以电磁辐射的形式在非常宽的波长范围内发射能量，产生电磁波。红外热像仪能将被测目标辐射出的电磁波瞬间转化为可视化的热成像图，并且可以在专业分析软件的帮助下进行分析和诊断。如图1所示，热像仪由两个基本部分组成：光学器件和探测器。光学器件将物体发出的红外辐射聚集到探测器上，探测器把入射的辐射转换成电信号，进而被处理成可见图像，即热成像图。

2 数据采集方法

对于反射率较低的被测物体，应使热像仪红外镜头面的轴线与所要拍摄的目标垂直，调整焦距，使图像中不同温度区域的边际清晰锐利。对于高反射率的被测物体，应该采取适当措施来减少周围高温物体辐射的影响，比如微调拍摄角度，找到能避开反射的最佳角度进行拍摄，或者使用合适的绝缘物体将高温物体暂时遮挡。本文作者工作中使用的热成像仪有声音标签功能，可在拍摄热成像图的同时附加一条声音标签，方便数据分析时甄别热成像图来源。将采集到的热成像图导入计算机，按采集日期、设备编号等分类保存，并将数据录入EXCEL表格。先前保存的温度数据可作为对照样本与最新采集的温度进行比较，有助于判断热点是否正常，还可以分析出温度变化趋势等有价值信息。

3 热成像数据分析

热像仪配备了功能强大的软件，用于处理和分析热成像图。通过该软件，可以对热成像图中发射率、反射温度补偿以及调色板等关键参数进行调节，以利于后续的分析。本文作者工作场所有的电气柜都配有空调，可以保证电气柜内恒温28℃，有效避免了环境温度波动对电器元件表面温度的影响，所以可以对照之前采集到的样本来判断此次拍摄到的热成像图是否正常。对于环境温度波动或者无参照样本的情况，可以与同一电气柜中的同一型号元件或者同一型号设备的同一位置元件进行对照。图2所示是巡检时采集到的一幅热成像图片，观察发现图中有一线形高温带，最高温度高达90.7℃，对比图像中心点温度48.6℃，可判定此处异常过热。通过回放声音标签发现，图2热成像图来自某电气柜的输出模块，线型高温带为电源模块的供电导线，温度最高的点是导线接入电源模块的接线端子。由此得出结论：①导线截面积过小，导致导线发热。②接线端子处可能接触不良。③电源模块负载较高。

4 制定对策

针对分析出的问题，采取以下措施：①增加一路导线，分担原有导线的电流。②重新压制接线端子，确保接触良好。③增加一片电源模块，分担原有电源模块的负载。

5 效果复查

以上措施实施完毕后再拍摄一幅热成像图进行分析比较。如图3所示，电流被新增的导线和电源模块分担，发热量明显减少，热成像图中最高温度仅43.6℃，而导线的温度又低于热成像图中的最高温度，隐患得到有效排除。

6 总结

与测温枪的点测量相比，红外热成像仪可实现快速无遗漏的面测量，通过可视化图像显示整体温度分布，无需逐点扫描，有效的提高了工作效率和可靠性。红外热成像仪非接触的测量方式使得机床无需停机，测量工作可在机床运行期间完成，使用上灵活方便。本文作者所在的某发动机工厂自使用热成像仪巡检以来共发现异常高温点100余个，对所有异常高温点都进行了分析-维修-复查工作，有效的排除了隐患，提高了设备的开动率。

【参考文献】

[1]红外热像技术与电力设备维护[Z].福禄克测试仪器（上海）有限公司.

[2]福禄克热像仪全系列样本[Z].福禄克测试仪器（上海）有限公司.