红外成像仪在电厂的应用案例与优势
2011-03-23
红外成像仪主要是检测波长范围在0.9～14mm内的红外电磁频谱区的辐射量，通过热图像技术，给出热辐射体的温度值及温度场分布图，并转换成可见的热图像。大多数的成像仪不是采用常规的CCD或CMOS传感元件，而是采用特殊的FPA(焦平面阵列)，以感应更长的波长段。最常用的FPA有InSb，InGaAs，HgCdTe和QWIP等。目前，世界上最先进的红外成像仪的温度灵敏度可高达 0.03℃。
在电厂，运行或检修人员不仅需要知道被控对象表面的平均温度，有时更需要知晓被监测对象的温度场的分布情况，以便分析和研究运行是否正常，内部结构是否存在缺陷等。与先前叙述的点式红外测温传感器不同，红外热像仪则是采用面式测温方式，能将对象的温度场的分布以图像形式直观地显示出来，以满足温度场监视的需要。
在实际使用红外热像仪时，只需要将热范围、热水平、大气温度、环境温度、被测物体的发射率以及测量距离等相关的参数输入到仪表内嵌计算机，就可以自动地得出温度分布等结果。
红外成像仪可以快捷和准确地探测电气设备的接头松动或不良接触、负荷不平衡、过载、过热等隐患(这些隐患可能造成的潜在危害是产生电弧、短路、设备起火或烧毁，以致酿成更加严重的事故或火灾等)。对于所有可以直接看见的设备，红外成像仪能够确定所有连接点的热隐患，而对于那些由于遮蔽导致无法直接看到的部分，则可以根据其热量传导到外面部件上的情况来发现其潜在的隐患。这种情况对传统的检测方法来说，除解体检查外，没有其它更好的办法。由此可见，在断路器、导体、母线以及其它部件的运行测试方面，红外成像仪的作用是无可取代的。另外，红外成像仪也可以很容易地探测到输电或供电回路过载或三相负载的不平衡情况。
此外，红外成像仪这类测试仪器还可通过用于监视锅炉炉膛的火焰和汽包的水位，来判定设备冷却管是否堵塞不畅、汽轮发电机组或风机/泵组/电机等轴承温度是否过高、疏水管线的疏水是否流畅、调节阀/关断阀等是否存在内部泄漏、工艺管道或容器运行是否正常、危险或有害气体是否外漏等非正常现象。例如，SF6(六氟化硫)是一种温室气体，其温室效应是CO2气体有害程度的23900倍。而且由于它具有绝缘强度高，热传导性能良好和优异的灭弧性能等优点，因此，在高电压的设备中普遍采用SF6气体作为绝缘和灭弧介质。美国FLIR公司所生产的 GasfindIR LW气体高敏感度式的红外成像仪，就可以检测出20余种温室或挥发性的有机化合物气体的泄漏或排放，也能用于实时检测电力设备是否存在SF6的泄漏，从而用以保护人类赖以生存的地球环境。
红外成像仪的检测实例。在美国，有几十家公司能够提供红外成像仪的检查服务，他们可以为电力客户的所有电气设备、配电系统，包括高压接触器、熔断器盘、主电源断路器盘、接触器以及所有的配电线、电动机和变压器等来进行红外成像仪的检查，以保证客户所有运行的电气设备不存在潜伏性的热隐患，并能够有效地防止火灾事故的发生。图4为利用成像仪可以轻松地检测出左侧熔断器工作异常的红外热图像。
