《带电设备红外诊断》PPT课件

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1、带电设备红外诊断洛阳供电公司前言、红外线理论及基本概念红外线是一种电磁波（英国物理学家FW赫胥尔在1800年发现）(0.75m1000m)，高于无线电波，位于可见光红色光带之外。10nm100nm1µm10µm100µm1mm10mm100mm1m10m100m1kmX-射线紫外线可见光红外线微波无线电2µm13µm红外热像图和可见光图比较红外热图可见光图可见光的波长范围为0.38~0.78m，普通玻璃能透过可见光，但是却几乎不能透过红外线。红外线就在我们身边！热量或热辐射是红外线的主要来源，任何温度高于绝对零度

2、（-273.16K）的物体都会发出红外线。比如冰块也会辐射红外线。平时，我们是看不到红外线的，但它产生的热量我们的神经末梢是可以感觉到的。日常生活中，阳光、火、散热器等散发的被我们感觉到的热量都是红外辐射。不论是白天还是夜晚红外辐射都在我们的身边。物体的温度越高它发射红外射线就越强。红外热像技术红外热像技术是研究红外辐射的产生、传输、转换、探测并付诸于应用的科学技术。热传输的方式热传输有三种方式，分别是：传导、对流和辐射。对流通常只发生在流体介质中。红外热成像仪显示目标热像的过程，叫做红外热成像。而实现这个过程的设备称为红外

3、热成像装置。红外探测器的工作原理A、红外探测器：能把被测物体红外辐射量的变化变成电量变化的装置。B、红外热像仪一般是由三部分组成：红外探测头、图像处理、监视器；探测器分为光机扫描型和聚焦平面凝视型。C、光机扫描指红外探测头由高速光学机扫描装置和低温致冷装置等组成其原理：光机扫描是通过平行光束扫描技术，将进入硅窗口的被测物体表面红外辐射经红外光学器件扫描到多元探测器列阵上，该探测器列阵处于低温恒器内，一般是冷却到-186°C的多元红外探测器列阵，逐点把红外辐射信号转换成电信号，经放大处理后，被测物体表面的热分布以可见光图像显示

4、在屏幕上。IRoptics2dim.detector-matrix焦平面探测器光机扫描探测器D、焦平面红外探测器的工作原理：是依靠探测微型辐射热量的热探测器(Microbolometer)。探测器通过吸收入射的红外辐射致使自身温度上升，从而引起探测器电阻变化，在外加电压的情况下进而产生信号电压。红外辐射能微桥整个成像技术过程如下图所示：目标空气热像仪热图目标物体黑体：在任何情况下对一切波长的入射辐射的吸收率都等于1的物体。普朗克定律、维恩位移定律和斯蒂芬-波尔兹曼定律对黑体的辐射作了全面地描述。普朗克定律：描述了黑体辐射强度

5、、温度和波长的关系。一个理想的辐射体所发出的电磁波功率，随波长的分布可用PLANCK定律公式示：光波辐射量（J）波长(um)可以看到黑体辐射覆盖很宽的波谱，但它们有各自不同的辐射强度最大值。最大值处的波长可以计算出来。这公式就是著名的维恩位移定律，表达为max=2898/TT：物体的绝对温度，开氏温标测量(K)max：最大强度的波长物体的辐射率小于1且随着波长的变化而变化。技术上为了近似处理，就引入了灰体。灰体：辐射率不随波长变化的物体。对于灰体，斯蒂芬-波尔兹曼公式为W=T4W/m2-斯蒂芬-波尔兹曼常数，其值为

6、5.6697x10-2W/cm2.T4-物体表面发射率-物体的热力学温度自然界中没有绝对的黑体,不同的物体具有不同的辐射性能，我们需要引入辐射率（）来描述这一性能。=Wbb：黑体的辐射能量；Wobj：同温度的“普通”物体的辐射能:辐射率由物体自身决定WobjWbb波长（µm）光谱辐射能黑体辐射源,=1灰体辐射源,<1自然界中的物体不但自身辐射能量，同时也接收到周围物体的辐射能量。入射辐射W反射辐射W吸收辐射W透射辐射W吸收系数（）反射系数（）透射系数（）W=W+W+W简化为：1=++。1

7、=+；物体透射率=0时，1=+当物体处在热平衡状态时，辐射率等于吸收率，即=，此即基尔霍夫定律或=1-。影响辐射率的因素不同的材料性质化学成分和性质,物理性质和内部结构.绝大多数纯金属很低,非金属较高2.表面状态表面粗糙度,非金属受影响较小,金属受影响较大温度的影响非金属随温度升高而减小,金属随温度升高而减小物体(非黑体)表面辐射特性：A、辐射率强烈的取决于其表面特性；B、高度抛光的金属表面的发射率非常小；C、所有金属表面的辐射率随温度而增加；D、表面粗糙和氧化层的形成使发射率明显地增加；E、非金属表面的发

8、射率比金属表面的发射率高得多，一般随温度的增加而减少；F、具有有色氧化物的金属(铁、锌、铬)的发射率比有白色氧化物的金属(钙、铝、镁)高得多。G、涂有油漆的金属表面辐射率比没涂油漆的金属表面会高H、红色油漆和黄色油漆的表面辐射率比较接近注：在检测过程中，由于辐射率对测温影响很大，因此必须选