1.概述

 

　　　红外测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。近20年来，非接触红外线测温仪在技术上得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，品种不断增多，适用范围也不断扩大，市场占有率逐年增长。比起接触式测温方法，红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。非接触红外测温仪包括便携式、在线式和扫描式三大系列，并备有各种选件和计算机软件，每一系列中又有各种型号及规格。在不同规格的各种型号测温仪中，正确选择红外测温仪型号对用户来说是十分重要的。

　　

    红外检测技术是“九五”国家科技成果重点推广项目，红外检测是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术，它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身，通过接收物体发出的红外线(红外辐射)，将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分布情况，具有准确、实时、快速等优点。任何物体由于其自身分子的运动，不停地向外辐射红外热能，从而在物体表面形成一定的温度场，俗称“热像”。红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量，测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备发热情况。目前应用红外诊技术的测试设备比较多，如红外测温仪、红外热电视、红外热像仪等等。像红外热电视、红外热像仪等设备利用热成像技术将这种看不见的“热像”转变成可见光图像，使测试效果直观，灵敏度高，能检测出设备细微的热状态变化，准确反映设备内部、外部的发热情况，可靠性高，对发现设备隐患非常有效。

　　

    红外诊断技术对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测，使传统电气设备的预防性试验维修(预防试验是50年代引进前苏联的标准)提高到预知状态检修，这也是现代电力企业发展的方向。特别是现在大机组、超高电压的发展，对电力系统的可靠运行，关系到电网的稳定，提出了越来越高的要求。随着现代科学技术不断发展成熟与日益完善，利用红外状态监测和诊断技术具有远距离、不接触、不取样、不解体，又具有准确、快速、直观等特点，实时地在线监测和诊断电气设备大多数故障(几乎可以覆盖所有电气设备各种故障的检测)。它备受国内外电力行业的重视(国外70年代后期普遍应用的一种先进状态检修体制)，并得到快速发展。红外检测技术的应用，对提高电气设备的可靠性与有效性，提高运行经济效益，降低维修成本都有很重要的意义。是目前在预知检修领域中普遍推广的一种很好手段，又能使维修水平和设备的健康水平上一个台阶。

　　

    采用红外成像检测技术可以对正在运行的设备进行非接触检测，拍摄其温度场的分布、测量任何部位的温度值，据此对各种外部及内部故障进行诊断，具有实时、遥测、直观和定量测温等优点，用来检测发电厂、变电所和输电线路的运转设备和带电设备非常方便、有效。

　　

    利用热像仪检测在线电气设备的方法是红外温度记录法。红外温度记录法是工业上用来无损探测，检测设备性能和掌握其运行状态的一项新技术。与传统的测温方式(如热电偶、不同熔点的蜡片等放置在被测物表面或体内)相比，热像仪可在一定距离内实时、定量、在线检测发热点的温度，通过扫描，还可以绘出设备在运行中的温度梯度热像图，而且灵敏度高，不受电磁场干扰，便于现场使用。它可以在-20℃～2000℃的宽量程内以0.05℃的高分辨率检测电气设备的热致故障，揭示出如导线接头或线夹发热，以及电气设备中的局部过热点等等。

    带电设备的红外诊断技术是一门新兴的学科。它是利用带电设备的致热效应，采用专用设备获取从设备表面发出的红外辐射信息，进而判断设备状况和缺陷性质的一门综合技。

现在介绍一下如何调节红外测温仪的发射率：

 

    红外线(IR)辐射

       红外线辐射无处不在而且永无休止，物体之间的温差越大，辐射现象就越明显。真空可将太阳发出的红外线辐射能量通过9300万英里的时空传送到地球，被我们吸收,为我们带温暖。当我们站在商场的食品冷藏柜前时，我们身体发出的红外辐射热量被冷藏食品吸收，令我们感到非常凉爽。这两个例子中辐射效果都非常的明显，我们可以明显感觉到其中的变化并感觉到它的存在。

    当我们需要对红外辐射的效果进行量化时，我们就需要测量红外辐射的温度，此时就要用到红外测温仪。材料不同，所表现的红外辐射特性也不同。在使用红外测温仪读取温度之前，我们首先要了解红外辐射测量的基本原理和具体被测材料的红外辐射特性。

 

    红外辐射率=吸收率+反射率+透射率

 

       无论何种红外辐射，一旦发出都将被吸收，,因此吸收率=发射率。红外测温仪所读取的正是物体表面发出的红外辐射能量，红外辐射仪无法读取空气中散失的红外辐射能量，因此在实际测量工作中我们可以忽略透射率不计，这样我们就得到一个基本的红外辐射测量公式：

 

    红外辐射率=发射率-反射率

 

       反射率与发射率成反比，物体反射红外辐射的能力越强，其本身红外辐射的能力就越弱。通常采用目测的方法可大致判断物体的反射率大小，新铜的反射率较高而发射率较低(0.07-0.2)，被氧化的铜的反射率较低而发射率较高(0.6-0.7)，因重度氧化而变黑的铜的反射率甚至更低，而发射率则相应会更高(0.88)。绝大多数涂有油漆的表面发射率都非常高(0.9-0.95)，而反射率则可以忽略不计。

       对于绝大多数红外测温仪来说，唯一需要设置的就是被测材料的额定发射率，该值通常预设为0.95，这对于测量有机材料或涂有油漆的表面就足够了。

       通过调整测温仪发射率，可以补偿部分材料表面红外辐射能量不足的问题，尤其是金属材料。只有被测物体表面附近存在并反射高温红外辐射源时才需要考虑反射率对测量的影响。

 

现在把对各种物质的发射率做以一下列表：

附表：部分物质的发射率(仅供参考)

 物质   发射率   物质   发射率 

 沥青   0.90 to 0.98   布（黑色）   0.98 

 混凝土   0.94   人体皮肤   0.98 

 水泥   0.96   肥皂泡   0.75 to 0.80 

 沙子   0.90   木炭（粉末）   0.96 

 泥土   0.92 to 0.96   漆器   0.80-0.95 

 水   0.92 to 0.96   漆器（无光泽）   0.97 

 冰   0.96 to 0.98   橡胶（黑色）   0.94 

 雪   0.83   塑料   0.85-0.95 

 玻璃   0.90 to 0.95   木材   0.90 

 陶瓷   0.90 to 0.94   纸   0.70-0.94 

 大理石   0.94   铬氧化物   0.81 

 石膏   0.80 to 0.90   铜氧化物   0.78 

 灰泥   0.89 to 0.91   铁氧化物   0.78 to 0.82 

 砖   0.93 to 0.96   不锈钢及铝材   0.2-0.3