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04
2016
08

亞泰告訴你如何利用溫度診斷機械設備

根據測量時測溫傳感器是否與被測對象接觸,将測溫方式分为接觸式測溫和非接觸式測溫兩大類。

1,接觸式測溫

接觸式測溫是将測溫傳感器與被測對象接觸,被測對象與測溫傳感器之間因傳導熱交換而达到熱平衡,根據測溫傳感器中的溫度敏感元件的某一物理特性随溫度而變化的特性来檢測溫度。将測得的溫度與界值溫度進行比較,便可分析出被測對象的工作狀态。目前,在各工业領域獲得廣泛應用的接觸式測溫方法主要有熱電偶法、熱電阻法兩種。

(1)熱電偶測溫工作原理熱電偶是基于熱電效應原理進行測量的。當兩種不同材料的導體組成一個閉合回路時,如果兩端結點溫度不同,則在兩者之間會産生電动勢,并在回路中形成電流。其電动勢大小與兩種導體的性質和結點溫度有關,这一物理現象稱之为熱電效應。根據熱電效應将兩種電極配置在一起即可組成熱電偶。

熱電偶由兩根不同材料的導體A、B焊接而成,如圖7-1所示,焊合的一端T为工作端(熱端),用以插入被測介質中測溫,連接導線的另一端T。为自由端(冷端)。若兩端所處溫度不同,儀表則指示出熱電偶所産生的熱電动勢。

圖7-1  熱電偶測溫原理

1—熱電偶;2—測量儀表;3—導線

熱電偶的熱電勢與熱電偶材料,兩端溫度T、T0有關,而與熱電極長度直徑無關。若冷端溫度T不變,在熱電偶材料已定的情況下其熱電勢E隻是被測量溫度的函數。根據所測得的熱電勢E的大小,便可确定被測溫度值。

常用的熱電偶有普通工业用熱電偶和铠裝熱電偶兩大類。

(2)熱電阻測溫工作原理導體的電阻會随着溫度的改變而變化,熱電阻法測溫就是利用導體的这種特性来進行的。在機械監測與故障診斷領域中,常用的熱電阻有工业用熱電阻、铠裝熱電阻、标準熱電阻以及半導體熱敏電阻四大類。

2.非接觸式測溫(紅外測溫)

非接觸式測溫主要是采用物體熱輻射的原理進行的,因此,非接觸式測溫方法又稱紅外測溫法利用物體的輻射進行測溫,隻需把溫度計對準被測物體,而不必與被測物直接接觸,因此,它可以測量運动物體的溫度且不破壞被測對象的溫度場。從第二節開始将重點講述这一内容。表7-1列出了紅外測溫與接觸式測溫的性能比較。

表7-1  紅外測溫和接觸式測溫方式的性能比較

項目                   紅  外  測  溫                       接  觸  測  溫
特點

①非接觸測溫對被測物體無影響;

②測物體表面溫度;

③反應速度快,可測運动中的物體和瞬态溫度;

④測溫範圍寬;

⑤測溫精度高,分辨0.01℃或更小;

⑥可對小面積測溫、直徑可达數微米;

⑦可對點、線、面測溫;

⑧可進行遠距離測量;

⑨可測量腐蝕性物體溫度

①接觸測溫對被測溫度場有影響;

②适合測瞬态溫度;

③不便于測運动中的物體;

④測溫範圍不夠寬;

⑤不便于同時測量多個目标

要求

①知道被測物的發射率;

②被測物的輻射能充分抵达紅外探測器;

③盡量消除背景噪聲

①測溫設備與被測物間接觸良好;

②被測物溫度不能有顯著變化

3.紅外診斷方法

(1)表面溫度判斷法遵照已有的标準,對設備顯示溫度過熱的部位進行檢測并按相關的規定判斷它的狀态是否正常的方法。

(2)同類比較法在同一類型被檢設備之間進行比較的方法。所謂“同類”設備的含義是指它們的類型、工況、環境溫度和背景熱噪聲相同或相近,可以相互比較的設備。具體做法是将同類設備的對應部位溫度值進行比較,这樣更容易判斷出設備狀态是否正常。在進行同類比較時,要注意排除它們同時存在熱故障的可能性。

(3)熱譜圖分析法根據同類設備在正常狀态和異常狀态下的熱譜差異来判斷設備是否正常的方法。

(4)檔案分析法将測量結果與設備的紅外診斷技術檔案相比較来進行分析診斷的方法。这種方法有利于對重要的、結構複雜的設備進行正确的診斷,應用这種方法需要預先为診斷對象建立紅外診斷技術檔案。

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