電力是以電能作為動(dòng)力的能源。發(fā)明于19世紀(jì)70 年代，電力的發(fā)明和應(yīng)用掀起了第二次工業(yè)化高潮。成為人類歷史18世紀(jì)以來，世界發(fā)生的三次科技革命之一，從此科技改變了人們的生活。20世紀(jì)出現(xiàn)的大規(guī)模電力系統(tǒng)是人類工程科學(xué)史上重要的成就之一，是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電力生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它將自然界的能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電力，再經(jīng)輸電、變電和配電將電力供應(yīng)到各用戶。

　　在電力生產(chǎn)過程中，溫度測量與控制十分重要，溫度參數(shù)的準(zhǔn)確測量對電能的輸出品質(zhì)、生產(chǎn)效率和安全可靠的運(yùn)行至關(guān)重要。

　　紅外溫度傳感器的原理和優(yōu)點(diǎn)

　　當(dāng)由紅外測溫儀測溫時(shí)，被測物體發(fā)射出的紅外能量，通過紅外測溫儀的光學(xué)系統(tǒng)在探測器上轉(zhuǎn)換為電信號，該信號的溫度讀數(shù)顯示出來。有幾個(gè)決定測溫的重要因素，重要的因素是發(fā)射率、視場、到光斑的距離和光斑的位置。發(fā)射率，所有物體會反射、透過和發(fā)射能量，只有發(fā)射的能量能指示物體的溫度。當(dāng)紅外測溫儀測量表面溫度時(shí)，儀器能接收到所有這三種能量。因此，所有紅外測溫儀必須調(diào)節(jié)為只讀出發(fā)射的能量。測量誤差通常由其它光源反射的紅外能量引起的。有些紅外測溫儀可改變發(fā)射率，多種材料的發(fā)射率值可從出版的發(fā)射率表中找到。其它儀器為固定的予置為0.95的發(fā)射率。該發(fā)射率值是對于多數(shù)有機(jī)材料、油漆或氧化表面的表面溫度，就要用一種膠帶或平光黑漆涂于被測表面加以補(bǔ)償。使膠帶或漆達(dá)到與基底材料相同溫度時(shí)，測量膠帶或漆表面的溫度，即為其真實(shí)溫度。

　　紅外測溫儀采用紅外技術(shù)可快速方便地測量物體的表面溫度。不需要機(jī)械的接觸被測物體而快速測得溫度讀數(shù)。只需瞄準(zhǔn)，按動(dòng)觸發(fā)器，在LCD顯示屏上讀出溫度數(shù)據(jù)。紅外測溫儀重量輕、體積小、使用方便，并能可靠地測量熱的、危險(xiǎn)的或難以接觸的物體，而不會污染或損壞被測物體。紅外測溫儀每秒可測若干個(gè)讀數(shù)，而接觸測溫儀每秒測量就需要若干分鐘的時(shí)間。

　　近年來，隨著微處理器芯片和紅外測溫傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，紅外測溫傳感器的性能得到不斷的提高，其適用范圍已經(jīng)可以覆蓋到低、中、高溫的不同區(qū)段。

　　電氣設(shè)施及過程測控中的中低溫紅外溫度傳感器

　　英國Calex電子公司生產(chǎn)的PyroCouple M系列微型化紅外溫度傳感器，其測溫范圍為-20℃～+500℃，可達(dá)讀數(shù)的±1%，重復(fù)性為讀數(shù)的±0.5%，響應(yīng)時(shí)間是200ms，防護(hù)等級達(dá) IP65，并可在環(huán)境溫度范圍為0℃～70℃和相對濕度為95%下的環(huán)境中使用，而且可以輸出電流、電壓或熱偶信號。在發(fā)電廠，其主要用于非接觸方式實(shí)時(shí)測量鍋爐空預(yù)器、匯流排、重要斷路器、電機(jī)軸承、電機(jī)繞組、變壓器繞組、UPS或其它電氣接頭處的溫度，并用來及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的熱點(diǎn)或連接故障等，從而提供電氣系統(tǒng)或設(shè)備的診斷、狀態(tài)檢修和維護(hù)等。

　　Fluke下屬的雷泰公司新推出的CM系列的小型集成式紅外溫度計(jì)，其輸出信號為0-5V或J、K型熱電偶的連續(xù)信號和開關(guān)報(bào)警的觸點(diǎn)信號，并帶有RS232的數(shù)字通訊接口，探頭狀態(tài)以及自診斷顯示LED，專用于工業(yè)制造流程的連續(xù)溫度監(jiān)視。在現(xiàn)場電磁干擾大的場合，可用于替代易受影響的普通熱電偶和熱電阻等。

　　爐膛應(yīng)用中的紅外高溫計(jì)

　　雷泰公司生產(chǎn)的Marathon 系列紅外測溫儀是專為惡劣的工業(yè)環(huán)境應(yīng)用所設(shè)計(jì)的工業(yè)級產(chǎn)品，測溫范圍為-40℃～3000℃，這款紅外測濕儀擁有高性能的光學(xué)鏡頭，光學(xué)分辨率可達(dá)300:1，響應(yīng)時(shí)間有2ms、60ms和120ms三種可選，并具備IP65的防護(hù)等級，可以防止安裝、設(shè)置和使用過程中的污染和損傷。而且?guī)?biāo)準(zhǔn)的模擬量、數(shù)字量和分布式的繼電器輸出，能夠同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)、報(bào)警觸發(fā)和控制信號。

　　通過電廠的鍋爐爐膛和后爐膛區(qū)的溫度，不僅可以直接反應(yīng)出其內(nèi)燃料的燃燒強(qiáng)度的大小，燃燒過程中的效率優(yōu)劣，而且還能間接地影響到鍋爐的受熱面以及后續(xù)流程的正常運(yùn)行。從電廠的安全控制和效率角度來看，爐膛區(qū)的溫度是十分重要的，而且需要運(yùn)行監(jiān)視的關(guān)鍵參數(shù)。在歐洲，有相當(dāng)一部分電廠或鍋爐的制造商即采用上述類型的紅外光學(xué)高溫計(jì)，用來測量大型的鍋爐爐膛斷面的煙氣溫度，并借此實(shí)現(xiàn)鍋爐的全爐膛的火焰檢測和爐膛滅火的保護(hù)功能。

　　紅外成像儀的應(yīng)用優(yōu)勢

　　在電廠，運(yùn)行或檢修人員不僅需要知道被控對象表面的平均溫度，有時(shí)更需要知曉被監(jiān)測對象的溫度場的分布情況，以便分析和研究運(yùn)行是否正常，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在缺陷等。與先前敘述的點(diǎn)式紅外測溫傳感器不同，紅外成像儀則是采用面式測溫方式，能將對象的溫度場的分布以圖像形式直觀地顯示出來，以滿足溫度場監(jiān)視的需要。

　　紅外成像儀主要是檢測波長范圍在0.9～14mm內(nèi)的紅外電磁頻譜區(qū)的輻射量，通過熱圖像技術(shù)，給出熱輻射體的溫度值及溫度場分布圖，并轉(zhuǎn)換成可見的熱圖像。大多數(shù)的成像儀不是采用常規(guī)的CCD或CMOS傳感元件，而是采用特殊的FPA（焦平面陣列），以感應(yīng)更長的波長段。

　　在實(shí)際使用紅外熱像儀時(shí)，只需要將熱范圍、熱水平、大氣溫度、環(huán)境溫度、被測物體的發(fā)射率以及測量距離等相關(guān)的參數(shù)輸入到儀表內(nèi)嵌計(jì)算機(jī)，就可以自動(dòng)地得出溫度分布等結(jié)果。

　　紅外成像儀可以快捷和準(zhǔn)確地探測電氣設(shè)備的接頭松動(dòng)或不良接觸、負(fù)荷不平衡、過載、過熱等隱患（這些隱患可能造成的潛在危害是產(chǎn)生電弧、短路、設(shè)備起火或燒毀，以致釀成更加嚴(yán)重的事故或火災(zāi)等）。對于所有可以直接看見的設(shè)備，紅外成像儀能夠確定所有連接點(diǎn)的熱隱患，而對于那些由于遮蔽導(dǎo)致無法直接看到的部分，則可以根據(jù)其熱量傳導(dǎo)到外面部件上的情況來發(fā)現(xiàn)其潛在的隱患。

　　另外，紅外成像儀也可以很容易地探測到輸電或供電回路過載或三相負(fù)載的不平衡情況。

　　紅外成像儀的檢測實(shí)例

　　在美國，有幾十家公司能夠提供紅外成像儀的檢查服務(wù)，他們可以為電力客戶的所有電氣設(shè)備、配電系統(tǒng)，包括高壓接觸器、熔斷器盤、主電源斷路器盤、接觸器以及所有的配電線、電動(dòng)機(jī)和變壓器等來進(jìn)行紅外成像儀的檢查，以保證客戶所有運(yùn)行的電氣設(shè)備不存在潛伏性的熱隱患，并能夠有效地防止火災(zāi)事故的發(fā)生。圖4為利用成像儀可以輕松地檢測出左側(cè)熔斷器工作異常的紅外熱圖像。

　　此外，紅外成像儀還可通過用于監(jiān)視鍋爐爐膛的火焰和汽包的水位，來判定設(shè)備冷卻管是否堵塞不暢、汽輪發(fā)電機(jī)組或風(fēng)機(jī)/泵組/電機(jī)等軸承溫度是否過高、疏水管線的疏水是否流暢、調(diào)節(jié)閥/關(guān)斷閥等是否存在內(nèi)部泄漏、工藝管道或容器運(yùn)行是否正常、危險(xiǎn)或有害氣體是否外漏等非正?，F(xiàn)象。而且由于它具有絕緣強(qiáng)度高，熱傳導(dǎo)性能良好和優(yōu)異的滅弧性能等優(yōu)點(diǎn)，因此，在高電壓的設(shè)備中普遍采用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)。美國FLIR公司所生產(chǎn)的 GasfindIR LW氣體高敏感度式的紅外成像儀，就可以檢測出20余種溫室或揮發(fā)性的有機(jī)化合物氣體的泄漏或排放，也能用于實(shí)時(shí)檢測電力設(shè)備是否存在SF6的泄漏。

　　關(guān)于英國CALEX電子公司

　　英國CALEX電子公司成立于1973年。成立以來， Calex一直專注于為全世界的工業(yè)提供高品質(zhì)、成本效益的溫度測量和電源轉(zhuǎn)換解決方案。Calex電子公司的業(yè)務(wù)重點(diǎn)放在內(nèi)部設(shè)計(jì)和制造非接觸式紅外溫度傳感器和AC / DC電源。同時(shí)還提供了包括熱電偶，電阻溫度計(jì)，光纖溫度傳感器，指示器，控制器，SCADA系統(tǒng)，校準(zhǔn)器和DC / DC轉(zhuǎn)換器等配套產(chǎn)品在內(nèi)極廣泛的產(chǎn)品。英國Calex電子公司生產(chǎn)的PyroCouple M系列微型化紅外溫度傳感器，其測溫范圍為-20℃～+500℃，可達(dá)讀數(shù)的±1%，重復(fù)性為讀數(shù)的±0.5%，響應(yīng)時(shí)間是200ms，防護(hù)等級達(dá) IP65，并可在環(huán)境溫度范圍為0℃～70℃和相對濕度為95%下的環(huán)境中使用，而且可以輸出電流、電壓或熱偶信號。在發(fā)電廠，其主要用于非接觸方式實(shí)時(shí)測量鍋爐空預(yù)器、匯流排、重要斷路器、電機(jī)軸承、電機(jī)繞組、變壓器繞組、UPS或其它電氣接頭處的溫度，并用來及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的熱點(diǎn)或連接故障等，從而提供電氣系統(tǒng)或設(shè)備的診斷、狀態(tài)檢修和維護(hù)等。