基于单片机的双波长红外测温结构设计

基于单片机的双波长红外测温结构设计

关国坚1,2，甘志银1,2

（华中科技大学机械科学与工程学院1，湖北武汉430074；

广东昭信半导体装备制造有限公司2，广东佛山528200）

摘要

为了解决双波长测温不同波长的变换和精确定位测量的问题，设计了一种基于单片机的变换结构，利用电机匀速反馈控制电路和单片机周期捕获功能，准确跟踪和定位采样位置。同时基于这种结构提出了一种双波长测温法的暗电流电压修正方法，大大提高了测量的精度。最后通过实验使用设计的测量结构拟合出双波长温度测量函数，测量精度在1℃之内。

关键词：双波长测温波长变换结构反馈控制单片机暗电流修正

中图分类号：TH811 文献标志码：A

Structural Design of Dual-wavelength Colorimeter Based on the Single

Chip

GUAN Guo-jian1,2,GAN Zhi-yin1,2

(School of Mechanical Science and Engineer, Huazhong University of Science and Technology 1, Wuhan 430074;

Guangdong RealFaith Semiconductor Equipment Co.,Ltd2, Foshan 528200)

Abstract

Aimed at solving the problem of wavelength changing and position locating for dual-wavelength colorimeter, a wavelength changing-over design with high precise position using motor feedback control circuit and Programmable Counter Array circle(PCA) capture based on the single chip is proposed. Meanwhile, a dark circuit correction algorithm is analyzed, with which the measurement precision is greatly improved. Finally, the function of the measurement is completed by experiment, with precision within 1℃.

Key words: dual-wavelength colorimeter dual-wavelength changing-over mechanism feedback control single chip dark circuit correction algorithm

0引言

红外辐射测温法具有无损害、快速、高灵敏度、高精度和广测量范围等优良特点[1]广泛应用到医学、国防、科研和工农业等领域中。根据红外辐射理论，绝大多数物体都是非黑体，用红外测温法测量得到的温度理论上与实际温度都有偏差。双波长测温法由于本身对发射率进行了一次修正补偿，所以最接近实际温度，误差最小，受被测物体的发射率、接收光面积、测量距离和光路介质特性影响较小，是红外测温法中较为理想的测温法[2]。双波长测温的关键技术是要能够准确地测量两个波段的光辐射能。同时，对于红外光敏传感器这种微弱信号电路来说，传感器的温度变化会引起传感器暗电流电压的漂移，影响测量的精度。如果要做到恒温控制往往又需要较为复杂的电路和控制，成本很高。目前的双波长测温仪器没有一种很可靠简单的结

基金项目：2010年广东省重大科技专项（2010A080802006）

构，并且没有进行暗电流修正，精度和可靠性不高。本文设计的基于单片机的双波段变换机构简单可靠，精度在1℃之内。

1双波长红外测温法原理

1.1 双波长测温理论

物质都会发出热辐射，这种热辐射的能量与物质的温度及其材料的辐射系数有关。单位面积黑体在半球方向、单位时间的辐射通量(单色辐射度)由普朗克公示给出：

11025(,)[exp(/)1]C M T C T λλλ-=- (1)

式中，λ为物体的辐射波长，T 为物体绝对温度，

1C 和2C 分别成为第一与第二辐射常数。

2

16

2

1222 3.7141810;1.438810C hc Wm hc C mK

k

π--==?==?

一般物体的辐射能比理想“黑体”小，其辐射能是黑体辐射能乘以物体的发射率()ελ，

0(,)()(,)M T M T λελλ=?，0()1ελ<<

红外测温法分为全辐射测温和亮度测温和比色测温。双波长测温法是根据物体在两种相邻的波长下的辐射度之比来确定物体的温度。根据（1）式，两种波长的辐射功率之比为

51111122222221

(,)()11

()()exp[()](,)()M T d d C R T M T d d T λλελλλλλελλλλλ=

=-

式中，()R T 为辐射功率之比，1λ、2λ为选择的两个中心波长，12d d λλ和为带宽，选取两波长带宽相等，12d d λλ=，有

2212112[(1)(1)]ln ()5ln()ln()

C T R T λλλλεε-=

-- (2)

根据发射率理论，两个相近的波段的发射率看成近似相等[3]，即12εε≈，将（2）式化简有 ln ()a T R T b

=

+ (3) 全辐射和亮度红外测温法无法实现发射率的实

时测量，因此造成较大的测量误差，无法准确反应被测对象的温度[4]。目前市面上的红外测温产品，LayTec 公司的EpiTT 和Veeco 公司的RealTemp200都是采用修正发射率的亮度测温法。这种方法虽然在修正了发射率之后能够提高测温精度[5]，但是这种方法仍受到测量距离、测量面积和测量介质等很多因素的制约。双波长测温法通过两种波长的光辐射强度之比来测温，通过比值运算把影响辐射能量的距离、面积和介质常数的影响降低，抗干扰能力强，标定和安装的要求难度大大降低。 1.2双波长测温法的光路架构

双波长测温法的核心关键是测量两个波段的能量值，得到双波长能量值的比值。双波长测温法结构如图1所示：

1-分光镜 2,6,8-反射镜 3-窄带滤光片a 4-光敏传感器5-电机和调制盘 7-窄带滤光片b 9-透镜

图1 双波长测温架构

目前的双波长测温结构存在以下的问题： （1）测量定位问题：为了提高测量频率，波长变换结构的切换时间必须非常短，这样对快速运动的变换结构定位是双波长测温结构的难题。

（2）温度漂移问题：传感器由于温度漂移会产生一定的暗电流漂移，目前的双波长测温结构没有对暗电流电压进行测量，会引入测量误差。

本文基于以上目前双波长测温结构优缺点，提

出了一种基于单片机的结构，此结构有以下几点优点：

（1）能够实时测量传感器温度漂移电压，进行算法修正；

（2）不同波长的切换时间很短，而且波段的采样点

定位非常准确。

2双波长测温结构设计

2.1 波长变换机构

红外测量使用窄带滤光片进行波段选择。常用的窄带滤光片的形状是圆形、半圆形或者是矩形。本文为了测量到暗电流电压值，设计了扇形形状的窄带滤光片，将安装窄带滤光片的调制盘等分为三个扇形区，得到了如图2的三扇形区结构调制盘：

图2 三扇形区调制盘

窄带滤光片的参数如下：中心波长分别为850nm和940nm[3]，带宽是10nm，截止深度是OD3。调制盘分为a，b，c三个扇形区。a，b扇形区分别放两个波段的窄带滤光片，c区是不透光区，用来实时测量传感器的暗电流电压。调制盘由光驱主轴电机带动，转速为20Hz，在调制盘转动的一个周期内，传感器能够测量到三个采样信号：a波段的能量电压值；b波段的能量电压值；传感器闭光时的暗电流电压值。

2.2 三扇形区精确定位设计

双波长测温法的难点在于在快速测量的情况下保证采样的精确性。本文采用的定位方法如下：

1-电动机 2-调制盘 3-光敏传感器

图3 电机调制盘结构

调制盘上的位置A装有磁铁，调制盘外部固定位置A’装有霍尔传感器，如图3，当调制盘位置A 转到位置A’时，霍尔传感器会感应产生一个脉冲信号。由于调制盘上的位置A和三个扇形区中心位置的几何关系是固定。假设调制盘的转动周期是T，那么位置A到三个扇形区中心的时间可表示为：

ka

a

T T

=?；kb

b

T T

=?；kc

c

T T

=?，式中ka kb kc

、、是三个固定参数，只与调制盘的几何位置有关。霍尔传感器的触发信号经过整形后接到定位单片机上，定位单片机进行定时延时，由I/O 口输出包含三个位置信息的采样触发信号。采样触发信号接到采样单片机的外部中断上，通过外部中断来触发进行采样。结构框图如图4：

SST89E58RD2SST89E58RD2

图4 双波长测量框图

采样的信号波形如下：

霍尔传感

器波形

定位单片

图5 采样信号波形图

通过以上分析，可以发现三扇形区调制盘的精确定位关键是稳定控制和精确测量调制盘转动周期T。本文设计了以下双重定位方法，保证了扇形区的精确采样定位：

（1）电机转速反馈控制电路，保持调制盘转速恒定；（2）单片机PCA功能捕获周期T，实时修正a T，b

T，

c

T。

2.2.1电机恒速控制电路设计

本文设计了电机转速闭环反馈控制回路，调制

’

盘电机驱动芯片输出转矩与芯片两引脚EC 和ECR 电压差|U ECR -U EC |的大小成正比，引脚FG 是电机的频率反馈，反馈控制架构如图6

图6 电机转速反馈控制架构

将电压设置为U EC

频压芯片 转换系数

参考电平

-

OUT

V

f

EC U -|

EC ECR U U

f EC

U -|

EC ECR U U 图7 电机匀速控制反馈过程

通过反馈控制的电机转速能够能够稳定在0.05Hz 之内，如图8。

频率/H Z

时间/S

图8 反馈控制下的电机频率

2.2.2 单片机周期捕获功能

精确定位的另一个保证是调制盘转动周期T 的

精确测量，利用测量到的周期值T 来修正延时值。PCA 全称可编程计数器阵列，是单片机内部集成的周期捕捉功能，能够准确地捕捉信号的周期[6]

。PCA 有专门的16位寄存器的定时/计数器，该定时/计数器可以用作比较/俘获模块的通用时基。PCA 的功能

寄存器配置如下：

CMOD = 0X00；（配置基时为单片机频率的1/12） CCAPM1 = 0X21；（使能PCA 模块1，上升沿捕获）

CH 和 CL 是PCA 定时器的高八位和低八位。由于使用的单片机是8位单片机，PCA 和定时器之间的换算要变成16位，非常麻烦，所以采用联合体结构来简化操作： union time_data { unsigned char time_data_char[2]；

unsigned int time_data_long ；}；

把霍尔传感器的脉冲信号接到单片机PCA 引脚CEX1上，如图4，单片机产生PCA 中断，中断

到来的时候PCA 计数器的CH 和CL 值会自动装载到CCAP1L 和CCAP1H 上，单片机同时记录下PCA 的溢出次数N ，假设前后两次PCA 中断时捕获到的定时器值分别为CT1和CT2，那么总的频率计数就是freq=CT2-CT1+65536?N 。PCA 中断处理程序如

下：

union time_data time_a ，time_b ，time_c ；//设定联合体变量

freq=CT2-CT1+65536?N ；//计算PCA 捕获频率 time_a.time_data_long =freq ?ka ；//计算扇区a 延时

time_b.time_data_long =freq ?kb ；//计算扇区b 延时

time_c.time_data_long =freq ?kc ；//计算扇区c 延时 time_order=0；//扇区位置标志位0-a ，1-b ，2-c TH0= time_a.time_data_char[0]；

TL0= time_a.time_data_char[1]；//a 延时装载到定时

器上

TF0 = 0；//清空定时器标志位

TR0 = 1；//启动定时器进行延时 定时器中断处理程序如下：

if(time_order == 0)//延时到扇区a 位置，装载扇区b 延时 {

TH0 = time_b.time_data_char[0]；

TL0 = time_b.time_data_char[1]； TF0 = 0； TR0 = 1； timer_order++；

}

else if(timer_order == 1) //延时到扇区b 位置，装载扇区c 延时 { TH0 = time_c.time_data_char[0]； TL0 = time_c.time_data_char[1]； TF0 = 0；

TR0 = 1； timer_order++； }

else if(timer_order == 2) //延时到扇区c 位置，关闭定时器，等待下次PCA 中断 { TF0 = 0； TR0 = 0；

}

通过PCA 跟踪，采样能够实时跟踪到a ，b ，c 三个扇区中心位置上，如图9

图9 三扇区信号和采样点的位置关系

2.4 暗电流修正算法

根据公式(3)，温度T 与双波长的能量比值是单

调的函数关系。传感器的光强能量输入和电压输出之间的关系在测量范围是线性的，所以光强能量比值R 等于电压比值，a b a b R M M V V ==。但是由于实际中传感器存在暗电流电压，在a 扇区中传

感器测量得到的电压值a V 实际是光强电压信号和

暗电流电压的叠加[7]，'

a a dark V V V =+，同理

'b b d a r k V V V =+，式中'a V ，'

b V 是实际的两个波长的

能量电压值。那么有

''a dark b dark

V V R V V +=+ (4)

暗电流电压的存在会对测量造成影响，特别是在微小信号的情况下。本文设计的三扇形区调制盘的c 区是不透光的，这个时候测量到的传感器信号是在没有光的情况下的暗电流电压dark V 。在a ，b 区测量到的信号是实际的光强能量电压值'

a V ，'

b

V 和暗电流电压漂移d a r k V 叠加之后的a V ，b V ，即

'a a dark V V V =+，'b b dark V V V =+。利用修正算法将

公式（4）变成

'

'

a dark a

b dark

b

V V V R V V V -==-

可得到实际的光强能量比值。通过实验证明修正之后的算法公式大大提高了测量的精度。从图10可以看出，修正之后的温度与比例值关系更加符合公式(3)的理论函数关系。

比值

温度/K

图10 暗电流电压修正前后的双波长比例误差

3实验测试与分析

在标准黑体炉上进行测试，实验得到的温度和电压比值对应关系如表一：

信号

采样位置

表一.双波长测温标定拟合数据

温度（K ） 波长1（mV ） 波长2（mV ） 比值R 1100 6541.0 11338.5 1.7334 1050 4042.5 7423.6 1.8364 1000 2422.0 4829.1 1.9334 950 1342.6 3034.5 2.2602 900 701.2 1745.7 2.4896 850 391.8 1010.2 2.5784 800 190.3 549.3 2.8865 750 88.5 279.1 3.1537 700

38.35

133.8

3.4889

注：波长1和波长2的值已经经过暗电流修正

根据公式（3）拟合得到a ，b 的值有

2454.3181ln () 1.2346

T R T =

+

利用拟合的测温函数测量1000K 的对象，测量得到的结果如图11，暗电流修正后的测量误差在0.5℃之内，修正之前的误差达到7℃。

温度/K

时间/S

图11 测量1000K 温度时暗电流修正前后的温度对比

4结束语

本文设计了基于单片机的双波长测温结构，利用反馈控制回路控制电机匀速转动，利用单片机的PCA 周期捕捉功能监测电机转速，修正采样位置，快速和准确地测量两个波段的红外辐射能量电压值和传感器暗电流电压值，采样频率能够达到20Hz ，满足了实时性要求。并在此基础上提出了实时监测暗电流电压的概念，利用监测到的暗电流电压进行了算法修正。最后的实验证明，拟合得到的双波长测温函数测量精度在1℃之内，修正后的测温算法大大提高了测量精度。

5致谢

感谢广东昭信半导体装备制造有限公司提供了很好的实验条件和平台，给本项目给予了非常大的支持。

参考文献

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红外测温方法的工作原理及测温..

红外测温方法的工作原理及测温仪 (北京化工大学信息科学与技术学院) 摘要：本文从黑体辐射原理出发分析了红外测温的工作原理，从发射率、距离系数、环境等几个方面，探讨和分析了测温误差的原因，以及基于红外测温技术的测温仪的简单的概述,并对红外测温仪的分类、性能、选择及应用简要的说明。 关键词：黑体辐射、红外测温仪、温度测量 Infrared Thermometer and the working principle of Infrared Temperature measurement (College of Science and Technology， Beijing University of Chemical Technology) Abstract: In this paper, the theory of infra-red temperature measurement was analyzed according to the principle of blackbody radiation. We discussed the main factors for measurement accuracy, such as reflectance, distance coefficient and environment.Based on infrared temperature measurement technology, we make a simple overview of infrared thermometer, and a brief description of its classification, performance, selection and application. Key words: Blackbody radiation; infrared thermometer; temperature measurement 0引言 在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0. 75～100μm的红外线.红外测温仪就是利用这一原理制作而成的,温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，特别是在化工、食品等行业生产过程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，因要与被测物质进行充分的热交换，需经过一定的时间后才能达到热平衡，存在着测温的延迟现象，故在连续生产质量检验中存在一定的使用局限。目前，红外温度仪因具有使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量等众多优点，正在逐步地得以推广应用。表1列出了常用的测温方法和特点，其中红外测温作为一种常用的测温技术显示出较明显的优势。 表1常用测温方法对比 测温方法温度传感器测温范围（°C）精度（%） 接触式热电偶-200～1800 0.2～1.0 热电阻-50～3000.1～0.5非接触式红外测温-50～33001其它示温材料-35～2000<1

红外测温方法的工作原理及测温(自己总结的)

红外测温方法的工作原理及测温仪 在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0. 75～100μm 的红外线.红外测温仪就是利用这一原理制作而成的,温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，特别是在化工、食品等行业生产过程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，因要与被测物质进行充分的热交换，需经过一定的时间后才能达到热平衡，存在着测温的延迟现象，故在连续生产质量检验中存在一定的使用局限。目前，红外温度仪因具有使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量等众多优点，正在逐步地得以推广应用。表1列出了常用的测温方法和特点，其中红外测温作为一种常用的测温技术显示出较明显的优势。 表1 常用测温方法对比 测温方法 温度传感器 测温范围（°C ） 精度（%） 接触式 热电偶 -200～1800 0.2～1.0 热电阻 -50～300 0.1～0.5 非接触式 红外测温 -50～3300 1 其它 示温材料 -35～2000 <1 1 红外测温仪的工作原理及特点 1.1 黑体辐射与红外测温原理 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。 黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1，其它的物质反射系数小于1，称为灰体。应该指出，自然界中并不存在真正的黑体，但是为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。 由于黑体的光谱辐射功率Pb(λΤ)与绝对温度Τ 之间满足普朗克定理： ()1 exp 251-= -T c c T P b λλλ （1） 其中，Pb(λΤ)—黑体的辐射出射度； λ—波长； T —绝对温度； c 1、c 2—辐射常数。

红外测温原理

红外线人体测温仪电路的设计 技术分类：测试与测量消费电子设计 | 2007-11-07 来源：现代电子技术 | 唐岳湘赵修良等 由于医学发展的需要，在很多情况下，一般的温度计已经满足不了快速而又准确的测温要求，例如车站和机场等的人口密度较大的地方进行人体温度测量。虽然现在国外这种测温的技术都比较成熟，但是国内这方面的技术还处于发展阶段。因此，为了适应医学发展的需要，有效地进行特殊环境下的温度测量，从而有力地控制和预防诸如非典之类的特殊疾病的传播，急需设计一种测温速度快，准确率高的测温仪。针对一般的工业用的红外测温仪的精确度不够高，我们根据这种红外线测温的原理，通过关键器件的选择、瞄准系统的设计以及温度补偿的自动调节来提高红外线测温仪的精确度，设计了一种用红外线测温电路，用于人员密集且流量大的场合进行快速的人体温度测量。 1 红外线测温的原理 自然界一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体，由于分子的热运动，都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波，其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合辐射定律。 组外辐射原理——辐射定律： 式中：E为辐射出射度，W／m3；σ为斯蒂芬—波尔兹曼常数，5.67×10-8W／(m2·K4)；ε为物体的辐射率；T为物体的温度，单位K；T0为物 体周围的环境温度，单位K。 测量出所发射的E，就可得出温度。 利用这个原理制成的温度测量仪表叫红外温度仪表。这种测量不需要与被测对象接触，因此属于非接触式测量。红外温度仪表测温范围很宽，从-50℃直至高于3 000℃。在不同的温度范围，对象发出的电磁波能量的波长分布不同，在常温(0～100℃)范围，能量主要集中在中红外和远红外波长。用于不同温度范围和用于不同测量对象的仪表，其具体的设计也不同。 根据式(1)的原理，仪表所测得的红外辐射为：

输电线路设备运检工作中红外测温技术的有效应用

输电线路设备运检工作中红外测温技术的有效应用 发表时间：2018-12-17T11:36:22.220Z 来源：《基层建设》2018年第29期作者：胡进孝[导读] 摘要：在电力市场规模逐渐扩大的背景下，线路状态的检修工作也开始深受人们的重视。国网甘肃省电力公司武威供电公司摘要：在电力市场规模逐渐扩大的背景下，线路状态的检修工作也开始深受人们的重视。只有做好线路的状态检修工作，才能够充分地保证输电线路的正常运行。目前，随着科学技术的飞速发展，在输电线路设备的检修方面，也开始引入了更多的新型技术，这些新型技术的使用，也在一定程度上消除了设备中的隐患，保证了输电线路设备的供电安全。在本文中，就针对于新型的红外测温技术进行了分 析，并探讨了其在输电线路设备运检工作中的应用情况。关键词：输电线路；运行维护；红外测温技术目前，人们的日常生活和生产对于电力的需要在不断增大，电力市场也在这样的背景下得到了非常广泛的发展，目前，随着电力设施的大面积设置，输电线路设备也经常发生故障问题，从而出现大规模停电的现象。因此，如何才能更好地进行输电线路设备运检工作，是大部分的电力企业都在考虑的问题。目前，在输电线路设备运检工作中，人们也开始引入先进的红外测温技术来进行。而这，也在一定程度上存在着预警和保护的作用。 一、关于红外测温技术的相关内容（一）原理 红外测温技术目前在输电线路设备的检测工作中经常可以用到，这是一种新型的技术，在检测过程中，一般是将检测的信号转化成电信号，之后再利用成像设备将电信号输出。一般来说，在电信号的输出过程中，还应该保证数据的准确性，并且将红外测温仪所扫描到的空间位置、温度等相关信息都借助于成像设备的屏幕显示出来，从而使得工作人员能够更加清晰地了解到热的分布情况。简单来说，红外测温技术就是通过感知输电设备的表面温度来判断热故障的。（二）优势 1、可以远距离地测量相关设备传统的输电线路设备温度的测量，一般都是采用直接接触的方式进行的。这种方式的危险系数非常高。但是若是采用红外测温技术，则可以在一定的范围内对输电线路设备进行远距离地测量，这种方式不仅能够达到测温的效果，也能够充分地保证工作人员的安全，危险性更低。 2、使用起来更加方便在实际的设备测温过程中，红外测温技术的使用只需要借助于红外测温仪便可以完成测温工作，也不需要借助于其他的辅助性设备。另外，这种仪器不仅携带起来非常方便，而且仅仅只需要对于设备进行扫描便可以得到想要的数据信息，使用起来非常方便。 3、功能更加齐全 相对于传统的测温方法来说，红外测温技术还增加了扫描仪和成像等先进的功能。在输电线路设备的运检工作中采用红外测温仪来测量温度，不仅能够使得测量结果更加直观，也能够保证测量结果的精确度。 二、关于红外测温技术针对输电线路设备故障的具体诊断方法（一）采用警戒温升法来进行诊断在输电线路设备温的检测当中，若是利用红外测温技术来进行检测，可以采用警戒温升法来进行。这种方法能够检测出输电线路的高温区域，也能够保证检测结果的准确性。在实际的运用过程中，相关的工作人员需要提前设置合理的预警参数。因此在输电线路设备的运行过程中，输电线路设备当中流过的电流大小是存在一定差异的。因此，为了能够准确地判断出输电线路设备的运行状态，工作人员需要提前做好对导线接头的检查，如果被检测的位置温度比预设的温度低，那么就说明设备的运行正常。在这里，需要注意的是，由于负荷电流或者是输电线路材料本身的原因而引起的异常发热的情况，输电线路设备的温度也会受到影响。因此，这种方法在这样的情况中并不适用。 （二）采用绝对温差法来进行诊断绝对温差法是红外测温技术针对于内部设备故障检测而设计的一种诊断方法。一般来说，在输电线路正常的运行中，红外测温的标准温度就是输电线路的工作温度，不能够超过70摄氏度，一旦超出，则表示线路已经出现故障问题。根据国家的相关规定可以得知，电气接触性能一般需要达到以下两点标准：其一，位于导线两点之间的导线电阻值应该小于同长度的导线电阻值。其二，应该保证连接位置的导线升温速度小于连续位置导线的升温速度。 三、关于红外测温仪技术在输电线路设备运检工作中的具体应用（一）提前做好准备工作在输电线路设备的运检工作中，借助于红外测温技术，就可以对正在运行的输电线路设备进行测温检查，从而在一定程度上保证设备运行能够具有安全性和可靠性。在借助于红外测温技术测量设备温度的过程中，应该提前了解到输电线路设备运行状态要求以及实际的运行状态，然后再借助在线监测系统来获知输电线路的实际运行信息，之后再制定出合理的设备测温方案。这样一来，就能够更加全面地掌握到输电线路以及设备的实际运行状态。而且，在测温的过程中，针对某些重点部位，还需要进行重点检测，从而在最大的程度上避免输电线路设备出现过热缺陷。（二）需要合理地使用相关仪器由于长期暴露在空气当中，容易受到空气中温度、湿度等各方面因素的影响，亦或者是因为设备本身的质量问题等，都会导致输电线路设备出现故障。在实际情况中，采用红外测温技术来对输电线路设备进行测量时，需要结合输电线路的实际情况进行处理，对其做好相关的安全等级诊断。另外，由于输电线路设备的故障原因有很多，所以针对红外测温仪器的选择和使用也需要根据实际情况来进行。一般来说，需要根据实际的情况来选择最合理的红外测温仪器，然后再选择最科学的环境参照体，控制好测试的距离，做好环境参数的补偿，从而保证检测结果的有效性和精准性。（三）做好检测记录

红外线测温仪原理及应用

红外线测温仪原理及应用 摘要：测量温度的方法有很多种，温度计大致可以分为接触式测温仪表和非接触式测温仪表两类。其中接触式的有我们熟悉的液体式温度计，热电偶式温度计和 热电阻式温度计等等。 关键词：红外线测温辐射光纤 众所周知，温度是供热，供燃气，通风及空调系统中最重要的参数之一。尤其在热工测量过程中，温度的精准程度往往是决定实验成败的关键。因此，一个精确度高的测温仪器在工程中是必不可少的。因此本文就温度测量工具中的红外线测温仪的原理及应用进行一些介绍。 一，红外测温的理论原理 在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在，就会不断的向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于0.75μm~100μm的红外线。他最大的特点是在给定的温度和波长下，物体发射的辐射能有一个最大值，这种物质称为黑体，并设定他的反射系数为1，其他的物质反射系数小于1，称为灰体，由于黑体的光谱辐射功率P(λＴ)与绝对温度T之间满足普朗克定。说明在绝对温度T下，波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为P(λＴ)。根据这个关系可以得到图1的关系曲线，从图中可以看出： （1)随着温度的升高，物体的辐射能量越强。这是红外辐射理论的出发点，也是单波段红外测温仪的设计依据。 （2)随着温度升高，辐射峰值向短波方向移动（向左)，并且满足维恩位移定理，峰值处的波长与绝对温度T成反比，虚线为处峰值连线。这个公式告诉我们为什么高温测温仪多工作在短波处，低温测温仪多工作在长波处。 （3)辐射能量随温度的变化率，短波处比长波处大，即短波处工作的测温仪相对信噪比高（灵敏度高），抗干扰性强，测温仪应尽量选择工作在峰值波长处，特别是低温小目标的情况下，这一点显得尤为重要。 二，红外线测温仪的原理

抽油机悬点运动分析

东北石油大学 力学技能训练 2015 年3月29日

东北石油大学力学技能训练任务书 课程力学技能训练 题目CYJ12-3.6-73HB游梁式抽油机悬点运动分析及其载荷分析 专业工程力学姓名董日治学号110403240128 主要内容、基本要求、主要参考资料等 将要进行的力学技能训练具体的内容、要求、参考资料如下： 1.主要内容： （1）深入学习和研究常规型游梁式抽油机悬点运动分析及其载荷分析方面理论知识。 （2）利用所学的计算机基础知识独立完成编写出计算机程序并且上机进行相应计算。 （3）对于计算结果进行比较分析，通过反复计算，得到正确的计算结果。 （4）对于计算结果进行详细分析，得到相应的正确结论。 2.基本要求： （1）独立思考，刻苦钻研，掌握理论研究方法和熟练计算机操作技巧； （2）绘制出正确的指定型号游梁式抽油机悬点运动曲线及理论示功图； （3）撰写一份规范的2万字左右的力学技能训练报告。 3.主要参考资料： （1）东北石油大学电化教学中心.采油工艺实习用光盘. 1999. （2）董世民.抽油机设计计算与计算机实现[M].石油工业出版社.1987：11-21. （3）万仁博，罗英俊.采油技术手册（第四分册）[M].石油工业出版社.1993:36-52. 完成期限2015.3.9-2015.3.29 教师负责人 专业负责人 2015 年 3 月 5 日

摘要 采油是石油工程中重要的组成部分它的重要性不亚于钻井，钻井把石油和地面连通了，而采油才是把石油送到了地面。而直接影响采油质量和进度的就是采油技术和设备。 随着抽油机制造技术的不断发展进步，自20世纪90年代后，陆续开发了不同形式的以节能为目的的抽油机，节能抽油机仍然属于普通式游梁式抽油机结构。抽油机是抽油机—深井泵抽油系统中的主要地面设备。游梁式抽油机主要由游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备、辅助设备等四大部份组成。工作时，动力机将高速旋转动动通过皮带和减速箱传给曲柄轴，带动曲柄轴做低速旋转运动，曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下往摆动，挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆作上下往复动动。 掌握抽油机悬点的运动规律（悬点的位移、速度和加速度）是研究抽油装置动力学、确定抽油装置的基本参数及运行抽油装置设计的基础，因此本文运用了三种方法分析了悬点的运动规律，即简化为简谐运动时悬点的运动规律，简化为曲柄滑块机构时悬点的运动规律，还有悬点运动规律的精确分析。 关键词：采油计算，采油设备，载荷计算

红外测温仪开题报告

毕业设计（论文）开题报告表 学生姓名学号090201042 所在学院信息学院专业、班级 指导教师指导教师单位 指导教师指导教师单位 毕业论文题目基于单片机红外测温仪的设计 开题报告内容 选题依据（选题经过，国内、国外研究现状，初步设想及突破点等）红外测温仪在工业领域广泛应用，但由于医用红外测温仪的特殊要求。1989 年以来，热释电耳道式测温仪才成功的用于体温测量，1991 年以后该产品已遍及欧美市场。我国在这方面的起步较晚。 2003 年，由中科院物理研究所王树铎教授研制的“非接触、口腔式红外线电子体温仪”才获得专利授权。在此之前，完全不与人体接触、又满足医疗测量精度要求的体温计还没有面世。 随着医疗技术的快速发展，人们对非接触、快速有效测温技术的需求越来越大，传统的接触式人体测温仪已经不能满足现代医用领域的测温需求。红外测温仪具有安全、可靠、非接触、快速、准确、方便、寿命长等方面不可替代的优势，已被越来越多的医疗行业认识和接受。 2003 年我国遭受非典型肺炎传染性疾病(SARS)，2009 年全球甲型H1N1 流感的肆虐，这些事件的发生，使人们越来越注重公共卫生安全。非接触、高精度医用红外测温仪的研究，对于公共场合、大流量人群的快速检测具有重要的意义，它不仅具有巨大的商业价值，而且具有重大的社会价值。本次设计初步设想是设计一种基于51 单片机的热释电红外测温仪。它以黑体辐射定律作为理论基础，是光学理论和微电子学综合发展的产物。红外信号经过光学系统聚焦在热释电探测器上并转变为相应的电信号，此信号经过放大、滤波、A/D 转换，再送到单片机中进行数据的处理、补偿，最后送到液晶显示单元显示。红外测温仪是一种将红外技术与微电子技术结合起来的一种新型测温仪器，它通过将被测物表面发射的红外波段辐射能量通过光学系统汇聚到红外探测器件上，使其产生一个电压信号，该信号经过放大、滤波、模/数转换后送到微控制器中进行温度补偿与数据处理，最后将目标温度值以数字形式显示在显示屏上。

红外测温技术在输电线路中的应用

红外测温技术在输电线路中的应用 发表时间：2017-08-02T11:30:48.500Z 来源：《电力设备》2017年第9期作者：陆俊杰 [导读] 摘要：红外测温技术具有高效、快速、安全等优点，其在输电线路运维中的应用有助于尽早发现及处理输电设备存在的发热缺陷（国网江苏省电力公司检修分公司 213100） 摘要：红外测温技术具有高效、快速、安全等优点，其在输电线路运维中的应用有助于尽早发现及处理输电设备存在的发热缺陷，从而保证输电线路的安全可靠运行。在本案，笔者结合实践经验，探讨红外测温技术在输电线路中的应用。 关键词：红外测温；输电线路；发热缺陷 引言 在电力系统中，输电线路占有十分重要的地位，且其运行状态直接影响了电力系统运行的质量。但分析发现，我国输电线路近年来发生的故障主要由设备发热缺陷所致。发热缺陷通常分为内、外部发热缺陷，其中内部发热是电气回路在密封环境下发生的故障；外部发热是接头在裸露环境下因压接性能不强而出现瞬间温升过高。对于输电线路设备发热缺陷，常用红外测温技术加以解决。下面，笔者首先介绍红外测温技术，然后再进一步探讨其在输电线路中的应用。 一、红外测温技术 红外线是一种电磁波，其波长0.78-1000μm，通常是指温度在-273℃以上的物体向周围空间不断自发的红外辐射能量。红外成像设备依据物体表面温度场，并通过探测表面的红外线辐射，以测定物体的温度。在输电线路设备中，通过探测表面红外辐射信号，分析设备的发热状态，从而判定发热缺陷的位置、属性及严重性等。通过与接触式测温技术比较发现，红外测温技术具有下列优势：一是可远距离测温，且响应速度快；二是适合测量若干种物体，如高温物体、高压物体、带电物体及高速运动物体等；三是测量结果不受物体温度的影响，从而保证了测量精度。对于输电线路设备的发热缺陷，且从发热原理上包括电流、电压致热两种情况。其中，电流致热是指接头位置的接触电阻比导线电阻大，继而引起发热，其中发热程度与电流大小有关；电压致热的主因是泄露电流的影响，且发热点在设备中，其中发热程度与风速、湿度等有关，则建议在湿度较大的环境下进行检测。 二、红外测温检测技术的应用 在输电设备发生发热缺陷时，红外测温检测技术对缺陷的诊断方法包括： （一）表面温度判定法 表面温度判定法是按设备表面温度测值，并综合考虑环境因素、负荷大小、设备温度及温升允许限值等，以判定设备是否存在发热缺陷。据此，表面温度判定法的实用性强，且具有直观、简单的特点。但在输电线路检测中，常因条件受限而难以对检测设备四周的风速、环境温度及测距等参数进行准确测定，且线路检测常选取附近地面的风速、环境温度等参数及目测估计测距，因此测得的输电线路设备温升不准，继而影响到发热缺陷的准确判定。 （二）相对温升判断法 相对温升判断法是先选取2台安装点、表面状况、环境温度及型号（基本）相同的设备，再根据对应2个测点的温差及与发热点温升的百分比，判定设备是否存在发热缺陷，具体可用下列公式表达： 其中， -发热点的温升； -发热点的温度； -对应点的温升； -对应点的温度； -环境参照物的温度。相对温升判断法选取的出发点是引起发热的内因，因此对控制太阳辐射引起的附加温升、克服负荷电流与环境因素等的干扰具有重要作用，从而保证了测量结果的精度。依据《带电设备红外诊断技术应用导则》，可按下列标准划分输电线路发热缺陷的等级：在 ≥95%时，属于紧急缺陷；在80%≤ ＜95%时，属于重大缺陷；35%≤ ＜80%时，属于一般缺陷。 （三）同类比较法 在同类比较法应用中，选用的是同类设备。其中，同类设备是型号、环境及工作状态等接近的设备，具体比较其对应部位的温度，注意需要排除同类设备同时发生发热故障的情况。在输电线路红外测温中，运用同类比较法可快速测定输电线路设备存在的发热缺陷。通常情况下，同类比较法需与其他方法结合使用，以实现精确诊断。 （四）热图谱分析法 热图谱分析法是一种有效、精密的诊断方法，即按同类设备在正常状态下与运行状态下的热图谱，判定其是否正常发热。通常而言，热图谱分析法用来详细分析发热缺陷得以确诊的设备，且在电压致热的设备诊断中最常用。 三、输电线路设备发热缺陷的成因 运用红外测温技术发现，输电线路设备发生发热缺陷的原因包括施工质量差（约占50%）、设备质量缺陷、金件氧化腐蚀及连接松动等，具体表现如下： （一）施工质量差 在输电线路施工中，倘若施工质量控制不严，便会在运行中埋下质量隐患，比如：在施工时，损坏导线等；在安装线夹时，未按要求紧固螺丝或缺少弹簧垫圈，致使螺丝在气温骤变时松动；在旧导线上安装线夹时，未清刷处理及涂抹电力复合脂，导致连接不严密，继而引起接触点发生氧化腐蚀；导线与线夹不配套。 （二）设备质量缺陷 对于合成绝缘子、避雷器等输电线路设备，其在长期运行中容易发生材料老化、密封性低下及受潮劣化等质量缺陷，继而影响电位的均匀分布及使设备产生发热缺陷。 （三）金属氧化腐蚀 输电线路设备裸露在野外环境中，长期受到灰尘、粉尘、日晒及雨淋等的影响，尤其是在一些工业发达的城市，工业废气、汽车尾气及酸雨等污染严重，极易引起接触、驳接处金件严重氧化或锈蚀，从而导致接触电阻增大几十倍及导致设备发生发热缺陷。（四）连接松动 输电线路运行在野外环境中，长期受到阵风、微风等的影响，因此连接点的螺丝容易松动，或出现接触不良现象。 四、讨论

红外线测温仪用法整理

1 红外测温仪的工作原理及特点 1.1 黑体辐射与红外测温原理 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。 黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1，其它的物质反射系数小于1，称为灰体。应该指出，自然界中并不存在真正的黑体，但是为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。 由于黑体的光谱辐射功率Pb(λΤ)与绝对温度Τ 之间满足普朗克定理： ()1exp 2 51-=-T c c T P b λλλ （1） 其中，Pb(λΤ)—黑体的辐射出射度； λ—波长； T —绝对温度； c1、c2—辐射常数。

式（1）说明在绝对温度Τ 下，波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为Pb(λΤ)。根据这个 图1 黑体辐射的光谱分析 从图1中可以看出： (1)随着温度的升高，物体的辐射能量越强。这是红外辐射理论的出发点，也是单波段红外测温仪的设计依据。 (2)随着温度升高，辐射峰值向短波方向移动(向左)，并满足维恩位移定理T *λm = 2897.8 μm *K ，峰值处的波长λm 与绝对温度Τ 成反比，虚线为λm 处峰值连线。这个公式告诉我们为什么高温测温仪多工作在短波处，低温测温仪多工作在长波处。 (3)辐射能量随温度的变化率，短波处比长波处大，即短波处工作的测温仪相对信噪比高(灵敏度高)，抗干扰性强，测温仪应尽量选择工作在峰值波长处，特别是低温小目标的情况下，这一点显得尤为重要。 根据斯特藩—玻耳兹曼定理黑体的辐出度 Pb(Τ)与温度Τ 的四次方成正比， 即： ()4 T T P b σ= (2) 式中，Pb(T)—温度为T 时，单位时间从黑体单位面积上辐射出的总辐射能，称为总辐射

抽油机设计

摘要 抽油机是将石油从地下开采到地上的采油设备，它的产生和使用由来已久，已有百年历史。其中应用最早、普及最广的是游梁式抽油机，早在130年前就诞生了。常规游梁式抽油机具有结构简单、容易制造、可靠性高、耐久性好、维修方便、适应现场工况等优点，在采油机械中占有举足轻重的地位，在今后相当长的一段时间内仍是油田首选的采油设备。但是由于常规游梁式抽油机本身的结构特征，决定了其具有平衡效果差，曲柄轴净扭矩波动大，存在负扭矩、工作效率低和能耗大等缺点。本文主要是针对一种节能效果较好的双驴头抽油机进行设计。双驴头抽油机是将常规游梁式抽油机的游梁后臂加装后驴头, 用驱动绳来代替连杆的硬连接, 以满足变力臂的工作要求。这种抽油机节能效果较好, 是目前除常规机外发展最迅速的机型，应为油田新井投产首选机型。 关键词：抽油机；双驴头；节能效果

Abstract Pumping units is the production of oil from the ground to the ground equipment, generation and use of it for a long time, has a history. Is one of the earliest and most widely popular of beam-pumping unit, was born as early as 130 years ago. Conventional beam pumping unit with a simple structure, easy to manufacture, high reliability, durability, easy maintenance, adapt to the conditions and so on, play a vital role in the production machinery, quite a long time in the future is still the preferred oil production in oil field equipment. But due to the structural characteristics of conventional beam pumping unit itself, determines that they have poor balance, net torque fluctuation of crank shaft, torque, efficiency, low energy consumption and other disadvantages. This article is intended for a better design of dual Horsehead pumping unit energy saving effect. It will beam of conventional beam pumping unit rear arm fitted horse head, by driving rope to replace the hard-link connection, to meet the requirements of arm. This energy-saving pumping unit works well, is at present apart from the General model of the fastest. This system efficiency and power saving rate for energy saving effect evaluation indicators, undertake a study on energy saving effect of double horse head, results showed that average power saving rate of 13 per cent of dual Horsehead pumping unit. 53%, energy-saving effect is good, for the production of a new oil well preferred models. Keywords: pumping unit；double horse head；energy saving effect

红外线测温仪的使用方法

引用红外线测温仪的使用方法 lao wu tong 的红外线测温仪的使用方法 红外线测温仪的理论原理和应用 摘要：测量温度的方法有很多种，温度计大致可以分为接触式测温仪表和非接触式测温仪表两类。其中接触式的有我们熟悉的液体式温度计，热电偶式温度计和热电阻式温度计等等。 关键词：红外线测温辐射光纤 众所周知，温度是供热，供燃气，通风及空调系统中最重要的参数之一。尤其在热工测量过程中，温度的精准程度往往是决定实验成败的关键。因此，一个精确度高的测温仪器在工程中是必不可少的。因此本文就温度测量工具中的红外线测温仪的原理及应用进行一些 介绍。 一，红外测温的理论原理 在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在，就会不断的向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于 0.75μm~100μm的红外线。他最大的特点是在给定的温度和波长下，物体发射的辐射能有一个最大值，这种物质称为黑体，并设定他的反射系数为1，其他的物质反射系数小于1，称为灰体，由于黑体的光

谱辐射功率P(λＴ)与绝对温度T之间满足普朗克定。说明在绝对温 度T下，波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为P(λＴ)。根据这个 关系可以得到图1的关系曲线，从图中可以看出： （1)随着温度的升高，物体的辐射能量越强。这是红外辐射理论的出发点，也是单波段红外测温仪的设计依据。 （2)随着温度升高，辐射峰值向短波方向移动（向左)，并且满足维恩位移定理，峰值处的波长与绝对温度T成反比，虚线为处峰值连线。这个公式告诉我们为什么高温测温仪多工作在短波处，低温测温仪多工作在长波处。 （3)辐射能量随温度的变化率，短波处比长波处大，即短波处工作的测温仪相对信噪比高（灵敏度高），抗干扰性强，测温仪应尽量选择工作在峰值波长处，特别是低温小目标的情况下，这一点显得尤为重要。 二，红外线测温仪的原理 红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。被测物体和反馈源的辐射线经调制器调制后输入到红外检测器。两信号的差值经反放大器放大并控制反馈源的温度，使反馈源的光谱辐射亮度和物体的光谱辐射亮度一样。显示器指出被测物体的亮度温度 三，红外线测温仪的性能指标及作用

测温仪原理

红外测温原理简介 红外测温仪分类 红外测温仪通过物体发出的红外辐射能量大小来确定物体的温度。理论上讲，任何高于绝对零度的物体都能发出红外辐射能量。红外测温仪按测量波长的多少可分为单色测温仪、双色测温仪、多色测温仪。 单色红外测温仪原理 目前市场上的单色测温仪，多为窄波段测温仪。它的测温原理是通过物体某一狭窄波长范围内发生的辐射能量，来决定温度的大小。测温仪测量的是一个区域内的平均温度，测量值受发射率、镜头的污染以及背景辐射的影响。 物体发出辐射能量的大小与发射率有一定关系。发射率越大，物体发出的红外线能量越大。物体的发射率与物体表面的状态有一定关系，表面的粗糙度、亮暗程度、不同材质都会影响发射率。所以在使用单色测温仪时，常会有一张不同材质的发射率表。 （2）双色测温仪原理 不同大气窗口下，选用的探测器类型 窗口1 Si （硅） 窗口2 Ge （锗）InGaAs （铟镓砷） 窗口3 PbS(硫化铅) ExInGaAs （扩展型铟镓砷） 窗口4 PbSe(硒化铅) Thermopile （热电堆） 窗口5 Thermopile （热电堆） 窗口6 发射率变化、镜头的污染以及背景辐射的影响，与波长的选择有关系。选择特殊波长范围 的测温仪，能够使单色测温仪尽量克服传输介质的干扰。比如水蒸汽、各种气体等其它物质的影响。选择短波长测温，可以使红外测温仪受发射率的影响降到最低。长波长测温仪通常用来测量 低于200℃的目标或特殊介质的测量。

双色红外测温原理 比色测温仪又称双色测温仪。它是利用邻近通道两个波段红外辐射能量的比值来决定温度的大小。比值与温度的关系是线性的，这是由探测器的性能决定的。 双色测温仪能够消除水汽、灰尘、检测目标大小变化、部分被遮挡、发射率变化等的影响，双色测温仪测量绝大数灰体材料时不需要修正双色系数，双色测温仪测量一个区域内最高温度的平均值。 思捷光电的双色红外测温仪可以克服严重水汽、灰尘、检测目标大小变化、部分被遮挡、发射率变化等的影响，即使检测信号衰减95%，也不会对测温结果有任何影响。软、硬件设计适用于一百万倍信号动态范围的可靠检测，满足用户对仪器的精度和分辨率等要求。 双色测温仪与单色测温仪比较的优势 双色测温不会随物体表面的状态而变化（表面粗糙度不一样、或表面的化学状态不一样），不会影响测温的准确性，而单色测温仪就会有影响。

输电线路设备运行检修中的红外测温技术

输电线路设备运行检修中的红外测温技术 摘要：输电线路覆盖区域广阔,线路输电距离长且有的重要通道密集布置多回线路,沿途气象、地理环境复杂,在极端气候条件下线路跳闸对电网的运行安全可能 产生严重的影响。输电线路的状态检修是保证电力系统安全、稳定运行的要点， 输电线路状态的检修工作直接影响线路设备的稳定运行。但在实际检修过程中存 在一些问题，主要表现在电力输送过程中, 严重影响电力企业的发展。因此，应 该加强我国电力企业输电线路设备运行检测，及时发现并消除线路缺陷隐患，才 能保证输电线路安全，提高输电效率。红外测温技术在输电线路运行检测中的应 用可有效地缓解这一问题。本文主要对输电线路设备运行检修过程中红外测温技 术的应用进行分析。 关键词：红外测温技术；输电线路；设备运行检修 输电线路在电力系统运行体系中具有重要职责，不仅需要保证良好的输电质量，还需要保证电力系统安全运行。通过相关调查显示，我国多数地方曾出现输 电线路设备运行故障，引发一系列的安全问题。所以，应该积极加强对输电线路 的检测，才能有效避免相关安全问题的出现。红外测温技术在输电线路检测过程中，具有不停电、不接触等优点，并且具有良好检测效果。 1 红外测温技术的概述 1.1 红外测温技术的原理 红外的测温原理是指温度超出绝对的 0℃的物体，向周围发出红外线的辐射 能量，并且因为红外线的波长与物体所散发出来的温度大致相同，因此通过红外 线的波长长度来准确的测出物体的实际的表面的温度，这就是红外线测温的原理，通过红外线进行测温，能够有效的测出一切物体的你凹面温度，这就是红外线在 测温的时候所要依据的外部环境。 1.2 红外测温技术的工作方式分析 在实际红外测温技术工作过程中,首先要采用红外探测设备将相关物体的辐射 功率信号转化为电信号,然后采用配套成像设备将转换后的电信号进行输出,在实 际输出过程中要保证信号的准确性。输出完成以后，相关工作人员将扫描对象的 空间位置和模拟对象的表面温度投射到屏幕上,然后就能得到检测对象热像图和热 量分布情况。将红外测温仪技术应用于实践中,首先要对物体表面温度进行测量， 然后根据其温度进行故障判断。 1.3 红外测温技术的优势分析 红外测温技术和传统检测技术相比具有许多优点，存在巨大优势。在实际工 作过程中，红外测温技术可以不接触被测量对象，并且检测距离很远,反应速度很快。红外测温技术还可以对多个对象进行测量，例如：高压带电物体、高速运转 的物体、高温物体以及其他不容易接触的对象。红外测温技术的测量结果不会受 到物体温度的影响,能够保证测量结果的准确性。 2 输电线路设备中存在的问题分析 2.1 雷击故障 在输电设备运行过程中，容易受到自然现象的影响，如果输电设备受到雷击，就会出现跳闸故障，不同地区存在天气差异，在一些较为恶劣的天气下，不及时 采取防范措施，输电设备容易遭受雷击，引发跳闸，造成供电中断。这类故障一 方面是由于输电线路设计时，相关工作人员没有根据实际情况进行差异化设计， 未加强耐雷水平；另一方面，在输电设备检测以及维护过程中，相关工作人员没

抽油机大修理技术规范

Q/SY TH 0486-2013 ICS 中国石油天然气股份有限公司企业标准 抽油机大修理技术规范 发布Q/SY

Q/SY TH 0486-2013 目次 前言................................................................................. II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 3.1 三座 (1) 3.2 三大轴承总成 (1) 4 大修理条件及适用机型 (1) 4.1 大修理条件 (1) 4.2 适用机型 (2) 5 大修理技术要求 (2) 5.1 一般要求 (2) 5.2 结构件大修理技术要求 (2) 5.3 减速器大修理 (8) 5.4 其他部件大修理技术要求 (9) 5.5 总机装配及检测要求 (9) 5.6 喷涂及出厂技术文件 (11) 6 大修理组织及实施 (11) 7 最终验收 (11) 附录A（规范性附录）抽油机大修理项目检测表 (14) 附录B（规范性附录）抽油机大修理记录表 (17) 附录C（规范性附录）抽油机部件大修理验收记录表 (20) 附录D（规范性附录）抽油机出厂空载检测记录表 (21) 附录E（规范性附录）大修理抽油机现场验收记录表 (22) 附录F（规范性附录）抽油机易损件更换清单（单机） (23)

Q/SY TH 0486-2013 前言 本标准按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准由中国石油天然气股份有限公司吐哈油田公司标准化技术委员会提出。 本标准由中国石油天然气股份有限公司吐哈油田公司质量安全环保处归口。 本标准起草单位：中国石油天然气股份有限公司吐哈油田公司机械厂。 本标准主要起草人：颜丙山、王宝阳、罗冰、李东海、杨卫星、邓兴平。

国内外抽油机发展现状及其评价

国内外抽油机发展现状及其评价 抽油机-抽油杆-抽油泵(简称三抽设备)是机械采油的重要设备.据统计,我国的机械采油设备采油井占总井数的900/0,其中三抽设备占油井总数的800/0 所采产量占总产量的750/0。 美国的机械采油设备采油井占总井数的950/0，其中三抽设备占油井总数的850/0，所采产量占总产量的700/0。 随着油田开发的深入，三抽设备在采油设备中所占的分额还要继续总加。因此，三抽设备的技术水平和制造质量直接关系到油田的产量和经济效益。国内外对抽油机的研究从未间断。新的传动原理、设计方案和新的机型不断出现。 国外，以美国为代表的石油设备生产国，抽油机生产制造研究逐步向几个大公司靠拢.研究主流主要向技术统一化、生产模块化、产品系列化和标准化方向发展。新型抽油机出现较少。 我国，抽油机生产厂家众多，生产能力严重过剩。促使抽油机生产企业为提高技术含量、开发新产品而增加投入。使抽油机的研究力量不断增强，抽油机的研究成果不断涌现。主要研究方向是： 1．提高冲程，降低冲次； 2．节能抽油机； 3．自动化和智能化。 一．游梁式抽油机 1．常规型游梁式抽油机。如图1 所示。

1）载荷特点。 2）减速器载荷力矩特点 3）曲柄平衡力矩特点； 4）电机负荷扭矩特点； 5）优缺点； 6）国内外发展状况。 2．新型游梁式抽油机 1)双驴头抽油机。如图所示。 由华北石油管理局第一石油机械厂1993年首先开发成功，目前已形成6-10型、冲程2.5~6m全系列机型。有3000余台在华北、大港、胜利、大庆等14个油区工作，国内有华北一机厂、胜利总机厂等六个厂家生产。是1993年以来应用最多的新型抽油机。 双驴头抽油机主要特点是：（参考图3）将常规游梁式抽油机 连杆与游梁之间的铰链连接改 成后驴头与钢丝绳的柔性连接 组成变参数的四杆机构，这样可 以克服刚性铰接四杆机构，游梁 摆角较大时，传动角小、运动性 能、动力性能变坏的缺点。实现 较大摆角（大于700），减小抽 油机尺寸和重量。同时，由于游 梁后臂的长度是变化的。通过这种变化，使传动性能与悬点载荷