【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 波長(zhǎng) ～ 3 ， 中紅外 ， 波長(zhǎng) 3～ 6 ， 遠(yuǎn)紅外 ， 波長(zhǎng) 6～ 15 ， 超遠(yuǎn)紅外 ，波長(zhǎng) 15～ 1000 。 m?m?m?m? 紅外測(cè)溫的儀器很多，就其主要工作原理可分為三種： 紅外測(cè)溫儀、紅外熱象儀和紅外熱電視。 紅外測(cè)溫的工作原理是：被測(cè)物體發(fā)出的紅外線 ， 通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)聚集后 ， 入射到紅外探測(cè)器上 。 在紅外輻射的作用下 ， 探測(cè)器產(chǎn)生一個(gè)正比于輻射能量的電信號(hào) ， 由放大器放大和 A/D轉(zhuǎn)換后 ， 在數(shù)字顯示器上顯示溫度值 。 紅外探測(cè)器 是紅外檢測(cè)系統(tǒng)中最關(guān)鍵、最重要的部分，它把所接收的紅外輻射變換成易于測(cè)量的電量。 光學(xué)系統(tǒng)調(diào)制系統(tǒng)放大器記錄顯示被測(cè)物體紅外探測(cè)器圖 432紅外測(cè)溫儀的組成 2. 紅外熱象儀 紅外熱象儀是利用紅外成象技術(shù) ， 將被測(cè)物體的熱圖象顯示到視頻顯示器屏幕上的裝置 。 這種裝置自問(wèn)世以來(lái) ， 隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn) ， 得到迅猛的發(fā)展 。 現(xiàn)在紅外熱象儀種類較多 ， 其中應(yīng)用較多的是光機(jī)掃描熱象儀 。 光學(xué)系統(tǒng)探測(cè)器在物體空間投影水平掃描器物體空間現(xiàn)場(chǎng)垂直掃描器探測(cè)器視頻顯示信號(hào)處理器圖 435 紅外熱成像示意圖 3. 紅外熱電視 紅外熱電視又稱為熱釋電攝象管成象裝置。 它 與光機(jī)掃描不同之處在于 , 前者是機(jī)械掃描 , 后者為 電子掃描 。和 電視機(jī)工作原理 相似 , 它由 成象鏡頭 , 熱釋電攝象管 、 攝象機(jī)電路、顯示器和溫度標(biāo)定電路 組成。其中關(guān)鍵元件是攝象管。 圖 436 熱釋電攝象管 結(jié)構(gòu)示意圖 1熱成象鏡頭 2熱釋電效應(yīng)靶 3聚焦和掃描線圈 紅外測(cè)溫的特點(diǎn) 紅外測(cè)溫有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 這一特點(diǎn)使得遠(yuǎn)距離 、 高速運(yùn)動(dòng)或帶電的目標(biāo)其溫度測(cè)量變得方便 ， 而且不影響被測(cè)目標(biāo)的溫度分布 。 輻射是次光速傳播的，紅外測(cè)溫取決于測(cè)溫儀表的響應(yīng)時(shí)間，一般比依靠熱平衡原理測(cè)溫的儀器響應(yīng)時(shí)間短兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，可用于實(shí)時(shí)顯示 。 只要目標(biāo)有微小的溫度差就能分辨出來(lái) ， 一般紅外測(cè)溫儀都具有 ℃ 的溫度分辨率和毫米級(jí)的空間分辨率 。 根據(jù)不同要求，可以選擇不同類型的儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)幾十度到上千度的溫度測(cè)量。 紅外診斷的應(yīng)用 紅外監(jiān)測(cè)技術(shù)最早是在軍事應(yīng)用中發(fā)展起來(lái)的 利用紅外測(cè)溫技術(shù)制成了 “ 熱軸探測(cè)儀 ” ， 儀器安放在車站外兩側(cè) ， 當(dāng)火車通過(guò)時(shí) ， 探測(cè)器逐個(gè)測(cè)出各個(gè)車軸箱的溫度 ，并把探測(cè)器輸出的每一脈沖 (軸箱溫度的函數(shù) )輸送到站內(nèi)檢測(cè)室 ， 根據(jù)脈沖高低就可判斷軸箱發(fā)熱情況及熱軸位置 ， 以便采取措施 。 目前 ， 全國(guó)鐵路 90%的列檢所安裝了軸溫紅外探測(cè)儀 ， 其準(zhǔn)確率高達(dá) 99%。 4. 檢查焊接質(zhì)量 在電器設(shè)備中 ， 特別是在 高壓輸變線路 中 ， 常會(huì)出現(xiàn) 隔離刀閘 接點(diǎn)發(fā)熱 、 高壓斷路器 引線接點(diǎn)發(fā)熱 、 電纜接頭 發(fā)熱等等 ， 這些都是故障點(diǎn) 。 檢查人員可以用紅外測(cè)溫儀 或 紅外熱象儀 將這些故障點(diǎn)很方便地檢測(cè)出來(lái) ， 以便及時(shí)采取措施 ， 避免了事故的發(fā)生 。 潤(rùn)滑油樣分析技術(shù) 油樣光譜分析 ， 就是利用油樣中所含金屬元素原子的光學(xué)電子在原子內(nèi)能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的特征譜線來(lái)檢測(cè)該種元素的存在與否 ， 而特征譜線的強(qiáng)度則與該種金屬元素的含量多少有關(guān) ， 這樣 ， 通過(guò)光譜分析 ， 就能檢測(cè)出油樣中所含金屬元素的種類及其濃度 ， 以此推斷產(chǎn)生這些元素的磨損發(fā)生部位及其嚴(yán)重程度 ， 并依此對(duì)相應(yīng)零部件的工況作出判斷 。 圖 437 原子發(fā)射光譜分析法 1一激發(fā)電源 。 2一回轉(zhuǎn)石墨盤 。 3一油樣 。 4一入口縫隙 。 5一光柵 。 6一特征光譜 。 7一焦點(diǎn)曲線 。8一出口縫隙 。 9一光電探測(cè)器 。 10一信號(hào)積分器 。 11一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 。 12一打印機(jī) 在光譜分析的應(yīng)用中 ， 根據(jù)光譜分析儀激發(fā)表征輻射光譜方法的不同 ， 主要有 原子 發(fā)射 光譜 和 原子 吸收 光譜 兩種方法 ， 因發(fā)射光譜法的設(shè)備昂貴 ， 故目前應(yīng)用不如吸收光譜法普遍 。 發(fā)射光譜是以 15kV高壓產(chǎn)生的電火花直接激發(fā)油液中的金屬元素，使之發(fā)射出供進(jìn)行光譜分析的表征輻射，此輻射經(jīng)過(guò) 光柵或棱鏡分光系統(tǒng) 進(jìn)行分光后，便形成了所含元素各自的特征光譜，并按 波長(zhǎng)順序在聚焦處排列 ，通過(guò)各自的 光電探測(cè)器 在聚焦處對(duì)其特征光譜能量的接收和放大。 原子吸收光譜分析 ， 又稱 原子吸收分光光度分析法 , 簡(jiǎn)稱 原子吸收分析 。 其基本根據(jù)是：給一束特定的入射光投射至被測(cè)元素的基態(tài)原子蒸氣 ， 部分入射光將被蒸氣吸收 。 未吸收部分的光則透射過(guò)去 。 若被測(cè)元素原子蒸氣濃度愈大 ， 對(duì)光的吸收量就越多 ， 其透射部分也就愈小 。 于是根據(jù)樣品中 被測(cè)元素濃度N、 入射光強(qiáng)及透射光強(qiáng) 三者之間存在一定關(guān)系 ， 并把它與被測(cè)元素已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)光的吸收作比較 ， 就可以求得試樣中被測(cè)元素的含量 。 利用原子吸收的光譜波長(zhǎng)可確定油液中各種金屬元素 。 分析中幾種常見(jiàn)金屬的典型波長(zhǎng)見(jiàn)表 44。 oII 圖 438 原子吸收分析裝置示意圖 1空心陰極燈 2火焰 3分析油液 4凸透鏡 5分光系統(tǒng) 6光電倍增管 7檢波放大器 8讀數(shù)記錄系統(tǒng) 9調(diào)制電源 10霧化器 11光電倍增管電源 12空氣和助燃?xì)? 13排廢管 1. 光源 原子吸收所使用的銳線光源主要由 空心陰極燈 供給 。 它是由被測(cè)元素的 純金屬 做成的一個(gè)空心陰極 ， 低壓密封在一個(gè)圓柱形的玻璃筒內(nèi) ， 其中充有約 2mm汞柱的惰性氣體 (一般為 氖或氬)。 當(dāng)供給它適應(yīng)的電流時(shí) ， 就可產(chǎn)生為原子吸收分析所需要的銳線光源 。 2． 原子化系統(tǒng) 原子化系統(tǒng)的作用是將測(cè)試祥品中的被測(cè)元素轉(zhuǎn)變?yōu)?不化合、 不激發(fā) 、 不電離 、 不締合 的自由基態(tài)原子 。 為達(dá)到原子化的目的 ， 最常用的有火焰原子化系統(tǒng)及非火焰原子化系統(tǒng)兩大類。 火焰原子化系統(tǒng)包括噴霧器及燃燒器兩部分 。 3． 分光系統(tǒng) 將非吸收線分離掉，使它不被接收器接收和放大，這可以由棱鏡或光柵來(lái)完成。 4． 接收放大系統(tǒng) 接收放大系統(tǒng)主要由 接收器 —— 光電倍增管 及 檢波放大器兩部分組成 。 光電倍增管的作用是在接收的同時(shí) ， 將測(cè)定的特定接收線由 光信號(hào) 轉(zhuǎn)變?yōu)?電信號(hào) ， 便于利用近代電子線路放大技術(shù) 。 5． 讀數(shù)系統(tǒng) 經(jīng)過(guò)接收放大的信號(hào)，必須把它顯示或記錄下來(lái)，通常用表頭、記錄器、數(shù)字顯示或電傳打字等來(lái)完成。此外，為了提高分析的準(zhǔn)確性及自動(dòng)化程度，分析裝置還配有許多輔助設(shè)備。 鐵譜分析技術(shù) 鐵譜分析技術(shù) (Ferrography)是 70年代 國(guó)際摩擦學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)， 1970年 ， 美國(guó)麻省理工學(xué)院 (MIT)的 (Foxboro)公司的 Westcott首先提出了鐵譜技術(shù)的原理，并研制成功了用于分離磨屑和進(jìn)行觀察分析的儀器 —— 鐵譜儀 。此后，鐵譜技術(shù)迅速被許多國(guó)家的摩擦學(xué)工作者所接受，開(kāi)始主要用作實(shí)驗(yàn)室磨損機(jī)理研究的一種手段，接著發(fā)展成為直接用于機(jī)械設(shè)備工況監(jiān)測(cè)診斷的工具。 經(jīng)過(guò)各國(guó)學(xué)者和廣大工程技術(shù)人員的共同努力 ， 鐵譜技術(shù)的理論日臻完善 ， 應(yīng)用范圍也日趨擴(kuò)大 ， 鐵譜技術(shù)已從最初的在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用擴(kuò)展到 液壓系統(tǒng) 、 齒輪蝸輪傳動(dòng)箱 、 軸承 等部件 ， 并廣泛地應(yīng)用于 冶金 、 礦山 、 機(jī)械 、 汽車 、 鐵路 、 船舶 、 煤炭 、化工 、 建筑 等行業(yè) 。 在機(jī)械故障診斷的油樣分析方法中居主導(dǎo)地位 。 所謂鐵譜分析 ， 就是利用鐵譜儀 (Ferrograph)從潤(rùn)滑油 (脂 )試樣中 ， 分離和檢測(cè)出 磨屑和碎屑 ，從而分析和判斷機(jī)器運(yùn)動(dòng)副表面的磨損類型 、 磨損程度和磨損部位的技術(shù) 。 鐵譜儀是鐵譜分析的關(guān)鍵設(shè)備 ， 根據(jù)其工作方式的不同 ， 鐵譜儀可分為 直讀式鐵譜儀 、 分析式鐵譜儀 和 旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀 。近年來(lái) ， 又研究成功了在線式鐵譜儀 。 1. 直讀式鐵譜儀 直讀式鐵譜儀能方便 、 迅速且較準(zhǔn)確地測(cè)定油樣內(nèi)大小磨粒的 相對(duì)數(shù)量 , 因而能對(duì)機(jī)械設(shè)備工況進(jìn)行檢測(cè) , 但不能對(duì)磨粒的形態(tài)和成分 進(jìn)行進(jìn)一步的觀察 。 圖 439 直讀式鐵譜儀示意圖 1油樣管 2吸油毛細(xì)管 3沉淀管 4集油管 5鐵磁裝置 6燈泡 8導(dǎo)光管 10光電檢測(cè)器 11數(shù)量裝置 磨粒的 沉淀速度 取決于本身的 尺寸、形狀、密度和磁化率 ，以及潤(rùn)滑油的粘度、密度和磁化率等許多因素。當(dāng)其他因素固定后，磨粒的 沉降速度 與其 尺寸的平方 成正比， 圖 440 沉淀管磨粒的沉淀情況 1第一束光 2第二束光 磨粒沉積 越多 ，光電檢測(cè)器能接收到的光強(qiáng)度 越弱 ，經(jīng)轉(zhuǎn)換后，在數(shù)字顯示裝置上顯示光密度讀數(shù)。 2. 分析式鐵譜儀