【文章內(nèi)容簡介】 波長 ～ 3 ， 中紅外 ， 波長 3～ 6 ， 遠(yuǎn)紅外 ， 波長 6～ 15 ， 超遠(yuǎn)紅外 ，波長 15～ 1000 。 m?m?m?m? 紅外測溫的儀器很多，就其主要工作原理可分為三種： 紅外測溫儀、紅外熱象儀和紅外熱電視。 紅外測溫的工作原理是：被測物體發(fā)出的紅外線 ， 通過光學(xué)系統(tǒng)聚集后 ， 入射到紅外探測器上 。 在紅外輻射的作用下 ， 探測器產(chǎn)生一個正比于輻射能量的電信號 ， 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 。 紅外探測器 是紅外檢測系統(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物體紅外探測器圖 432紅外測溫儀的組成 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 。 這種裝置自問世以來 ， 隨著計算機的出現(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)用較多的是光機掃描熱象儀 。 光學(xué)系統(tǒng)探測器在物體空間投影水平掃描器物體空間現(xiàn)場垂直掃描器探測器視頻顯示信號處理器圖 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 與光機掃描不同之處在于 , 前者是機械掃描 , 后者為 電子掃描 。和 電視機工作原理 相似 , 它由 成象鏡頭 , 熱釋電攝象管 、 攝象機電路、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 紅外測溫的特點 紅外測溫有以下幾個特點： 這一特點使得遠(yuǎn)距離 、 高速運動或帶電的目標(biāo)其溫度測量變得方便 ， 而且不影響被測目標(biāo)的溫度分布 。 輻射是次光速傳播的，紅外測溫取決于測溫儀表的響應(yīng)時間，一般比依靠熱平衡原理測溫的儀器響應(yīng)時間短兩個數(shù)量級以上，可用于實時顯示 。 只要目標(biāo)有微小的溫度差就能分辨出來 ， 一般紅外測溫儀都具有 ℃ 的溫度分辨率和毫米級的空間分辨率 。 根據(jù)不同要求，可以選擇不同類型的儀器來實現(xiàn)負(fù)幾十度到上千度的溫度測量。 紅外診斷的應(yīng)用 紅外監(jiān)測技術(shù)最早是在軍事應(yīng)用中發(fā)展起來的 利用紅外測溫技術(shù)制成了 “ 熱軸探測儀 ” ， 儀器安放在車站外兩側(cè) ， 當(dāng)火車通過時 ， 探測器逐個測出各個車軸箱的溫度 ，并把探測器輸出的每一脈沖 (軸箱溫度的函數(shù) )輸送到站內(nèi)檢測室 ， 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 ， 全國鐵路 90%的列檢所安裝了軸溫紅外探測儀 ， 其準(zhǔn)確率高達 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 ， 常會出現(xiàn) 隔離刀閘 接點發(fā)熱 、 高壓斷路器 引線接點發(fā)熱 、 電纜接頭 發(fā)熱等等 ， 這些都是故障點 。 檢查人員可以用紅外測溫儀 或 紅外熱象儀 將這些故障點很方便地檢測出來 ， 以便及時采取措施 ， 避免了事故的發(fā)生 。 潤滑油樣分析技術(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)能級間躍遷產(chǎn)生的特征譜線來檢測該種元素的存在與否 ， 而特征譜線的強度則與該種金屬元素的含量多少有關(guān) ， 這樣 ， 通過光譜分析 ， 就能檢測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 。 7一焦點曲線 。8一出口縫隙 。 9一光電探測器 。 10一信號積分器 。 11一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 。 12一打印機 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)射出供進行光譜分析的表征輻射，此輻射經(jīng)過 光柵或棱鏡分光系統(tǒng) 進行分光后，便形成了所含元素各自的特征光譜，并按 波長順序在聚焦處排列 ，通過各自的 光電探測器 在聚焦處對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去 。 若被測元素原子蒸氣濃度愈大 ， 對光的吸收量就越多 ， 其透射部分也就愈小 。 于是根據(jù)樣品中 被測元素濃度N、 入射光強及透射光強 三者之間存在一定關(guān)系 ， 并把它與被測元素已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液對光的吸收作比較 ， 就可以求得試樣中被測元素的含量 。 利用原子吸收的光譜波長可確定油液中各種金屬元素 。 分析中幾種常見金屬的典型波長見表 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 。 它是由被測元素的 純金屬 做成的一個空心陰極 ， 低壓密封在一個圓柱形的玻璃筒內(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 ， 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)的作用是將測試祥品中的被測元素轉(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 ， 將測定的特定接收線由 光信號 轉(zhuǎn)變?yōu)?電信號 ， 便于利用近代電子線路放大技術(shù) 。 5． 讀數(shù)系統(tǒng) 經(jīng)過接收放大的信號，必須把它顯示或記錄下來，通常用表頭、記錄器、數(shù)字顯示或電傳打字等來完成。此外，為了提高分析的準(zhǔn)確性及自動化程度，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 國際摩擦學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)的一項新技術(shù)， 1970年 ， 美國麻省理工學(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行觀察分析的儀器 —— 鐵譜儀 。此后，鐵譜技術(shù)迅速被許多國家的摩擦學(xué)工作者所接受，開始主要用作實驗室磨損機理研究的一種手段，接著發(fā)展成為直接用于機械設(shè)備工況監(jiān)測診斷的工具。 經(jīng)過各國學(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)用范圍也日趨擴大 ， 鐵譜技術(shù)已從最初的在發(fā)動機上的應(yīng)用擴展到 液壓系統(tǒng) 、 齒輪蝸輪傳動箱 、 軸承 等部件 ， 并廣泛地應(yīng)用于 冶金 、 礦山 、 機械 、 汽車 、 鐵路 、 船舶 、 煤炭 、化工 、 建筑 等行業(yè) 。 在機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)從潤滑油 (脂 )試樣中 ， 分離和檢測出 磨屑和碎屑 ，從而分析和判斷機器運動副表面的磨損類型 、 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 ， 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)確地測定油樣內(nèi)大小磨粒的 相對數(shù)量 , 因而能對機械設(shè)備工況進行檢測 , 但不能對磨粒的形態(tài)和成分 進行進一步的觀察 。 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 ，光電檢測器能接收到的光強度 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