红外热成像技术在卷烟设备上的应用

【摘 要】 近几年来，我国大力推广红外热成像技术的应用，在大量的实践工作和红外检测实例中，我们不断地对设备热缺陷的特征进行研究探讨。把红外热成像技术引入烟草行业，利用红外热成像的非接触测温技术，根据被测物温度变化快速查找设备异常部位，为排除部分电气和机械故障提供依据。

【关键词】 红外线 红外测温仪 红外热成像仪 高分子输送链带 空气加热器

1 红外热成像原理及仪器

1.1 红外线原理

红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射[1]，是一种人眼看不见的“热线”，红外线的波长为0.76～100μm。它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大，反之，辐射的能量愈小。物体的红外辐射特性是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。

利用物体的红外辐射特性，人们研制了红外线检测仪器，目前常见的红外测温系统有红外测温仪和红外成热像仪两种。红外测温仪：能够以非直接接触方式，检测被测区域的温度值;红外热像仪：根据对被测物体的红外线进行扫描，经处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。

自2010年7月以来，河南中烟工业有限责任公司新郑卷烟厂开展设备状态监控以来，引入了红外测温仪和红外成热像仪在卷烟设备上的进行应用尝试，用于探索设备的预知性维修和故障诊断。

2 红外热成像仪在卷烟设备上的应用

2.1 红外热成像仪诊断条烟输送系统机械摩擦故障

条烟输送系统的链带由高分子物质制成，逐节链接，首尾相接成环形，由动力头带动在固定的滑道上滑行，带动条烟远距离传送至装封箱机[2]。随着长时间的使用和高分子链带的特性，运行中吸附大量灰尘，链带运行受到摩擦力越来越大，运行越来越不平稳，经常出现间歇性抽动，严重时链带被拉断。受输送距离和安装位置影响，使用传统的目视、手摸等方法查找某一条链带受到摩擦力大和受力点难度很大，费时费力，且事倍功半。

用手持红外热像仪站在条输送链带下方进行观察检测，根据温度分布，能够快速找出受力最大的输送链带，进而可以快捷找出该链带的具体摩擦受力点。与传统的手摸、眼看的方法相比，效率提高几十倍，而且可以拍照存档供以后分析对比。

2.2 红外热成像技术检测条输送链带案例

2.3 红外热成像技术诊断轨道小车送丝系统电气故障

新郑烟厂卷包车间98年引进瑞士轨道小车系统，2012年底临近生产旺季却故障频出，故障现象：小车在运行中突然停止前进，复位后又能继续运行，严重时所有的小车全部停止运行。机电维修工逐辆排查小车，检查空中轨道没有发现问题所在，小车仍然不时罢工。

2.4 红外热成像技术发现滚筒薄板式烘丝机空气加热器缺陷

3 红外热成像技术在卷烟设备上应用的技巧

通过不断摸索，使用红外热像仪成功检测出变压器、电机、风机、变频器、轴承、三相电缆接头、母线排、空气加热管、空气开关等零部件的故障点，并总结出一些卷烟机械红外测温技巧和要点：

3.1 测温条件及方法

在安全的条件下尽可能接近被测物体，如果测温仪远离目标，而目标又小，应选择高分辨率的测温仪;测温时，被测目标应大于测温仪的视场，否则测量有误差;任何情况下，偏离入射角不得超过 30 度否则出现测量误差;正确输入环境温度和被测物体发射率。

3.2 热红外诊断方法

同类设备采用热像图分析法在正常状态下的热像图的差异来判断设备是否正常;同一设备采用档案分析法根据不同检测周期的温度数据，找出设备致热参数的变化趋势和变化速率，以判断设备是否正常。

4 结论

实践证明，红外热成像技术可以广泛应用于卷烟设备的精密点检和故障诊断上，在工作效率大大提高的同时，避免了检测中的盲目性、随机性和偶然性，为预知性维修提供依据，今后在烟草加工设备的应用前景会越来越广阔。

参考文献：

[1]纪红.红外线技术基础与应用[M].北京：科学技术出版社，1979.

[2]何权.条烟输送系统的优化改进[J].烟草科技，2012（10）.

[3]陈晓东.红外热成像诊断技术的应用[J].甘肃科技，2010（11）.