技術(shù)背景
在發(fā)電機(jī)組高速運(yùn)轉(zhuǎn)的轟鳴聲中，隱藏著一個(gè)常被忽視的威脅——轉(zhuǎn)子過熱。作為發(fā)電機(jī)的“心臟”，轉(zhuǎn)子長期承受著電磁損耗、機(jī)械摩擦與渦流效應(yīng)的多重考驗(yàn)，局部溫度飆升可能導(dǎo)致絕緣老化、材料變形，甚至引發(fā)災(zāi)難性故障。直接測量法是通過將溫度傳感器固定在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上，來直接測量轉(zhuǎn)子溫度的方式。這種方式可以獲得較為準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子溫度，適用于對高精度溫度數(shù)據(jù)要求較高的場景，間接測量法是通過對發(fā)電機(jī)機(jī)殼進(jìn)行溫度測量，并結(jié)合測量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，來推算出轉(zhuǎn)子溫度的方式。這種方式不需要停機(jī)進(jìn)行測量，對發(fā)電機(jī)運(yùn)行影響較小，但精度較低。
傳統(tǒng)測溫手段如熱電偶、光纖傳感器，受限于安裝復(fù)雜、動(dòng)態(tài)響應(yīng)滯后或易受電磁干擾，難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)監(jiān)測。如何破解這一行業(yè)難題？紅外探測技術(shù)以其非接觸、高精度與實(shí)時(shí)性的優(yōu)勢，正成為守護(hù)發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的“火眼金睛”。
基本原理
轉(zhuǎn)子測溫系統(tǒng)是一套精密的機(jī)電產(chǎn)品，涵蓋了溫度傳感器、聯(lián)軸器、減震裝置、轉(zhuǎn)接電路、轉(zhuǎn)接插針、過渡支架、旋轉(zhuǎn)信號耦合器、連接器、數(shù)采系統(tǒng)和軟件等多個(gè)組件。其核心工作原理在于，通過將轉(zhuǎn)子傳感器電信號與旋轉(zhuǎn)信號耦合器相連，利用電刷的微小壓力與旋轉(zhuǎn)信號耦合器保持可靠接觸。在旋轉(zhuǎn)過程中，信號耦合器將轉(zhuǎn)動(dòng)的信號傳遞至靜止的電刷組件，從而實(shí)現(xiàn)了傳感器信號從轉(zhuǎn)動(dòng)到靜止的轉(zhuǎn)換與傳輸。最終，數(shù)采系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集這些信號，進(jìn)行深入的數(shù)據(jù)分析和存儲(chǔ)，為高速電機(jī)轉(zhuǎn)子的溫度測試提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。
紅外探測器通過接收轉(zhuǎn)子表面發(fā)出的紅外輻射（波長范圍：0.7–14 μm），根據(jù)普朗克輻射定律計(jì)算表面溫度。溫度越高，輻射強(qiáng)度越大。
核心優(yōu)勢:
1、非接觸式：避免因轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)（通常3000–3600 rpm）導(dǎo)致的傳感器磨損。
2、快速響應(yīng)：毫秒級響應(yīng)時(shí)間，適合動(dòng)態(tài)監(jiān)測。
3、抗電磁干擾：適用于強(qiáng)電磁環(huán)境的發(fā)電機(jī)內(nèi)部。
典型方案結(jié)構(gòu)
┌──────────────┐?????? ┌──────────────┐?????? ┌──────────────┐
│ 紅外探測器??? │──信號→│ 信號調(diào)理模塊 │──數(shù)據(jù)→│ 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) │
├──────────────┤?????? ├──────────────┤?????? ├──────────────┤
│ 同步觸發(fā)器??? │?????? │ 無線傳輸模塊 │?????? │ 分析軟件平臺(tái) │
└──────────────┘?????? └──────────────┘?????? └──────────────┘
圖1-1
未來已來：讓每一度溫度都在掌控之中
在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，發(fā)電設(shè)備的高效與安全愈發(fā)重要。紅外測溫技術(shù)不僅是一把打開轉(zhuǎn)子健康密碼的鑰匙，更是智能化電廠建設(shè)的核心一環(huán)。從火力發(fā)電到新能源領(lǐng)域，這項(xiàng)技術(shù)正悄然掀起一場運(yùn)維革命——讓溫度隱患無處遁形，讓每一臺(tái)發(fā)電機(jī)都能“輕裝上陣”，釋放更持久的綠色能量。紅外測溫技術(shù)為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子健康管理提供了高效、可靠的解決方案，尤其適合高轉(zhuǎn)速、強(qiáng)電磁環(huán)境的場景。通過合理設(shè)計(jì)探測器布局與信號處理系統(tǒng)，可顯著提升發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全性與壽命。
探測器選型：碲鎘汞（MCT）紅外探測器
碲鎘汞紅外探測器，又稱MCT，是由碲、鎘、汞三種半導(dǎo)體物質(zhì)按一定比例混合，在金屬襯底上涂一個(gè)10~20微米的涂層并經(jīng)硬化處理，安裝在微型熱電制冷器的表面，密封在一個(gè)金屬殼內(nèi)。殼體頂端開有一個(gè)紅外窗口，用白寶石密封，保證透光率在80%以上。
深圳市唯銳科技有限公司代理的波蘭VIGO紅外碲鎘汞探測器覆蓋1-16μm的探測范圍，采用多級熱電制冷，探測率高并且響應(yīng)速度快，碲鎘汞紅外探測器受到紅外輻射時(shí)電導(dǎo)率會(huì)發(fā)生變化，在施加一定偏置電流的條件下，其輸出的電信號會(huì)隨紅外輻射強(qiáng)度的變化而改變，VIGO的碲鎘汞紅外探測器是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子測溫系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。
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圖1-2