红外线轴温探测系统培训教程
THDS-A型红外线轴温探测系统-培训
2.5 防雷设备配置
系统采用CITEL防雷设备，性能可靠。系统配置通道防雷箱、电源防 雷箱各一台。 2.5.1防雷地线 防雷采用等电位防雷方式，防雷地线和设备地线都接到等电位地上， 要求接地电阻小于4欧姆。 2.5.2电源防雷箱 壁挂式安装，按《红规》要求，符合GB50057-94(2000版)和 TB/T2311-2002技术标准： 最大冲击电流（10/350）：Iimp15kA 最大放电电流（8/20）：Imax 140kA 标准放电电流（8/20）：In>70kA 电压保护水平：Up＜1.5kV 2.5.3 通道防雷箱 采用19英寸标准机柜插箱式安装，对单向探测站，提供四路磁钢和2 路通信线路的保护；对双向探测站，提供8路磁钢和2路通信线路的保护。 防雷出入接线采用端子形式。
2.2.3 模拟信号调理板
实现4路轴温信号的滤波、4路调制信号的整形，以及电 网电压信号、稳压电压信号的调理。面板上有轴温信号、调制 信号、挡板信号测试端子，包括内探左轴温信号（Vzzw1）、 内探右轴温信号（Vyzw1）、外探左轴温信号（Vzzw2）、 外探右轴温信号（Vyzw2）、内探左调制信号、内探右调制 信号、外探左挡板信号、外探右挡板信号。
多串口卡
工控机主板自带两个串口COM1、COM2，扩展 1个8串口卡。 串行接口分别连接智能跟踪装置、控制箱通信接 口、远程管理机通信接口、UPS通信接口、远程通 信modem等设备。 扩展出的8个串口对应的COM口，可已通过 “我的电脑”右键属性—硬件—设备管理器—”端口 （com和LPT）”查询，每个端口的序号和COM口 一一对应。
第四步、将光子探头固定在内探45度固定架上，锁紧磁力吸盘开关，安装激光 器。 第五步、将校准架在钢轨上放好，并沿钢轨平移至适当位置，调整探头的0度 偏 航角，通过以上调整，应使激光瞄准器所发出的激光直接打在后靶的 中心，这样该探头即调整好。 第六步、将黑体架卡在钢轨上，黑体置于黑体架上。调整黑体架的位置，使激 光瞄准器的光点打在黑体中心，记下此时黑体架的位置，以后进行探 头标定和系统标定时黑体架就放在此位置上。 第七步、在调整另一侧探头时，具体操作同前。 第八步、检查电缆连接是否可靠，扣紧上箱体。
第七章红外线轴温探测系统详解演示文稿
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室外设备位置
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室外设备图
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415位置扫 描后的轨 迹
扫描位置示意
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红外轴温探测系统的发展
• 红外轴温探测系统的发展大致经历了两 个阶段，一代机阶段，限于当时国内红 外元件质量和其它电子技术条件，当时 红外探头采用热敏电阻和交流放大器， 显示部分采用描笔直接记录每个轴温信 息，最后由人工判别轴温波形并进行热 轴预报。二代机阶段，是在一代机的基 础上，融入单板计算机技术为主要特点 。
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1.3红外轴温度发展
红外轴温探测系统的发展大致经历了两 个阶段，一代机阶段，限于当时国内红 外元件质量和其它电子技术条件，当时 红外探头采用热敏电阻和交流放大器， 显示部分采用描笔直接记录每个轴温信 息，最后由人工判别轴温波形并进行热 轴预报。二代机阶段，是在一代机的基 础上，融入单板计算机技术为主要特点。
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1.31 二代机的发展
目前，随着计算机技术的飞越发展，二代机红外轴温探测系统也经 历了多次更型，功能和探测数据上也逐渐趋于准确完善。
我们哈科所研制的二代机经历了以下几个产品阶段： 一型机HTK187(87年产品定型) 二型机HTK289(89年产品定型)
三型机HTK391(91年产品定型)
• Z字板波形优秀的条件是： 一峰距起点位置6~10点， 峰峰间隔为12~16点。
第三十五页，共八十八页。
Z字板注意事项
红外分析仪的培训教程ppt课件
确保电源稳定，电缆连接良好 ，避免意外断电或信号干扰。
定期校准
按照厂家推荐的时间间隔进行 校准，确保测量结果的准确性 。
注意环境温度和湿度
保持仪器工作环境稳定，避免 极端温度和湿度对仪器造成损害。ຫໍສະໝຸດ 故障诊断与排除方法01
02
03
04
无法开机
检查电源插头是否插好，电源 线是否损坏，保险丝是否熔断
不同类型红外分析仪比较
01
色散型红外分析仪
利用棱镜或光栅将红外光分散成不同波长的单色光，然后分别进行检测
。具有较高的分辨率和灵敏度，但结构复杂且价格昂贵。
02 03
干涉型红外分析仪
利用干涉原理将红外光分为两束并使其发生干涉，通过测量干涉图样的 变化来分析样品的成分。具有快速、准确、无需分光元件等优点，但对 光源和检测器的要求较高。
启动数据采集程序，开始 扫描样品。
对采集的数据进行预处理 ，如基线校正、归一化等 。
监视数据采集过程，确保 数据采集完整、准确。
对处理后的数据进行谱图 分析，识别特征峰、计算 峰面积等。
CHAPTER 04
红外分析仪维护与保养知识
日常维护保养注意事项
保持仪器清洁
定期清洁仪器外壳和内部部件 ，避免灰尘和污垢影响性能。
原理
红外分析仪基于红外光谱技术， 通过测量物质在红外光谱区的吸 收、发射或反射光谱，获得物质 的成分、结构等信息。
发展历程及现状
发展历程
红外分析仪经历了从实验室研究到工业应用的漫长过程，随着计算机技术、光 学技术等的发展，红外分析仪的性能不断提高，应用领域也不断扩展。
现状
目前，红外分析仪已经广泛应用于化工、环保、食品、医药、农业等领域，成 为现代分析测试技术中不可或缺的一部分。
红外线测温仪培训教材
一、概述及原理红外线测温仪概述红外测温仪属非接触式测量仪器使用简便可快速进行非接触红外测温仪属非接触式测量仪器，使用简便，可快速进行非接触无损的温度测量。
由于不需要接触测试物，所以可以站在一定距离外免伤等进行测试，也很好的免除了测试者被烫伤等的危险。
红外测温仪的测量原理红外测温仪是通过红外线传输数字的原理来感应物体表面温度，然后转换成温度读数显示。
数字式量热温度计二、如何选型红外线测温仪选择红外线测温仪性能指标可分为：测温范围、光斑尺寸、工作波长、环境温度、响应时间等。
①测温范围：测温范围是红外线测温仪最重要的一个性能指标。
每种型号的红外线测温仪都有自己特定的测温范围。
因此，测温度范围既不要过窄，也不要过宽。
②光斑尺寸：确保目标大于红外测温仪测量时的光斑尺寸，目标越小，就应离它越近当精度特别重要时应离它越近。
当精度特别重要时，要确保目标至少2倍于光斑尺寸。
二、如何选型红外线测温仪③工作波长：测温时应尽量选用短波较好。
红外测温仪到物体在不同距离处可测的目标的有④测量距离与物体比：红外测温仪到物体在不同距离处，可测的目标的有效直径S是不同的，故距离与被测光斑尺寸之比(D:S)，比值越大，说明红外测温仪的分辨率越好因此测光斑尺寸也就越小。
外测温仪的分辨率越好，因此测光斑尺寸也就越小。
B：被测物体M：光斑尺寸D：被测目标的距离S：被测目标的直径③环境温度：标示仪器的工作环境温度，通常仪器的工作温度在0 ～50℃，如果环境温度超温度范围，应该及时停止测量。
果度超度围，应时停测④响应时间：表示红外测温仪对被测温度变化的反应速度。
三、结构介绍红外线测温仪1、显示界面A.背景光标志B.℃/℉标志C.高、低温报警标志D.温度最大值MAX、最小MIN、平均值AVG、高温报警值HAL、低温报警值LAL E.MAX、MIN、DIF、AVG、HAL、LAL、PRB 标表数存储模式F.LOG图标表示数据存储模式G.当前温度值H.SCAN（读书随时变动）或HOLD标志I.发射率标志和发射率值电池不足锁定和激光启标志J.电池不足、锁定和激光开启标志备注：¾在SCAN（读书随时变动）模式，LCD屏显示当前温度和已选的模式功能当前温度（G）和已选的模式功能（D、E）是℃/℉（B）。
红外线轴温探测系统培训教程138页PPT
红外线轴温探测系统培训教程
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
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❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
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环境温度的影响
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测量功能
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色板
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灰度等级
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温度范围
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等温线
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SW、LW
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2. 介质损耗 电气绝缘介质，由于交变电场的作用，使介质极化方向不断改变而消耗电能并引起发热，由此而产生的发热功率为 P=U2ωctgδ（W） 式中：U—施加的电压（V） ω—交变电压角频率 C—介质的等值电容（F） tgδ—介质损耗角正切值 这种发热为电压效应引起的发热。
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红外热像仪两个重要参数
温度分辨率 温度分辨率标志着红外成像设备整机的热成像灵敏度，是一项极为重要的参数指标，它可以用主观参数或客观参数表示。 目前常用的主观参数为最小可分辩温差（MRTD）和最小可探测温差（MDTD） 。它是通过观察人员对特定的目标进行主观判断，以临界显示为标准，来确定目标与背景的最小温差。 温分辨率的客观参数是噪声等效温差（NETD）。它是通过仪器的定量测量来计算出热电视的温度分辨率，从而是排除了测量过程的主观因素。它定义为当信号与噪声之比等于1时的目标与背景之间的温差。
内循环制冷
热电制冷
液氮制冷
国外 红外探测技术的发展过程
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进口焦平面、非制冷 探测器 国内组装仪器（2001 年 ）
红外测温技术要求培训
气体继电器阀门未打开
图H7中气体继电器阀门的两侧温度明显不同，说明变压器 本体的油与油枕内的油没有连通。
变压器高压侧套管因渗漏而缺油
图中为一台110kV变压器，C相套管因下端密封不严，向本体 渗油，油位已与本体持平，油枕和套管油气分界面清晰可辨。
变压器套管介质损耗增大
左图中B相套管整体发热，温度高出两边相5K以上，大大超过 6.2.4.1的规定，应定为重大缺陷。 右图为污秽严重.
少油断路器内外部温差参考值
电压等级 kV 6～10 35 110～220 各部位内外温差 K 动静触头与顶帽 30～40 40～50 50～70 中间触头与法兰 20～30 30～40 40～60 基座连接与顶帽 20～30 30～40 40～60
少油断路器动静触头接触不良
图中T1>T3>T2，且相间温差达24K，为动静触头接触不良缺陷。
六氟化硫断路器内部温度异常
图AL-15是一台LW8-35六氟化硫断路器的热谱图。图中A相内 附CT部位温度偏高，相间温差2.52K，应结合检修查明原因。
变压器低压侧纯瓷套管因充气而缺油
图中右边相纯瓷套管在注油后未排气，变压器油未能进入套管。
电抗器套管下端接触不良
图是某变电所一组电容器的串联电抗器的套管的热谱图。相 间温差达51.68K，导电杆上部温度达90.35℃，下部温度肯定 更高，属紧急缺陷。解体检查，套管下端有明显烧伤痕迹，变 压器油碳化变黑。
4 热谱图分析法
根据同类设备在正常状态和异常状态下的热谱图的差异来判断设备是否 正常。
5 档案分析法
分析同一设备在不同时期的检测数据(例如温升、相对温差和热谱图)， 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。
十一章THDS红外线轴温探测系统资料
第十一章红外线轴温探测系统第一节红外热轴探测系统红外线轴温探测系统经历了第一代、第二代及第三代，目前使用得较多的是第三代HBDS-口口红外热轴探测系统。
HBDS-口型红外热轴探测系统(以下简称三型机)是为适应列车不断提速而开发的新型热轴探测系统，采用调制型致冷式光子探头和新型的自适应轴温计算技术，满足最高车速达360公里/小时运行列车轴温探测和热轴报警的需要。
三型机的光子探头采用碲镉汞光导型(HgCdTe-Pc)器件，器件响应时间常数小于1微秒；探测器件采用半导体二级致冷，使探头的响应率及信噪比比常温工作状态下的探测器有很大提高。
探头光路用调制盘调制，电路采用交流放大，实现高增益而没有漂移。
探测器件采用国内器件，降低成本。
三型机的轴温计算采用新型的自适应轴温计算技术，定量测温，轴温计算准确。
能满足5口360公里/小时运行的列车轴温探测和热轴报警的需要。
自适应轴温计算技术使系统具有一定的自适应能力，以往的轴温计算技术以探头的状态和性能保持不变为基础，对硬件提出较高要求，而且若探头性能发生变化即需人工调整或维修。
而自适应轴温计算技术使轴温计算精度不受系统状态变化的影响，能够自动适应探头工作状态和性能的变化，适应探测器件响应率的变化，适应探头光学系统增益和电路增益的变化，弥补探头的不一致性，保证轴温计算准确。
三型机软件对异常波形进行处理，克服了由于探测器件对异常光源比较敏感而对测温和热轴预报的影响。
三型机的采集板采用智能方式，以80C552作为CPU,一块采集板可以进行单方向轴箱温度波形的采集和车号信息的采集，便于系统扩展。
三型机具有比较完善的自检，易于进行故障分析。
三型机与红外线测报中心及复示站的通讯方式与现有设备兼容，可直接与现有网络组网运行。
本章主要介绍探测站的内容，其它内容在《车辆运用与管理》中讲述。
一系统探测站构成及技术指标探测站设备由轨边设备和轨边机房内设备组成，如图10-1。
轨边设备包括光子探头（红外轴箱扫描器）、卡轨器、车轮传感器；轨边机房内设备装置在机柜中，包括主机箱、控制箱、电源箱、防雷设备。
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2020年4月19日星期日
主要内容
工作原理 设备介绍 故障自检 典型热轴案例 热轴波形分析 影响热轴的因素
全路的热轴概况
红外线轴温探测系统自应用以来，发现了大量的轴承 故障，避免了多起燃轴切轴事故。
全路目前探测站共4811台，其中哈科所2430台，康拓 公司1506台，科峰公司788台，哈曼87台。
一、工作原理：红外线探头
红外线探头是将红外辐射转换为电压信号的传感器。按照红外 探测器件的种类区分，红外探头可分为热敏电阻探头和光子探
头两种，探测器件分别为热敏电阻和碲镉汞；按照放大电路的 种类区分，红外探头可分为直流探头和调制探头两种。
红外探头的类型 红外探测器件 放大电路类型 校零挡板 调制盘
2008年7月至2009年6月，探测列车73017980列， 2612619897辆，10436799950轴。预报强激热热轴 4808次，拦停1509次，甩车945次，换轮775次
一、工作原理：探头探测角度
一、工作原理：外探角度
一、工作原理：内探角度
工作原理：双探角度
一、工作原理：轴温波形的采集
探测站探头测得的轴温信息由探测站主机贮存、处理后，经 铁路通信信道传输至路局监测站，对热轴进行跟踪，发现热 轴，通知有关部门拦停列车并对热轴进行检查处理。
该机型采用直流定量探头，采用热敏电阻材料作为温度敏感 元件，响应速度快，适应车速为5～160Km/h。
HTK-391探测系统由探测站主机、探头、和中央处理系统三 大部份组成。沿线每隔30km设置探测站一处。
THDS（红外线轴温探测系统）专门为铁路车辆热轴探测设计 能够对车速360km/h及以下车速的车辆进行轴温探测 在强振动、强电气干扰、潮湿、粉尘、高低温等各种露天环境下能够持续地 正常工作 适应环境温度范围通常为-50 ℃ ~60℃ 除检修外，不间断连续工作。 能够智能判别热轴（含轴承温度，热轴发生位置等）自动计轴、计辆、测速 能够联网工作，智能跟踪，集中预报。 需要专业人员操作和维护
•U •P •S
HTK-391室外设备
普通探头箱和防雪探头箱
机柜
交流电源箱 直流电源箱 主机箱 无线发射机 温控箱
391室内设备
HTK-391设备特点
HTK-391型红外线设备是在前代机型成功的经验上运用先进 的微机技术，从单点式探测发展到区间联网监测，集中预报 的先进管理模式。
故障，并保留当前100个故障纪录； 自动补偿校正设备增益和灵敏度，以适应环境温度和车速的
变化； 探测站能够存储当前通过的240列列车的探测信息； 探测信息在一分钟内传送至监测中心；
探测站主机是STD总线专用计算机，探测站信息处理采用 8088微处理器。
HTK-391技术指标
自动探测蒸气、内燃和电力机车牵引的货、客车辆所发生的 热轴故障；
自动测速（显示最高、最低、平均速度）； 自动分级判别热轴故障和跟踪热轴； 自动显示轴箱温度； 探测站信息传输采用有线音频二线方式或网络信息传输； 自动检测探测站电源、磁钢、探头、环温箱、保护门等12类
直流放大热敏电阻 探头
热敏电阻
直流放大
有
无
调制型热敏电阻探 头
热敏电阻
交流放大
无
有
直流放大光子探头
碲镉汞
直流放大
有
无
调制型光子探头
碲镉汞
交流放大
无
有
热敏探头
三、设备介绍（特点、技术指标）
威克公司生产的在用红外线设备分为HTK-391、 HTK-499和THDS-A三种型号。
HTK-391型，探测站主机采用8088CPU，探头：热敏探头（ 1991年定型）
•探 测 站
HTK-391
探测站构成
•室 外 部 分
•室 内 部 分
•连 接 电 缆
•磁 钢 电 缆 •控 制 电 缆 •探 头 电 缆
•机 柜 •通讯防雷箱 •电源防雷箱
•室外探头箱 •车轮信号传感器
•关门磁钢 •开门磁钢 •开机磁钢
•无线发射机 •温 控 箱 •主 机 箱 •直流电源箱 •风 机 •箱温传感器 •保护门总成 •直流探测器
红外线测温仪（点温枪） 适用静态或低速的测温 非持续工作 恶劣工作环境会有影响 操作简单
一、工作原理：红外线基础
在大气中，各种气体吸收较弱的区域形成三个大气窗 口：2.1～2.5µm、3～5µm（光子探头）、8～14µm （热敏探头），在这三个窗口中，红外线在大气中传 输的衰减较小。
由于物体的温度与其红外线辐射能量有关，利用能够 将红外线辐射转换为其它信号的红外线传感器，能够 以非接触的方式测量物体的温度。红外线测温具有非 接触性、灵敏度高、检测速度快的优点，但也有材料 、制造成本高，以及难以精确测量物体某一点确切的 温度值的不足之处。
热轴判别
热轴判别在上位机进行。 上位机收到探测站的过车报文后，根据轴温信息进行
热轴判别。 判别方法：
分货车模型、客车模型、动车模型、特种车模型 选取全列前五大值参与热轴判别。 大值模型 坎值模型 比值模型 绝对值模型 跟踪模型 多轴车模型
一、工作原理：THDS、红外线测温仪对比
首先扫描车底架5～6个点，扫描轴承轴径15～16个点 ，接着扫描车底架9～13点
标准的货车滚动轴承波形大致上左右对称，①～②前 沿部分大约为1至3点，⑤～⑥尾部大约为3至5点，③ ～④为波形平顶属轴承热区部分
工作原理：采集到的波形
一、工作原理 探测
无论内探还是外探，通常采用沿着列车运行方向探测，即探测位置是轴 承的背风面，而非迎风面。这样做的原因主要有：1）轴承的背风面，温 度比较稳定，受到车速风速的影响较小，温度较高。2）车上坠物的影响 较小。当然，迎着列车运行方向探测，在技术上也是可以实现的。如在 青藏线有些探测站就是采用的嵌入式586主机板，加装车号跟踪装置 ，探头：光子探头（1999年定型）。
THDS-A型，探测站主机采用工控机。全息采集，探头采用双探 （2007年定型）。
威克公司的各种型号的设备都是向下兼容的。如：新 的监测站程序兼用所有型号的探测站。所有旧型号的 功能在新型号上都有实现。