红外探测器技术的发展以及在架空路线系统检测中的应用

　   一、红外探测器技术进展

　　红外探测器是热成像技术的核心。探测器的技术水平决定了热成像的技术水平。探测器从早期的酉到多元素，从多元素到焦平面，经历了一个缓慢的过程。通过光学和机械扫描，使用单个红外气体探测器可以获得目标的热像，使用多元红外探测器可以提高系统的性能。

　　在红外技术、材料技术和微电子技术的推动下，红外探测器正迅速向焦平面组件发展。FPA有两个特点:一是探测元数量非常多，达到10-10个探测元，因此可以直接放置在望远镜的焦平面上，不需要光学和机械扫描结构;另一个是与探测器芯片互连的集成电路，用于读取和处理探测器信号。

　　二、红外热像仪的分类

　　根据采用的检测技术和冷却方法红外热像仪，有以下三种类型：

　　(1)机组光机扫描式采用机组红外检测技术和液氮制冷。它结构简单，是早期产品。目前使用的大多数医用红外热像仪都是这种类型。

　　(2)电冷却式红外热像仪采用焦平面红外探测技术和Sterning内循环冷却成像。但是，它噪音大，易磨损，寿命短，冰箱更换成本高。

　　(3)非制冷焦平面阵列型采用世界先进的非制冷焦平面阵列技术，可批量生产。大大降低了组件的成本和复杂性，提高了可靠性，扫描速度快，没有噪音，可以长时间连续工作。体积小，重量轻，携带方便，是理想的发展目标。

　　便携式热像仪使用灵活，可在任何地方使用。在线红外热像仪需要固定安装，一般只能看到固定区域内的红外热图像。

　　铁路中的架空线系统将电能传输到电力机车。其质量和工作状态直接影响铁路的运输能力和安全性。红外热像仪在铁路架空线路系统的监控中起着至关重要的作用：在屋顶安装热红外摄像机，实时监测架空线路系统的温度，并记录架空线路系统的高温值和故障点的时间位置，以便维护人员及时修复， 以避免电源中断和运输瘫痪。

　　三、红外热像仪在架空线路系统监测中的主要应用

　　1.架空线路系统中接触网的监控架空接触网受机械张力影响，容易过热导致连接故障。接触线在加热拉伸时失去压力并变得松弛，导致电线被堵塞等。使用工业红外热像仪连续收集接触网地理位置、测量值或工作状态上每个测量点的温度数据。如果发生异常，将自动生成警报，提醒工作人员及时处理设备故障，将危险消除在萌芽状态。

　　2.受电弓的监测

　　由于受电弓装置暴露在高速列车顶部，因此无法安装保护装置。列车高速运行时，列车上的力很复杂，因此很容易发生故障。专业红外热像仪可以实时观察高速行驶列车上的受电弓表面热状态分布。然后它将定位并诊断受电弓异常。通过热图像分析，分析设备缺陷，及早预警潜在故障，确保铁路运输安全有序进行。

　　四、红外热像仪在架空线路系统监控中的独特优势

　　1、红外热像仪可以实现24小时监测，通常可以在恶劣的气候环境中工作，对低温环境具有超强的防护能力，耐高温高湿。

　　2、红外非接触式在线测温功能，无需停止操作，即可自动捕捉全屏或部分区域最热点。它发现问题效率高，没有盲点。

　　3、工业热像仪采用专业PC软件，可实现多台设备的在线实时监控和数据采集，快速准确地确定故障点的温度和位置，保证设备的正常运行和维护工作的顺利开展。

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