基于紅外測溫技術的工業(yè)熱設備內部缺陷診斷方法.pdf

1、在生產實踐中，許多工業(yè)熱設備由于長期運行在高溫、高壓及化學腐蝕的惡劣工作環(huán)境下，導致設備內壁損傷或脫落，形成設備內部缺陷或故障，給安全生產帶來了隱患。我國每年大量的鍋爐爆炸事故，以及化工、電力等系統(tǒng)的重大惡性事故中很大一部分都是因為缺乏對工業(yè)熱設備內部缺陷的定量分析，這充分說明了工業(yè)熱設備內壁缺陷檢測的重要性。
　　紅外熱像檢測技術是近年發(fā)展起來的一種新的無損檢測方法，用紅外熱像儀可以無損、快速、非接觸地探測出物體表面溫度場分布，

2、從而判斷設備內部的工作狀況。它是一種全新的、靈敏的檢測方法和重要的在線監(jiān)測手段，在電力、冶金、石油化工、建筑、交通等眾多領域取得了廣泛的應用。目前，從定性檢測到定量診斷是紅外檢測技術發(fā)展的一個新趨勢。根據(jù)熱傳導規(guī)律，物體表面的溫度完全取決于物體內部的的結構、材料的熱物性、內部的熱擴散率以及表面與外界環(huán)境的熱交換。設備內部的缺陷都會以相關部位的溫度場異常為征兆表現(xiàn)出來，利用紅外熱像儀獲取表面的溫度場數(shù)據(jù)，也就是獲取了設備內部的缺陷信息，借

3、助相應的數(shù)學模型，用適當?shù)奈锢砗蛿?shù)學方法求解導熱反問題，就可以對工業(yè)熱設備內部的缺陷的性質、位置、幾何尺寸與嚴重程度作出定量診斷。
　　本文的主要工作為：
　　1)建立了帶有不規(guī)則內邊界空心圓柱形熱設備二維穩(wěn)態(tài)導熱數(shù)學模型；
　　2)利用有限元方法求解導熱正問題，模擬紅外熱像儀的測量數(shù)據(jù)作為反問題模型的輸入?yún)?shù)；
　　3)將反問題分解成正問題和最優(yōu)化問題，利用共軛梯度法，通過極小化外壁面測點的真實溫度值和計算值之