噪聲測量方法
二、噪聲測量方法
（一）主要參數
引起聽覺的可聽聲頻率在20--20000Hz之間，但在此范圍內的某一聲波可以有不同的聲壓或聲強。在聲學中采用成倍比的對數標度，即用“級”來度量聲壓和聲強，并稱為聲壓級、聲強級。此外，還有聲功率級。
聲波的聲壓級是聲波的聲壓與基準聲壓之比以10為底的對數的20倍。
聲波的聲強級是聲波的聲強與基準聲強之比以10為底的對數的10倍。
聲波的聲功率級是聲波的功率與基準功率之比以10為底的對數的10倍。聲功率根據測量的聲壓級換算得到。
進行噪聲測量時，也可以用人的主觀感覺進行度量，如響度級。響度是人耳對聲音強弱產生的主觀感覺。要確定某聲音的響度，選用頻率為1000Hz的純音作為標準。調節(jié)1000Hz純音的聲壓級，使它和所要確定的噪聲聽起來有同樣的響度，則
該噪聲的響度級值就等于這個純音的聲壓級(dB)值，單位為方(Phon)。例如，噪聲聽起來與頻率為1000Hz的聲壓級為80dB的基準純音一樣響，則該噪聲的響度級即為80方。
（二）常用噪聲測量傳感器(電容傳聲器、壓電傳聲器)的構成及特點，
傳聲器的作用如同人的耳膜，由它將聲能(聲信號)轉換成電能(電信號)。其轉換過程是：首先由接受器將聲能轉換成機械能，然后由機電轉換器把機械能轉換成。電能。通常用膜片作為接受器來感受聲壓，將聲壓的變化變成膜片的振動。根據膜片感受聲壓情況的不同，傳聲器可分為三類：壓強式傳聲器，其膜片的一面感受聲壓；壓差式傳聲器，其膜片的兩面均感受聲壓，引起膜片振動的力取決于膜片兩面壓差的大??；壓強和壓差組合式傳聲器。在噪聲測量中常用壓強式傳聲器。
電容式傳聲器利用電場耦合方式將膜片的振動轉換成電量。電容傳聲器的基本結構是一個電容器，它主要由感受聲壓的膜片和與其平行的金屬后極板(背板)組成。膜片和后極板在電氣上絕緣，構成一個以空氣為介質的電容器的兩個極。測量時，在兩電極間加直流電壓，即極化電壓。在極化電壓、負載不變的情況下，輸出交變電壓的大小和波形由作用在膜片上的聲壓決定。電容傳聲器屬于能量控制型傳感器。電容傳聲器靈敏度高，動態(tài)范圍寬；輸出特性穩(wěn)定，對周圍環(huán)境的適應性強，在—50C~-150C的溫度范圍內和0~100％的相對濕度下，性能變化??；電容傳聲器的外形尺寸也比較小。電容式傳聲器常與精密、標準聲級計聯(lián)用。
電傳聲器由具有壓電效應的壓電晶體來完成聲電轉換，它通過聲壓使屠體切片兩側產生電量相等的異性電荷，形成電位差。屬于能量轉換型傳感器。壓電傳聲器具有結構簡單，成本低，輸出阻抗低，電容量大（可達1000pF)，靈敏度較高等優(yōu)點。但性能受溫度、濕度影響較大。壓電傳聲器一般與普通聲級計聯(lián)用。
（三）聲級計的種類、組成、作用及校準
聲級計是噪聲測量中使用最為廣泛、最簡便的儀器。它不僅能測量聲級，還能與多種輔助儀器配合進行頻譜分析、記錄噪聲的時間特性和測量振動等。
聲級計按其用途分為一般聲級計、脈沖聲級計、積分聲級計和噪聲暴露計(噪聲計量計)等。按其精度分為0型聲級計(實驗室用標準聲級計)、1型聲級計(一般用途的精密聲級計)、2型聲級計(一般用途的聲級計)、3型聲級計(普級型聲級計)。按其體積分為臺式聲級計、便攜式聲級計和袖珍式聲級計。
聲級計由傳聲器、衰減(放大)器、計權網絡、均方根值檢波器、指示表頭等組成。被測的聲壓信號通過傳聲器轉換成電壓信號，該電壓信號經衰減器、放大器以及相應的計權網絡、外接濾波器，或者輸入外接的記錄儀器，或者經過均方根值檢波器直接推動以分貝標定的指示表頭。計權網絡是基于等口向曲線設計出的濾波線路，分為A、B、C、D四種。通過計權網絡測得的聲壓級稱為計權聲壓級。對應四種計權網絡測得的聲壓級分別稱為A聲級(LA)、B聲級(LB)、C聲級(Lc)，和D聲級(LD)，分別記為dB(A)、dB(B)、dB(C)和dB(D)。A、B、C計權網絡分別近似模擬了40方、70方、100方三條等響曲線，三種計權網絡對低頻噪聲有不同程度的衰減，A衰減，B次之，C最弱。其中，A計權網絡除對低頻噪聲衰減外，對高頻噪聲反應最為敏感，這正與入耳對噪聲的感覺相接近。故在對人．耳有害的噪聲測量中，都采用A計權網絡。D計權網絡是專為飛機噪聲測量設計的。
使用聲級計時，每次測量開始和結束都應該校準，兩次差值不應大于1dB。常用的校準方法除活塞發(fā)生器校準法外還有揚聲器校準法、互易校準法、靜電激勵校準法、置換單等。
（四）振動及噪聲的測量方法
一般情況下，采用振動分析法進行故障診斷總是先以振動總值法來判別異常振動。這是一種最直接的方法，把傳感器放在設備應測量的部位，測量其振動速度。將測得振動速度的均方根值以表格或圖樣表示其趨向，對照“異常振動判斷基準”，判別實際測量值是否超過界限或極限規(guī)定值，以評價設備工作狀態(tài)的正常與否。
采用測振儀進行振動總值的檢測，當發(fā)現(xiàn)振動總值有較快增大，并有接近或超出允許界限值的趨向時，需要進一步采用頻譜分析法進行診斷。采用頻譜分析儀對實測振動信號進行頻譜分析，做出頻譜圖，與其正常譜圖(或稱原始譜)進行比較，尋找振源，診斷出故障部位和嚴重程度。還可由頻譜圖上出現(xiàn)新的譜線，查出設備是否發(fā)生了新的故障。
對滾動軸承的磨損和損傷進行診斷可采用專門的振動脈沖測量法。
設備中運動著的零部件都可能產生振動，發(fā)出聲波。這些不同聲強、不同頻率的聲波無規(guī)律的混合便形成噪聲。噪聲是設備的固有信息，當描述、其特性的特征參數發(fā)生變化，并越過一定的范圍，便可判斷可能發(fā)生了故障。因此，可以根據噪聲信號的特征量制定一定限值作為有無故障的標準，來判斷是否發(fā)生了故障。但要識別故障的性質，確定故障的部位及故障程度，就需對提取的噪聲信號做頻譜分析。
利用噪聲(或振動)信號特征參數的變異及其程度進行故障判斷有三種標準，即絕對標準、相對標準和類比標準。在絕對標準中，利用測取的噪聲信號的特征量值與標準特征量值進行比較；在相對標準中，利用測取的噪聲信號的特征量值與正常運行時的特征量值進行比較；在類比標準中，利用同類設備在相同工況條件下的噪聲信號的特征量值進行比較。
（五）常用測溫儀器、儀表的組成、特點及應用
熱電偶是基于熱電效應進行溫度測量的，由兩根不同材料的導體焊接而成。它的熱電動勢與熱電偶材料兩端溫度T、To有關，與熱電極長度、直徑無關。在冷端、溫度T不變，熱電偶材料已定的情況下，其熱電動勢只是被測溫度的函數。熱電偶與后續(xù)儀表配套可以直接測量出O-1800~C范圍內液體、氣體內部以及固體表面的溫度。具有精度高，測量范圍寬，便于遠距離和多點測量等優(yōu)點。
常用熱電偶分為標準化熱電偶和非標準化熱電偶兩類。標準化熱電偶制造工藝比較成熟、性能優(yōu)良且穩(wěn)定，同一型號熱電偶具有互換性。非標準化熱電偶多用在一些特殊場合。實際使用的熱電偶有普通熱電偶、鎧裝熱電偶和薄膜熱電偶等。鎧裝熱電偶是特殊結構熱電偶，可以做得很細，很長，能夠彎曲。薄膜熱電偶是由兩種金屬薄膜采用真空蒸鍍、化學涂層或電泳等方法連接在一起的一種特殊結構的熱電偶。
在設備的溫度測量中，還經常使用熱電阻溫度計。熱電阻溫度計利用材料電阻率隨溫度而變化的特性進行溫度測量的，與電橋相配合，將溫度按一定函數關系轉換為電量。按敏感材料的不同有金屬熱電阻溫度計和半導體熱電阻溫度計兩種。
常用的金屬熱電阻有鉑熱電阻、銅熱電阻、鎳熱電阻等。其結構有普通型熱，電阻和鎧裝熱電阻。工業(yè)用普通型熱電阻的外型結構與普通型熱電偶的外型結構基本相同。鎧裝熱電阻的主要特點是體積小，響應速度快，耐振抗沖擊，感溫元件、連接導線及保護套管全封閉并連成一體，使用壽命長。
半導體熱電阻材料是將一些氧化物(如錳、鎳、銅和鐵的氧化物)按一定比例混合壓制而成。半導體熱電阻的溫度測量范圍在-100‘C-300‘C之間。其主要特點是電阻溫度系數大(比金屬熱電阻高10~100倍)，電阻率高，感溫元件可做得很小，可根據需要做成片狀、棒狀和珠狀(珠狀外型尺寸可小到3mm)，可測空隙、腔體、內孔等處的溫度。但其性能不夠穩(wěn)定，互換性差，使其應用受到一定限制。
紅外測溫儀器是利用紅外輻射原理，采用非接觸方式，對被測物體表面進行觀測，并能記錄其溫度變化的設備。紅外測溫儀器的核心是紅外探測器，它能把入射的紅外輻射能轉變?yōu)楸阌跈z測的電能。按對輻射口向應方式的不同，將紅外探測器分為光電探測器和熱敏探測器兩大類。兩種探測器在靈敏度、響應速度、是否需要制冷、使用是否方便等方面各不相同。紅外測溫儀器還必須包括紅外光學系統(tǒng)，用于匯聚被測對象的輻射通量，并將其傳輸到紅外探測器上。紅外光學系統(tǒng)與探測器一起決定該儀器的現(xiàn)場和空間分辨率。實際應用中有反射式、折射式和折一反射式等不同類型的光學系統(tǒng)供選用。
除了紅外探測器和光學系統(tǒng)外，紅外測溫儀器還應包括信號處理系統(tǒng)(用以將電信號放大、處理成可記錄的信號)和顯示記錄系統(tǒng)(是最終將被測信號以表針指示、數字顯示或圖像等不同方式記錄、存儲下來的裝置)。
用于紅外測溫的儀器有很多種，比較常用的有紅外測溫儀和紅外熱像儀。紅外測溫儀是紅外測溫儀器中最簡單酌一種，用途廣泛，價格低廉，用于測量物體“點”的溫度，有多種紅外測溫儀供選用，它有了各有其的應用范圍和特點。
紅外熱像儀和紅外熱電視是目前使用的兩類熱成像系統(tǒng)。其中紅外熱像儀(光機掃描熱像儀>由光學與掃描系統(tǒng)、紅外探測器、視頻信號處理系統(tǒng)、顯示器等部分組成。被測對象的紅外輻射經光學系統(tǒng)匯聚、濾波，聚焦到紅外探測器上，其間
由光學一機械掃描系統(tǒng)將被測對象觀測面上各點的紅外輻射通量按時間順序排列，經紅外探測器變成電脈沖，通過視頻信號處理送到顯示器顯示出物體表面或近表面的熱像圖。熱像圖中包含了被測物體的熱狀態(tài)信息，因而通過熱像圖的觀察和分析，河以獲得物體表面或近表面層的溫度分布及其所處的熱狀態(tài)。這種測溫方法簡便、直觀、精確、有效，且不受測溫對象的限制。
只有光電探測元件制冷到很低的溫度才能降低熱噪聲，屏蔽背景噪聲，提高光電探測器的信噪比和探測率，得到較短的響應時間，因此要對探測器進行超低溫制冷。
三、溫度測量所能發(fā)現(xiàn)的故障
通過溫度測量不僅可以檢查工藝過程中的溫度變化，還可以掌握機件的受熱狀況。通過溫度測量所能發(fā)現(xiàn)的常見故障可歸納如下：
通過溫度測量可以發(fā)現(xiàn)軸承損壞，液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)等流體系統(tǒng)故障，內燃機、加熱爐等燃燒不正常引起的發(fā)熱量異常，污染物質積聚(如管道內有水垢，鍋爐或煙道內結灰渣、積聚腐蝕性污染物等)，保溫材料損壞，電器元件損壞(如電氣元件接觸不良，整流管、晶閘管等器件存在損傷，高壓輸電線的電纜接頭、絕緣子、電容器、變壓器以及輸變電網的電氣元件和設備的損壞)，非金屬部件缺陷，機件內部缺陷。還可進行裂紋探測(檢查裂紋及其發(fā)展過程，確定機件在使用中表面或近表面的裂紋及其位置等)。
四、常用的裂紋無損探測方法
常用的裂紋無損探側方法，如目視一光學探測法、滲透探測法、磁粉探測法、射線探測法、超聲波探測法、聲發(fā)射探測法、渦流探測法等的優(yōu)缺點及適用范圍。
1、目視一光學檢測法。在目視法的基礎上，采用各種光學儀器采擴大和延伸其檢測能力，便形成了目視—光學檢測法。這種方法能發(fā)現(xiàn)破損、變形、松動、滲漏、磨損、腐蝕、變色、污*、異物以及動作異常等多種故障，簡單易行，常常是精密診斷前預檢的主要方法。還可以對滲透、磁粉或其他無損探測法發(fā)現(xiàn)的缺陷進行定性分析。
2、滲透探測法。是利用液體滲透的物理性能，首先使著色滲透液或熒光滲透液滲人機件表面開口的裂紋內，然后清除表面的殘液，用吸附劑吸出裂紋內的滲透液，從而顯示出缺陷圖像的一種檢驗方法。這種方法可以檢驗鋼鐵、有色金屬、塑料等制件表面上的裂紋，以及疏松、針孔等缺陷。該檢驗方法不需要大型儀器，操作方便，靈敏度高，適用于無電源、水源現(xiàn)場的檢驗。其缺點是不能檢驗機件的內部缺陷，對機件的表面粗糙度有一定要求，試劑對環(huán)境有一定污染。采用熒光滲透液時得需要紫外燈，而且必須在暗室操作。
3、磁粉探測法。這是一種利用鐵磁材料的磁性變化所建立的探測方法。這種探測法所用設備簡單，操作方便，檢測靈敏度較高。所顯示的磁粉痕跡與缺陷的實際形式十分類似，而且適用于各種形狀的鋼鐵機件，這種探測法可以發(fā)現(xiàn)鐵磁材料表面和近表面的裂紋，以及氣孔、夾雜等缺陷。其缺點是這種探測法不能探測缺陷的深度。進行磁粉探測后的被檢件具有剩磁，需要進行退磁處理，以便將被檢件的剩磁減少到最低限度。
二、噪聲測量方法
（一）主要參數
引起聽覺的可聽聲頻率在20--20000Hz之間，但在此范圍內的某一聲波可以有不同的聲壓或聲強。在聲學中采用成倍比的對數標度，即用“級”來度量聲壓和聲強，并稱為聲壓級、聲強級。此外，還有聲功率級。
聲波的聲壓級是聲波的聲壓與基準聲壓之比以10為底的對數的20倍。
聲波的聲強級是聲波的聲強與基準聲強之比以10為底的對數的10倍。
聲波的聲功率級是聲波的功率與基準功率之比以10為底的對數的10倍。聲功率根據測量的聲壓級換算得到。
進行噪聲測量時，也可以用人的主觀感覺進行度量，如響度級。響度是人耳對聲音強弱產生的主觀感覺。要確定某聲音的響度，選用頻率為1000Hz的純音作為標準。調節(jié)1000Hz純音的聲壓級，使它和所要確定的噪聲聽起來有同樣的響度，則
該噪聲的響度級值就等于這個純音的聲壓級(dB)值，單位為方(Phon)。例如，噪聲聽起來與頻率為1000Hz的聲壓級為80dB的基準純音一樣響，則該噪聲的響度級即為80方。
（二）常用噪聲測量傳感器(電容傳聲器、壓電傳聲器)的構成及特點，
傳聲器的作用如同人的耳膜，由它將聲能(聲信號)轉換成電能(電信號)。其轉換過程是：首先由接受器將聲能轉換成機械能，然后由機電轉換器把機械能轉換成。電能。通常用膜片作為接受器來感受聲壓，將聲壓的變化變成膜片的振動。根據膜片感受聲壓情況的不同，傳聲器可分為三類：壓強式傳聲器，其膜片的一面感受聲壓；壓差式傳聲器，其膜片的兩面均感受聲壓，引起膜片振動的力取決于膜片兩面壓差的大??；壓強和壓差組合式傳聲器。在噪聲測量中常用壓強式傳聲器。
電容式傳聲器利用電場耦合方式將膜片的振動轉換成電量。電容傳聲器的基本結構是一個電容器，它主要由感受聲壓的膜片和與其平行的金屬后極板(背板)組成。膜片和后極板在電氣上絕緣，構成一個以空氣為介質的電容器的兩個極。測量時，在兩電極間加直流電壓，即極化電壓。在極化電壓、負載不變的情況下，輸出交變電壓的大小和波形由作用在膜片上的聲壓決定。電容傳聲器屬于能量控制型傳感器。電容傳聲器靈敏度高，動態(tài)范圍寬；輸出特性穩(wěn)定，對周圍環(huán)境的適應性強，在—50C~-150C的溫度范圍內和0~100％的相對濕度下，性能變化??；電容傳聲器的外形尺寸也比較小。電容式傳聲器常與精密、標準聲級計聯(lián)用。
電傳聲器由具有壓電效應的壓電晶體來完成聲電轉換，它通過聲壓使屠體切片兩側產生電量相等的異性電荷，形成電位差。屬于能量轉換型傳感器。壓電傳聲器具有結構簡單，成本低，輸出阻抗低，電容量大（可達1000pF)，靈敏度較高等優(yōu)點。但性能受溫度、濕度影響較大。壓電傳聲器一般與普通聲級計聯(lián)用。
（三）聲級計的種類、組成、作用及校準
聲級計是噪聲測量中使用最為廣泛、最簡便的儀器。它不僅能測量聲級，還能與多種輔助儀器配合進行頻譜分析、記錄噪聲的時間特性和測量振動等。
聲級計按其用途分為一般聲級計、脈沖聲級計、積分聲級計和噪聲暴露計(噪聲計量計)等。按其精度分為0型聲級計(實驗室用標準聲級計)、1型聲級計(一般用途的精密聲級計)、2型聲級計(一般用途的聲級計)、3型聲級計(普級型聲級計)。按其體積分為臺式聲級計、便攜式聲級計和袖珍式聲級計。
聲級計由傳聲器、衰減(放大)器、計權網絡、均方根值檢波器、指示表頭等組成。被測的聲壓信號通過傳聲器轉換成電壓信號，該電壓信號經衰減器、放大器以及相應的計權網絡、外接濾波器，或者輸入外接的記錄儀器，或者經過均方根值檢波器直接推動以分貝標定的指示表頭。計權網絡是基于等口向曲線設計出的濾波線路，分為A、B、C、D四種。通過計權網絡測得的聲壓級稱為計權聲壓級。對應四種計權網絡測得的聲壓級分別稱為A聲級(LA)、B聲級(LB)、C聲級(Lc)，和D聲級(LD)，分別記為dB(A)、dB(B)、dB(C)和dB(D)。A、B、C計權網絡分別近似模擬了40方、70方、100方三條等響曲線，三種計權網絡對低頻噪聲有不同程度的衰減，A衰減，B次之，C最弱。其中，A計權網絡除對低頻噪聲衰減外，對高頻噪聲反應最為敏感，這正與入耳對噪聲的感覺相接近。故在對人．耳有害的噪聲測量中，都采用A計權網絡。D計權網絡是專為飛機噪聲測量設計的。
使用聲級計時，每次測量開始和結束都應該校準，兩次差值不應大于1dB。常用的校準方法除活塞發(fā)生器校準法外還有揚聲器校準法、互易校準法、靜電激勵校準法、置換單等。
（四）振動及噪聲的測量方法
一般情況下，采用振動分析法進行故障診斷總是先以振動總值法來判別異常振動。這是一種最直接的方法，把傳感器放在設備應測量的部位，測量其振動速度。將測得振動速度的均方根值以表格或圖樣表示其趨向，對照“異常振動判斷基準”，判別實際測量值是否超過界限或極限規(guī)定值，以評價設備工作狀態(tài)的正常與否。
采用測振儀進行振動總值的檢測，當發(fā)現(xiàn)振動總值有較快增大，并有接近或超出允許界限值的趨向時，需要進一步采用頻譜分析法進行診斷。采用頻譜分析儀對實測振動信號進行頻譜分析，做出頻譜圖，與其正常譜圖(或稱原始譜)進行比較，尋找振源，診斷出故障部位和嚴重程度。還可由頻譜圖上出現(xiàn)新的譜線，查出設備是否發(fā)生了新的故障。
對滾動軸承的磨損和損傷進行診斷可采用專門的振動脈沖測量法。
設備中運動著的零部件都可能產生振動，發(fā)出聲波。這些不同聲強、不同頻率的聲波無規(guī)律的混合便形成噪聲。噪聲是設備的固有信息，當描述、其特性的特征參數發(fā)生變化，并越過一定的范圍，便可判斷可能發(fā)生了故障。因此，可以根據噪聲信號的特征量制定一定限值作為有無故障的標準，來判斷是否發(fā)生了故障。但要識別故障的性質，確定故障的部位及故障程度，就需對提取的噪聲信號做頻譜分析。
利用噪聲(或振動)信號特征參數的變異及其程度進行故障判斷有三種標準，即絕對標準、相對標準和類比標準。在絕對標準中，利用測取的噪聲信號的特征量值與標準特征量值進行比較；在相對標準中，利用測取的噪聲信號的特征量值與正常運行時的特征量值進行比較；在類比標準中，利用同類設備在相同工況條件下的噪聲信號的特征量值進行比較。
（五）常用測溫儀器、儀表的組成、特點及應用
熱電偶是基于熱電效應進行溫度測量的，由兩根不同材料的導體焊接而成。它的熱電動勢與熱電偶材料兩端溫度T、To有關，與熱電極長度、直徑無關。在冷端、溫度T不變，熱電偶材料已定的情況下，其熱電動勢只是被測溫度的函數。熱電偶與后續(xù)儀表配套可以直接測量出O-1800~C范圍內液體、氣體內部以及固體表面的溫度。具有精度高，測量范圍寬，便于遠距離和多點測量等優(yōu)點。
常用熱電偶分為標準化熱電偶和非標準化熱電偶兩類。標準化熱電偶制造工藝比較成熟、性能優(yōu)良且穩(wěn)定，同一型號熱電偶具有互換性。非標準化熱電偶多用在一些特殊場合。實際使用的熱電偶有普通熱電偶、鎧裝熱電偶和薄膜熱電偶等。鎧裝熱電偶是特殊結構熱電偶，可以做得很細，很長，能夠彎曲。薄膜熱電偶是由兩種金屬薄膜采用真空蒸鍍、化學涂層或電泳等方法連接在一起的一種特殊結構的熱電偶。
在設備的溫度測量中，還經常使用熱電阻溫度計。熱電阻溫度計利用材料電阻率隨溫度而變化的特性進行溫度測量的，與電橋相配合，將溫度按一定函數關系轉換為電量。按敏感材料的不同有金屬熱電阻溫度計和半導體熱電阻溫度計兩種。
常用的金屬熱電阻有鉑熱電阻、銅熱電阻、鎳熱電阻等。其結構有普通型熱，電阻和鎧裝熱電阻。工業(yè)用普通型熱電阻的外型結構與普通型熱電偶的外型結構基本相同。鎧裝熱電阻的主要特點是體積小，響應速度快，耐振抗沖擊，感溫元件、連接導線及保護套管全封閉并連成一體，使用壽命長。
半導體熱電阻材料是將一些氧化物(如錳、鎳、銅和鐵的氧化物)按一定比例混合壓制而成。半導體熱電阻的溫度測量范圍在-100‘C-300‘C之間。其主要特點是電阻溫度系數大(比金屬熱電阻高10~100倍)，電阻率高，感溫元件可做得很小，可根據需要做成片狀、棒狀和珠狀(珠狀外型尺寸可小到3mm)，可測空隙、腔體、內孔等處的溫度。但其性能不夠穩(wěn)定，互換性差，使其應用受到一定限制。
紅外測溫儀器是利用紅外輻射原理，采用非接觸方式，對被測物體表面進行觀測，并能記錄其溫度變化的設備。紅外測溫儀器的核心是紅外探測器，它能把入射的紅外輻射能轉變?yōu)楸阌跈z測的電能。按對輻射口向應方式的不同，將紅外探測器分為光電探測器和熱敏探測器兩大類。兩種探測器在靈敏度、響應速度、是否需要制冷、使用是否方便等方面各不相同。紅外測溫儀器還必須包括紅外光學系統(tǒng)，用于匯聚被測對象的輻射通量，并將其傳輸到紅外探測器上。紅外光學系統(tǒng)與探測器一起決定該儀器的現(xiàn)場和空間分辨率。實際應用中有反射式、折射式和折一反射式等不同類型的光學系統(tǒng)供選用。
除了紅外探測器和光學系統(tǒng)外，紅外測溫儀器還應包括信號處理系統(tǒng)(用以將電信號放大、處理成可記錄的信號)和顯示記錄系統(tǒng)(是最終將被測信號以表針指示、數字顯示或圖像等不同方式記錄、存儲下來的裝置)。
用于紅外測溫的儀器有很多種，比較常用的有紅外測溫儀和紅外熱像儀。紅外測溫儀是紅外測溫儀器中最簡單酌一種，用途廣泛，價格低廉，用于測量物體“點”的溫度，有多種紅外測溫儀供選用，它有了各有其的應用范圍和特點。
紅外熱像儀和紅外熱電視是目前使用的兩類熱成像系統(tǒng)。其中紅外熱像儀(光機掃描熱像儀>由光學與掃描系統(tǒng)、紅外探測器、視頻信號處理系統(tǒng)、顯示器等部分組成。被測對象的紅外輻射經光學系統(tǒng)匯聚、濾波，聚焦到紅外探測器上，其間
由光學一機械掃描系統(tǒng)將被測對象觀測面上各點的紅外輻射通量按時間順序排列，經紅外探測器變成電脈沖，通過視頻信號處理送到顯示器顯示出物體表面或近表面的熱像圖。熱像圖中包含了被測物體的熱狀態(tài)信息，因而通過熱像圖的觀察和分析，河以獲得物體表面或近表面層的溫度分布及其所處的熱狀態(tài)。這種測溫方法簡便、直觀、精確、有效，且不受測溫對象的限制。
只有光電探測元件制冷到很低的溫度才能降低熱噪聲，屏蔽背景噪聲，提高光電探測器的信噪比和探測率，得到較短的響應時間，因此要對探測器進行超低溫制冷。
三、溫度測量所能發(fā)現(xiàn)的故障
通過溫度測量不僅可以檢查工藝過程中的溫度變化，還可以掌握機件的受熱狀況。通過溫度測量所能發(fā)現(xiàn)的常見故障可歸納如下：
通過溫度測量可以發(fā)現(xiàn)軸承損壞，液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)等流體系統(tǒng)故障，內燃機、加熱爐等燃燒不正常引起的發(fā)熱量異常，污染物質積聚(如管道內有水垢，鍋爐或煙道內結灰渣、積聚腐蝕性污染物等)，保溫材料損壞，電器元件損壞(如電氣元件接觸不良，整流管、晶閘管等器件存在損傷，高壓輸電線的電纜接頭、絕緣子、電容器、變壓器以及輸變電網的電氣元件和設備的損壞)，非金屬部件缺陷，機件內部缺陷。還可進行裂紋探測(檢查裂紋及其發(fā)展過程，確定機件在使用中表面或近表面的裂紋及其位置等)。
四、常用的裂紋無損探測方法
常用的裂紋無損探側方法，如目視一光學探測法、滲透探測法、磁粉探測法、射線探測法、超聲波探測法、聲發(fā)射探測法、渦流探測法等的優(yōu)缺點及適用范圍。
1、目視一光學檢測法。在目視法的基礎上，采用各種光學儀器采擴大和延伸其檢測能力，便形成了目視—光學檢測法。這種方法能發(fā)現(xiàn)破損、變形、松動、滲漏、磨損、腐蝕、變色、污*、異物以及動作異常等多種故障，簡單易行，常常是精密診斷前預檢的主要方法。還可以對滲透、磁粉或其他無損探測法發(fā)現(xiàn)的缺陷進行定性分析。
2、滲透探測法。是利用液體滲透的物理性能，首先使著色滲透液或熒光滲透液滲人機件表面開口的裂紋內，然后清除表面的殘液，用吸附劑吸出裂紋內的滲透液，從而顯示出缺陷圖像的一種檢驗方法。這種方法可以檢驗鋼鐵、有色金屬、塑料等制件表面上的裂紋，以及疏松、針孔等缺陷。該檢驗方法不需要大型儀器，操作方便，靈敏度高，適用于無電源、水源現(xiàn)場的檢驗。其缺點是不能檢驗機件的內部缺陷，對機件的表面粗糙度有一定要求，試劑對環(huán)境有一定污染。采用熒光滲透液時得需要紫外燈，而且必須在暗室操作。
3、磁粉探測法。這是一種利用鐵磁材料的磁性變化所建立的探測方法。這種探測法所用設備簡單，操作方便，檢測靈敏度較高。所顯示的磁粉痕跡與缺陷的實際形式十分類似，而且適用于各種形狀的鋼鐵機件，這種探測法可以發(fā)現(xiàn)鐵磁材料表面和近表面的裂紋，以及氣孔、夾雜等缺陷。其缺點是這種探測法不能探測缺陷的深度。進行磁粉探測后的被檢件具有剩磁，需要進行退磁處理，以便將被檢件的剩磁減少到最低限度。