一、電梯傳統(tǒng)檢測技術(shù)與紅外熱像檢測技術(shù)的比較

電梯傳統(tǒng)電氣檢測技術(shù)大都是接觸式測量方法，首先需要測試電梯電氣系統(tǒng)中元件關(guān)鍵點的電流、電壓或其它參數(shù)，然后由檢測人員結(jié)合電梯電氣控制原理和故障現(xiàn)象進行判斷分析，才能診斷出電梯故障部位或元器件，一般地整個檢測過程耗費時間較長，而且要求電梯檢測人員具有很強的特種設(shè)備專業(yè)技能，同時還要具備電梯電氣原理圖、安全回路元器件布列圖等電梯電氣系統(tǒng)詳細的資料。此外，傳統(tǒng)的電梯檢測技術(shù)只能檢測出已出現(xiàn)的故障，難以診斷潛在的故障或預判電梯故障。隨著電梯功能多樣化、印制電路板密集化等方向發(fā)展，傳統(tǒng)的電氣檢測技術(shù)已經(jīng)很難滿足于日益復雜的電梯電氣故障檢測，因此研究快速有效的故障診斷方法已經(jīng)成為電梯電氣故障診斷的迫切需求。

紅外熱成像檢測技術(shù)已在電力、核電等工程領(lǐng)域方面得到成功應用，推廣至特種設(shè)備領(lǐng)域如電梯電氣控制系統(tǒng)的故障檢測也將是其重要用途之一。與傳統(tǒng)電梯檢測方法相比，基于紅外熱像檢測技術(shù)的電梯電氣系統(tǒng)故障診斷突出優(yōu)勢有：

（1）非接觸式檢測。因紅外熱像電梯檢測技術(shù)是被測電梯元件上輻射的紅外線能量，不會影響或干擾被測對象——電梯的頻率特性與磁場，所以可應用于電梯電氣控制系統(tǒng)或高頻電路的故障檢測；

（2）操作簡單方便、安全性高，電梯電氣控制系統(tǒng)集交流380V、220V與直流110V等多種電壓，對其進行檢測或者其他帶電檢測的場合，紅外熱像電梯檢測技術(shù)不僅安全方便，而且對各種電梯檢測條件和電梯運行環(huán)境要求也不高；

（3）紅外熱像電梯檢測技術(shù)不需要電梯元器件布列圖等詳細的電梯資料圖與具有很強的特種設(shè)備專業(yè)技能，就能夠較快速準確的判斷出現(xiàn)電梯故障的元器件或者電梯安全回路，且可根據(jù)積累的電梯紅外故障診斷技術(shù)標準及時地診斷或預判出電梯隱患故障，因而能夠有效地避免電梯電氣元件的突然故障；

（4）紅外熱像電梯檢測技術(shù)應用范圍廣，可廣泛應用于電梯電氣系統(tǒng)中的任何電氣元件，且從生產(chǎn)、安裝、使用、維修及檢驗等各個環(huán)節(jié)中都可應用；

（5）使用像素高的紅外熱像儀可同時對電梯電氣控制板大范圍的元器件進行掃描檢測，故障檢測、分析與定位的過程結(jié)為一體，能在較短時間內(nèi)定位電梯電氣故障區(qū)域和失效電氣元件。

因電梯載荷、使用環(huán)境等運行工況的復雜性，必須指出的是，紅外檢測方法并不能完全取代傳統(tǒng)的測試技術(shù)，在某些方面還存在局限。隨著高性能、高像素紅外熱像儀的出現(xiàn)和計算機技術(shù)的發(fā)展，紅外熱像檢測技術(shù)可成為電梯電氣控制系統(tǒng)故障檢測更為有效方法。

二、紅外熱成像技術(shù)的電梯電氣系統(tǒng)檢測方法

在應用紅外熱成像技術(shù)檢測電梯前，應設(shè)置電梯處于正常連續(xù)運行一定時間的工況，以保證電氣系統(tǒng)元件有一定熱量。在檢測時，詳細地了解電梯的運行與載荷情況;紅外熱像儀開機后，應先檢查儀器日期、距離參數(shù)、輻射系數(shù)等設(shè)置，同時進行環(huán)境參數(shù)設(shè)置并校準內(nèi)部溫差，待圖像穩(wěn)定后根據(jù)使用的情況進一步調(diào)焦，使圖像更加清晰后再開始檢測。在電梯電氣

系統(tǒng)的檢測過程中，一般要先用儀器設(shè)備對所有應測試電梯元件或部位進行全面掃描，發(fā)現(xiàn)電梯電氣系統(tǒng)過熱異常部位并標記，然后重點對異常部位和被檢測電梯電氣元件進行準確檢測。拍攝時應盡量去掉對電梯電氣元件紅外圖像分析無意義的物體，獲取電梯電氣系統(tǒng)最大的整體紅外熱像圖。在紅外熱成像技術(shù)電梯檢測使用中應當注意：

（1）儀器應在安全距離允許范圍內(nèi)盡量靠近電梯電氣控制系統(tǒng)，以提高紅外熱像儀對電梯電氣元件表面細節(jié)的分辨能力及測溫精度；

（2）對電梯紅外熱成像檢測應事先設(shè)定幾個不同的角度對元件檢測跟蹤，確定可進行檢測電梯元件的最佳位置，并作上標記，確保復測電梯元件或同型號電梯電氣系統(tǒng)有互比性，積累圖庫并提高檢測分析準確性與效率；

（3）檢測電梯控制系統(tǒng)溫升所用的環(huán)境溫度參照體應盡可能選擇與電梯電氣系統(tǒng)類似的物體，且最好能在檢測電梯電氣系統(tǒng)中選擇同一方向或同一視場；

（4）紅外熱成像技術(shù)電梯檢測一般在電梯機房進行，所以電梯系熱像系統(tǒng)的電梯電氣系統(tǒng)測溫量程宜設(shè)置在電梯機房環(huán)境溫度加溫升(10K～20K)之間進行檢測；

（5）在有較為明顯的電梯電氣系統(tǒng)電磁場環(huán)境中，儀器連續(xù)使用時每隔5min～10min，或者圖像出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象時，再繼續(xù)電梯電氣元件檢測時應進行內(nèi)部溫度校準；

（6）紅外熱成像技術(shù)電梯檢測應正確選擇被測電梯元件的比輻射率。

三、紅外熱成像技術(shù)電梯電氣元件檢測的缺陷分析方法

在實踐中，紅外熱成像技術(shù)電梯電氣元件檢測的缺陷分析判斷方法，可參考電力行業(yè)標準DL/T664-1999《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應用導則》。針對電梯檢測，歸納如下：

1、表面溫度判斷法

電子元器件的表面溫度判斷法主要用于電梯電氣系統(tǒng)中裸露在外的各類接頭、接線柱、觸頭等。根據(jù)電梯電氣元件表面溫度，參照相關(guān)電氣行業(yè)標準，按照溫度（溫升）超過標準的程度來確定電梯電氣元件缺陷的性質(zhì)及嚴重性；檢測時應從不同方位進行拍攝電梯電氣系統(tǒng)元件，找出最熱點溫度或異常部位。

2、相對溫差判斷法

紅外熱成像技術(shù)電梯電氣元件檢測的相對溫差判斷法指電梯電氣系統(tǒng)兩個對應測點的溫差與其中較熱點的溫升之比百分數(shù)。對電梯電氣系統(tǒng)中電流致熱的元器件，當環(huán)境溫度較低尤其是負荷電流小的情況下，其元件的溫升值并沒有超過有關(guān)規(guī)定，但大量的檢測實踐證明此時的溫升值并不能說明該元件沒有缺陷或故障存在，往往在負荷增長或環(huán)境溫度上升之后，就會引發(fā)電梯故障或事故。相對溫差用下述公式表示：

其中，t₁和T₁表示電梯元件發(fā)熱點的溫升和溫度，t₂和T₂表示電梯正常相對應點的溫升和溫度，T₀表示電梯運行環(huán)境參照體的溫度。

3、同類比較法

在同地的電梯電氣回路中，當三相電流對稱和三相(或兩相)電梯電氣設(shè)備相同時，比較三相(或兩相)電流致熱型元件對應部位的溫升值，可判斷電梯是否運行正常或預判電梯故障。若三相電壓同時出現(xiàn)異常，可與同回路的同類電梯電氣設(shè)備比較；因電梯電氣回路負載的復雜性，當三相負荷電流不對稱時應考慮負荷電流的影響。

對于型號規(guī)格相同的電梯電氣電壓致熱型元件，可根據(jù)其對應點溫升值的差異來判斷電梯電氣元件是否正常。電壓致熱型電梯電氣元件設(shè)備的缺陷宜用允許溫升或同類允許溫差的判斷依據(jù)確定。一般情況下，當同類電梯電氣元件溫差超過允許溫升值的30%時，應定為重大安全隱患。

4、圖像特征判斷法

紅外熱成像技術(shù)電梯電氣元件檢測中圖像特征判斷法是一種常見的經(jīng)驗判斷方法，能發(fā)現(xiàn)一些特殊的電梯電氣元件缺陷，如抱閘接觸器發(fā)熱異常。根據(jù)同型號電梯的正常運行狀態(tài)和異常狀態(tài)的電氣熱圖像的差異判斷電梯是否處于運行正常，并可用該方法預判電梯故障。

5、檔案分析法

紅外熱成像技術(shù)電梯電氣元件檢測檔案分析同一電梯在不同時期的檢測數(shù)據(jù)（例如溫度異常升高、相對溫差和熱譜圖），找出電梯電氣系統(tǒng)致熱參數(shù)的變化趨勢和變化速率，以判斷電梯是否正常。

將電氣元件溫度測量圖像結(jié)果與電梯以往測試的紅外技術(shù)檔案相比較進行分析，這種方法的基礎(chǔ)是要為被診斷的電梯建立紅外熱譜圖檢測技術(shù)檔案，在診斷電梯有無異常時，可分析該電梯在不同時期的紅外熱譜圖檢測結(jié)果，包括溫度、溫升和溫度場分布有無變化，掌握電梯電氣元件發(fā)熱的變化趨勢。

四、紅外熱成像檢測電梯電氣系統(tǒng)例證

1、紅外熱成像儀在檢測電梯三相不平衡方面的應用

三相不平衡在電梯電氣系統(tǒng)表現(xiàn)為三相電流或電壓幅值不一致，電機的溫升和損耗也將隨三相電壓的不平衡度而增大，會導致引起電梯運行不穩(wěn)定，易造成電梯關(guān)人、困人現(xiàn)象。所以電梯在三相電壓不平衡狀況下運行，是常見電梯安全隱患，應盡快查明原因避免事故發(fā)生。利用紅外熱像儀在三相電壓不平衡拍到的紅外圖像見圖1，圖中顏色赤紅的一相即為與另外二相電壓不一致。

圖1 三相電壓不平衡的紅外圖像

2、紅外熱像儀在電梯電機觀測方面的應用

用紅外熱成像儀可以使用區(qū)域分析功能，捕獲電梯電機溫度分布的紅外溫度測量值作為一個二維圖像。觀察分析軟件上溫度分布的情況，來確定大致的溫度范圍是否處于安全值，圖2為電梯電機的紅外熱像圖，可用表面溫度判斷法、檔案分析法等缺陷分析方法判斷是否有缺陷。

圖2 電梯電機的紅外熱像圖

3、紅外熱像儀在電梯變頻器觀測方面的應用

在電梯評估中，利用紅外熱成像儀拍攝到電梯變頻器板元器件最高溫度大于150℃，由紅外熱譜圖檔案分析判斷為電梯電阻元器件碳化引起的局部高溫。易造成電梯偶發(fā)故障，需要關(guān)注并建議更換。圖3即為某電梯變頻柜板電阻器件高溫碳化的紅外熱像圖。

圖3 電梯變頻柜HVIB板電阻器件高溫碳化的紅外熱像圖

五、總結(jié)

紅外熱成像檢測技術(shù)是診斷電梯電氣系統(tǒng)和線路熱故障有效的先進技術(shù)，是開展電梯設(shè)備狀態(tài)檢修與安全檢測行之有效的方法。應用紅外熱成像技術(shù)對電梯電氣設(shè)備進行在線檢測，能夠及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的缺陷和異常情況，為電梯檢修提供依據(jù)，為開展電梯安全維修創(chuàng)造條件，提高電氣設(shè)備運行的可靠性，從而保障電梯電氣設(shè)備的安全運行。