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红外热成像应用于智能型机舱测温报警解决方案

  2020年09月01日  

资料背景

  虽然近年来,随着有关国际公约的生效,船舶在建造中安全防火的要求与标准越来越高了。采用耐热与结构性限面,将船舶划分为若干主竖区,将起居处所与船舶的其他处所隔开,限制可燃物质在船舶上的使用等防火措施。但船舶的火灾隐患依然存在,只有了解船舶存在的火灾隐患,才能真正做到“防风险、除隐患、遏事故”。另外船舶机舱有各种机械和动力设备十分复杂,这些设备出现的故障也千变万化,要实现监测的智能化,从而达到故障的预测和预报是十分困难的。

  随着科学技术的发展进步和航运事业发展的要求,顺应行业需求, 自2015 年CCS发布《智能船舶规范》以来,已有多艘船舶申请CCS智能船舶附加标志。随之智能机舱也应运而生。智能型机舱监测报警系统的功能除完成常规系统的功能,如巡回检测、越限报警、数据报表、报警打印、故障提示等外,增加的突出功能是实现故障的预报和预警。这样在故障出现前,系统会提前发出预报和预警,操作人员可以提前进行事故处理和排除,从而大大降低故障的发生几率,使船舶机舱事故尽量消除在萌芽状态中。

由于温度升高引起的船舱火灾事故分析

  1、船舶机舱各种机械和动力设备的老化,常年失修,引起火灾,电路中的电线负荷都有额定值,当超过负荷用电时发热点,引起自燃起火。

  2、温度升高使危险化学品体积压力增大,热胀冷缩是物体的一般物理现象。高温使容器内部压力增大,若超过了容器所能承受的压力,就会造成容器故障,甚至炸裂。如果容器是敞口,液体膨胀超过其容量就会外溢,发生跑、冒、滴、漏现象。就气体而言,其膨胀系数就更大了。气体一般都是装在钢瓶里的,随着温度的升高,压力过高,钢瓶就有爆炸的危险。

  3、温度升高加速氧化分解和自燃,温度升高使液体的蒸发速度加快,温度越高,易燃液体蒸发越快,液面上蒸气浓度越大,与空气形成爆炸性混合气体的可能性就越大,火灾爆炸危险性就越大。有些易燃液体的沸点是很低的,在高温天气下极易超过沸点,蒸发加速,就容易发生危险。

智能型船舶检测分析

  本方案着重讲解,智能船舶检测关键设备老化的重要性

  1、机舱智能化是实现船舶智能化的核心与关键。发动机的正常运行时间都至关重要,本方案根据CCS《智能船舶规范》中对智能机舱的定义,重点分析智能机舱中针对主、辅发动机和轴系关键零部件等设备的状态监测诊断方法的原理及应用,包括主推进发动机、辅助发电用发电机的燃烧性能、活塞与缸套、进、排气阀、主轴承和主推进发动机的轴功率和活塞环等性能和关键零部件的状态监测。机舱是现代船舶的"心脏",本文通过分析机舱起火的原因及维护,探讨现代船舶如何利用现代科技发展成果加强和规范机舱管理,达到减少机舱火灾造成船舶危害的目的。

  2、若能与相应的识别程序结合来实现对故障的自动识别,就能在提高诊断效率和精度的同时防止操作人员因操作不当等原因造成的事故,对实现自动、半自动故障诊断具有重要意义。然而,自动诊断需要建立在大量数据统计的基础上,这也是使用红外热成像技术进行发动机故障诊断的难点所在。

  人工智能在向着终端侧迁移,融入了人工智能的热像终端与APP,与传感器结合是其中的一种解决方案。红外热成像手持终端可以进行发动机常见故障诊断,使用红外热成像技术进行发动机,漏水、漏油、发动异常、缺缸等4类故障诊断,并获得故障温度特征,得出故障诊断的依据。形成故障数据库。

热像手持终端应用

方案优势分析

  与现行的振动、压力、能耗、尾气等相应方式相比,使用红外热成像技术进行发动机常见故障诊断的方法具有非接触、无干扰、无损、准确、无需大量仪器、便捷、直观、迅速以及对故障所对应的温度特征指向性明确等众多优点。

案例分析1

  热成像手持终端用于智能机舱难以触及关键部位的检测

  热成像手持终端非常适用于造船厂对船舶上昏暗的,或者难以触及的地方进行检测。这项技术能够以一种非接触式的模式对一些隐蔽的,难以检测的地方进行检测。
  实际使用红外热像仪时,只需准确输入相关参数,即可自动得出温度分布图像.需注意,如果参数设置不准确,则会相应地影响拍摄所获得的温度场的准确性。

  应用红外热成像技术实现发动机故障诊断红外热成像系统收集发动机上各点的红外辐射,通过光电转换将光电信号变成模拟信号,再对模拟信号进行处理,最终将目标的图像显示在显示屏上.图像反映发动机各点温度的差异,与景物十分相似.上图红外热像图和数码照片.通过分析发动机红外热像图,可以根据不同温度特征进行发动机泄漏、发动异常、缺缸故障的诊断。

  排气管的温度过高可以直接反映出燃烧不充分,从而对发动机系统的工作状况有个间接的评估。如果管路的温度分布不均匀,则可以反映出管道本身具有结构上的缺陷。

案例分析2

  缺缸故障

  热像图拍摄位置区域为发动机整机,通过分析得出标准情况下和发动异常时发动机从启动30 s到启动60 s 的过程中温度平均值增量。

  对缺缸故障的分析

  发动异常时发动机启动后温度上升极缓10/14慢(增量为0.2 C),相比标准情况下的7.2 C基本可以忽略不计,这是因为发动异常时发动机气缸内未燃烧产热。

案例分析3

  通过温度 设备检测
  设备的某些微小的裂纹,细微的结构设计差别等,很难通过其它方法来进行准确诊断的。而采用红外热成像仪则可以将细微的结构缺陷反映为细微的温度差别,从而能够达到其它方式所不能达到的诊断效果。我们可以对设备内部的温度分布一目了然。各个部件位置的温度可以准确反映出实际工作中的发动机性能的体现。

应用领域

标签:FLIR 红外热像仪我要反馈
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