高压输电线路热故障红外诊断理论分析和模拟实验

针对高压输电线路热故障红外巡航检测中参考温度的选择问题，分析了线路上的热传导过程，根据准一维稳态导热模型，讨论了导热微分程的近似解析解，建立了温度沿线分布的数值计算方法，给出了参考温度的选择基准。通电电阻丝热像仪测温的模拟实验结果与数值计算结论吻合较好，本文为高压线路热故障红外巡航检测提供了理论依据。     

高压输电线路热故障红外诊断的一维瞬态理论模型

针对架空高压输电线路热故障红外巡航检测,建立了一维瞬态导热模型,并对结果进行了理论求解和模拟结果分析,所得结论可为高压线路热故障红外巡航检测提供科学的理论依据。     

红外测温对加热圆柱体轴线上热导线温度的测量

利用红外测温技术,结合导热反问题求解,给出了一种根据加热圆柱体外壁温度红外监测反推圆柱体中心轴线上热导线温度的方法。经数值计算验证,本方法可对薄壁高温的加热圆柱体轴线上的热导线的温度给出高精度的定量检测结果。     

用红外定量诊断法监测热设备内部状态

介绍了红外定量诊断对热装备内部运行状态进行监测的理论依据和方法。将红外测试技术与确定热设备内部温度分布的导热反问题结合起来，通过对空间离散化，用有限差分法，给出了获取计算设备内部温度分布空间步进迭代公式的通用步骤，计算了设备内部各点温度的具体数值，从而实现对热设备内部运行状态的监测，并以方形设备内的稳态热过程为例，阐述了该方法的实现。     

基于红外测温技术的圆筒壁厚测量

利用红外测温技术,结合导热反问题求解,给出了一种根据圆筒外壁温度计算筒壁厚的方法.经数值实验验证,本方法可对薄壁高温圆筒状热设备的内壁减薄给出高精度的定量检测结果.     

材料等效导热系数分布的红外定量检测

为了促进红外检测技术在材料导热系数检测上的研究,提出了依据相位为识别条件的共轭梯度反演算法。针对研究问题,建立了二维导热问题下的材料等效导热系数分布的红外检测模型,应用有限体积法计算出检测表面的温度分布,经FFT(Fast Fourier Transform)变换,得到检测表面的相位分布,以此相位为识别条件,采用共轭梯度算法实现了对材料等效导热系数分布的定量检测,并采用数值实验验证了检测方法的有效性。     

基于红外图像分析的电力设备热故障检测技术研究

设计基于红外图像分析的电力设备热故障检测系统,该系统由图像采集模块和图像检测模块组成。根据目标设备的形状特征识别热图像中的电力设备,计算设备区域内的最高温度值,并对各种影响因素进行修正后做出诊断,取得了令人满意的结果。在与主动式传感器的电力设备热故障检测法的对比试验中,证明提出的基于红外图像分析的电力设备热故障检测方法在对电力设备热故障区域进行检测时是准确、有效的。     

高压输电线路的状态检修方法分析

现代社会不断发展,对电量的需求日益提高,并且高压输电线路覆盖率也不断地增加,对于国民经济有着十分重要的作用。对高压输电线路进行定期的检修以及故障排除,保证其能够有效运转,是实现供电功能的一个有效途径。本文简单分析了高压输电线路故障检查方法,其中包括了档案分析方法、相对温差判断方法、表面温度判断方法、类比方法、热图谱分析方法,并且简述了红外诊断法基本原因以及诊断和检测的技术特点,分析红外热像仪检测方法以及相关事项,希望能够起到一定积极的作用。     

基于红外测温的电气控制柜内部元件热缺陷温度与方位的三维反问题识别

结合红外辐射理论分别建立了控制柜内部单个和多个元件过热时对壳体内表面的红外辐射模型,得到了壳体内表面总的热流密度分布,并针对受热壳体建立三维热传导模型。基于对壳体表面红外成像测温,运用共轭梯度法进行了导热反问题模拟研究,对控制柜内部元件的发热温度和方位同时进行了识别,最后分析了测量误差对计算结果的影响。得出结论:对单个故障元件的发热温度和方位同时进行反演求解,得到了精确的计算结果;对两个故障元件的发热温度和方位分开求解时,取得了较高的求解精度;对两个故障元件的发热温度和方位同时进行反演求解,也能获得准确的计算结果。测量误差较小时,对过热元件的故障诊断影响较小,故障元件的发热温度受测量误差影响更大。     

基于图像分析的电力设备故障检测技术研究

电力设备过热故障可以通过采集的红外图像进行识别。因此,提出基于红外热图像分析的电力设备热故障检测技术,该技术下的电力设备热故障检测系统由图像采集模块和红外图像检测模块构成。通过红外图像配准方法,确保电力设备红外图像的采集位置同原始位置一致,提高总体热故障检测的精度。依照数据库中已经完成设置的电力设备图像特征点位置,采集完成红外图像配准区域的温度信息。凭借温度信息相互对比获取的结果,实现电力设备热故障检测,并且发出警报。给出了拉普拉斯锐化算法的关键代码,以实现对电力设备红外图像的锐化处理,提高图像清晰度。实验结果说明,所提出的技术在检测电力设备热故障过程中,具有较高的检测精度和鲁棒性。     

瞬态非傅里叶导热效应判据的探讨

讨论了通用傅里叶导热定律的数学模型,推导了半无限大物体在第一类边界条件下的基于非傅里叶导热定律的双曲线型偏微分方程的解析解。通过分析非傅里叶导热定律在瞬态条件下温度分布的变化过程,提出了非傅里叶导热效应的瞬态判据以及非傅里叶导热的作用范围,对研究工程中瞬态导热问题(如激光处理,电子束处理等)有重要意义。     

瞬态非傅里叶导热效应判据的探讨

讨论了通用傅里叶导热定律的数学模型,推导了半无限大物体在第一类边界条件下的基于非傅里叶导热定律的双曲线型偏微分方程的解析解.通过分析非傅里叶导热定律在瞬态条件下温度分布的变化过程,提出了非傅里叶导热效应的瞬态判据以及非傅里叶导热的作用范围,对研究工程中瞬态导热问题(如激光处理,电子束处理等)有重要意义.     

半无限板条中任意形亚表面缺陷的热波散射

基于非傅里叶热传导方程,采用复变函数与保角映射方法,研究了半无限板条结构中任意形亚表面缺陷的热波的多重散射问题,给出了热波散射问题的一般解.温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热.分析了结构几何和物理参数对热波散射与温度分布的影响,并给出了温度变化的数值结果.分析方法和数值结果可为工程材料结构的热传导...     

Numerical simulation of thermal wave propagation during laser processing of thin films

A numerical model is developed to represent the thermal wave propagation during ultrashort pulsed laser processing of thin films. The model developed is based on the solution of non-Fourier heat conduction problem with temperature and thermal flux delays using discontinuous finite-element method. The mathematical formulation is described and computational procedures are given. The computer model is validated using the analytical solution for one-dimensional (1-D) thermal wave equations. Numerical simulations are performed to study the thermal wave propagation in a GaAs thin film exposed to ultrashort laser pulses. A wavelike behavior of the thermal signal propagation is observed, and the diffusive effect of the time relaxation in the temperature gradient is calculated and discussed. The thermal behavior of thin films under laser radiation is also studied as a function of various process parameters including pulse duration, laser pulse shapes and characteristic times of heat fluxes.     

基于红外测温的方形热设备内壁温度的推算

利用红外热像仪获得热设备外表面温度分布,经人工分析,并进行导热反问题研究,可获得设备内部信息。文中以方形工业加热炉为模型,利用炉墙外壁的红外扫描测温结果,求出其内壁的温度分布。数值实验表明,结果满足工程要求。     

A Study on Thermal Performance of Heat Pipe for Optimum Placement of Satellite Equipment

A study on the operation of a heat pipe with two heat sources has been performed to optimize the heat distribution of satellite equipment. A numerical modeling is used to predict the temperature profile for the heat pipe assuming cylindrical two-dimensional laminar flow for the vapor, and the conduction heat transfer for the wall and wick. An experimental study using the copper-water heat pipe with the length of 0.45 m has been performed to evaluate the numerical model and to compare the temperature distribution at the outer wall for the non-uniform heat distribution. The results on temperature profiles for the heat input range from 29 W to 47 W on each heater are presented. Also the correlation between the heat input and the temperature increase is presented for the optimum distribution on two heaters. The result shows that the outer wall temperature can be controlled by redistribution of heat sources. It is also concluded that the heat source closer to the condenser can carry more heat while maintaining lower temperatures at the outer wall.     

考虑非傅里叶效应的亚表面球形异质缺陷的热波散射

以往对材料内缺陷热波散射问题的研究,多假定孔洞缺陷内无异质且边界条件为绝热的。异质体孔洞缺陷是工程中更为常见的情况。基于非Fourier热传导方程,采用波函数展开法,对含异质球形缺陷的半无限体内部的热波散射与温度分布进行了研究。给出了问题的解析解和数值计算结果。分析了缺陷物理参数和几何参数以及入射波波数等对材料表面温度分布的影响。结果表明:异质体的物理参数和几何参数等对材料表面温度的影响是显著的,主要影响因素包括无量纲导热系数,无量纲热扩散长度,无量纲埋藏深度等。     

基于激光光热法的固体热扩散率数值分析

固体材料的热扩散率对于研究低温非稳态导热过程极为重要,为了研究固体材料在低温下的热扩散率,本文根据热扩散理论模型计算样品材料在不同温度时的热扩散率,在此基础上基于激光光热法对热扩散率与激光频率和相位之间的函数关系进行了数值模拟,数值计算结果与实验数据对比表明两者基本相符,研究表明激光光热法可对固体材料的热扩散率进行有效测量,样品材料在低温下热扩散率的数值模拟表明20～80 K温区样品材料热扩散率随温度变化而显著变化,80～300 K温区材料热扩散率变化较小。     

电子计算机辅助红外断层摄影技术进展

电子计算机辅助红外断层摄影技术,是一项把红外测试技术应用于加热设备内壁热场分布检测的高新技术。加热设备内部热场的变化,由于热传导必然反映到设备外部,用热像仪可测出表面温度分布热图,已知表面温度值求解系统的几何形状,是热传导问题的一种反运算。本文详细地介绍了应用电子计算机求解这类反问题的一种通用解法,最后简述了提高计算精度的途径。