一、兩者測(cè)量的是同一物理量

1、被混淆的兩個(gè)維度

點(diǎn)溫儀與熱像儀測(cè)量的是同一物理量，即物體表面的輻射亮度溫度，二者物理原理完全一致，并不存在準(zhǔn)確度量級(jí)上的固有差異。

現(xiàn)場(chǎng)有一種流傳較廣的說法，認(rèn)為點(diǎn)溫儀讀數(shù)準(zhǔn)確而熱像儀只能作定性觀察。該說法混淆了兩個(gè)不同維度。讀數(shù)是否準(zhǔn)確，取決于示值誤差與溯源鏈條。能否發(fā)現(xiàn)發(fā)熱點(diǎn)，則取決于儀器在多大的范圍內(nèi)完成采樣。前者屬準(zhǔn)確度范疇，后者屬覆蓋率范疇。兩者互不替代。

把兩臺(tái)儀器按參數(shù)高低直接比較，往往得不出結(jié)論。需要先行明確本次作業(yè)的目標(biāo)：確認(rèn)已知部位的具體溫度，還是在位置未知的條件下搜尋異常。目標(biāo)不同，應(yīng)選用的儀器也不同。

點(diǎn)溫儀在班組中配置時(shí)間更早，操作門檻也更低，因而長(zhǎng)期被視作準(zhǔn)確的代表。這一印象與儀器本身的性能無關(guān)，卻會(huì)影響工具選型的判斷，習(xí)慣一旦形成，橫向比對(duì)的機(jī)會(huì)隨之減少，誤判也難以被糾正。

2、電氣紅外檢測(cè)的本質(zhì)是篩查

變電站與配電房的紅外檢測(cè)，多數(shù)情況下并不知道缺陷位于何處，接頭松動(dòng)、壓接點(diǎn)氧化、刀口積污，其位置在檢測(cè)前無從預(yù)判，只能依靠一輪作業(yè)予以發(fā)現(xiàn)。

篩查要求在一次作業(yè)中覆蓋盡可能多的部位，并留下可供回溯的記錄。該目標(biāo)與熱像儀的設(shè)計(jì)定位一致。點(diǎn)溫儀則相反，它要求檢測(cè)人員預(yù)先確定測(cè)點(diǎn)，儀器只回答該點(diǎn)位的溫度。

上述分工決定了兩者在檢測(cè)流程中的位置：熱像儀用于發(fā)現(xiàn)，點(diǎn)溫儀用于確認(rèn)。在缺陷位置未知的條件下，應(yīng)優(yōu)先使用熱像儀。

3、發(fā)射率修正的必要性

兩類儀器還須面對(duì)同一項(xiàng)修正，即發(fā)射率，電氣設(shè)備上的金屬表面，例如氧化銅排與發(fā)暗的鋁線夾，其發(fā)射率通常不在儀器默認(rèn)值附近。

不少手持點(diǎn)溫儀將發(fā)射率固定為 0.95，或僅提供幾檔粗調(diào)，面對(duì)氧化程度不同的表面，檢測(cè)人員沒有修正余地，讀數(shù)偏低也難以察覺。熱像儀通常支持逐點(diǎn)設(shè)置發(fā)射率，也可借助已知發(fā)射率的參考試塊反推，從而補(bǔ)回這一環(huán)節(jié)。

該項(xiàng)參數(shù)在參數(shù)表中并不顯眼，卻是現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)偏差的常見根源。

4、示值誤差的適用條件

儀器標(biāo)稱的示值誤差，是在規(guī)定的檢定條件下得出的，JJG 856-2015 對(duì)檢定條件與檢定項(xiàng)目，以及檢定方法均有明確規(guī)定，黑體輻射源溫度、環(huán)境溫度與測(cè)量距離均處于受控范圍。

現(xiàn)場(chǎng)條件與檢定條件存在明顯差異。被測(cè)表面的發(fā)射率隨氧化程度變化。背景輻射來自太陽與鄰近設(shè)備，也來自天空。測(cè)量距離增大之后，大氣衰減參與其中。測(cè)量角度往往并非正對(duì)目標(biāo)。

條件并不復(fù)現(xiàn)。

因此點(diǎn)溫儀的準(zhǔn)確是有前提的準(zhǔn)確。前提成立時(shí)讀數(shù)可靠，前提不成立時(shí)，儀器仍然輸出一個(gè)看似正常的數(shù)值，檢測(cè)人員無從判斷其可信程度。同一臺(tái)儀器在計(jì)量室內(nèi)與在設(shè)備構(gòu)架下的測(cè)量可信度并不相同。

5、現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)的能量構(gòu)成

從能量構(gòu)成看，輻射溫度計(jì)接收的輻射由三部分組成：目標(biāo)自身發(fā)射的輻射、目標(biāo)反射的環(huán)境輻射，以及測(cè)量路徑上大氣的透射與自身輻射。對(duì)不透明表面，反射率與發(fā)射率之和為 1，發(fā)射率越低，反射項(xiàng)在總輻射中所占的比例越高。

檢定條件下，黑體輻射源發(fā)射率接近 1，背景溫度與源溫度均受控，測(cè)量距離固定，反射項(xiàng)與大氣項(xiàng)可以忽略，儀器輸出與目標(biāo)溫度之間接近一一對(duì)應(yīng)。現(xiàn)場(chǎng)條件下這三項(xiàng)同時(shí)在變化，輸出不再只由目標(biāo)溫度決定。

這一構(gòu)成也解釋了為什么發(fā)射率設(shè)定錯(cuò)誤帶來的偏差往往大于儀器自身的示值誤差：發(fā)射率既改變目標(biāo)發(fā)射項(xiàng)的權(quán)重，也改變反射項(xiàng)的權(quán)重，兩項(xiàng)同時(shí)作用。

理解該構(gòu)成有兩個(gè)直接用途。判斷偏差量級(jí)時(shí)先看發(fā)射率與背景，再看儀器本身。比較兩臺(tái)儀器的讀數(shù)時(shí)，先確認(rèn)兩者的發(fā)射率設(shè)定、測(cè)量距離、背景條件是否一致，條件不齊的比較本身沒有意義。

二、單點(diǎn)采樣與面陣采樣的差別

1、點(diǎn)溫儀輸出的是視場(chǎng)內(nèi)的加權(quán)平均

點(diǎn)溫儀并不測(cè)量一個(gè)幾何點(diǎn)，它接收的是一片圓形區(qū)域內(nèi)的輻射，該區(qū)域在計(jì)量規(guī)程中有專門定義。

JJG 856-2015《工作用輻射溫度計(jì)》將視場(chǎng)定義為輻射溫度計(jì)所接收的輻射的被測(cè)區(qū)域，通常為圓型平面被測(cè)目標(biāo)，規(guī)程同時(shí)注明，視場(chǎng)與測(cè)量距離有關(guān)，且與使用者通過瞄準(zhǔn)系統(tǒng)觀測(cè)到的區(qū)域?qū)儆诓煌拍睢?/p>

這一區(qū)分在現(xiàn)場(chǎng)尤為重要。手持點(diǎn)溫儀多配備激光指示，檢測(cè)人員看到紅點(diǎn)落在接頭上，便默認(rèn)被測(cè)區(qū)域即該點(diǎn)，而實(shí)際參與測(cè)量的是整片圓形區(qū)域內(nèi)所有輻射的加權(quán)結(jié)果。當(dāng)目標(biāo)小于該區(qū)域時(shí)，混入讀數(shù)的即為背景溫度。

激光點(diǎn)直徑僅為數(shù)毫米，視場(chǎng)直徑可達(dá)數(shù)百毫米，兩者相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

2、熱像儀以像元為單位輸出溫度分布

熱像儀的探測(cè)器為面陣結(jié)構(gòu)，畫面被劃分為若干像元，每個(gè)像元獨(dú)立輸出一個(gè)溫度值，觀察熱像圖時(shí)，檢測(cè)人員直接獲得溫度分布，也能讀出目標(biāo)占據(jù)的像元數(shù)。

由此帶來的實(shí)際價(jià)值在于，目標(biāo)是否被準(zhǔn)確測(cè)量在圖像上可以判斷，占據(jù)的像元數(shù)是否充足，邊緣是否混入背景，均可直接識(shí)別。點(diǎn)溫儀不具備這一信息通道，讀數(shù)偏低時(shí)檢測(cè)人員通常難以察覺，容易誤認(rèn)為設(shè)備本身溫度不高。

偏差無從發(fā)現(xiàn)。

3、目標(biāo)占格數(shù)對(duì)讀數(shù)可信度的影響

當(dāng)目標(biāo)在畫面上占據(jù)的像元數(shù)過少時(shí)，位于邊緣的像元會(huì)同時(shí)接收目標(biāo)與背景的輻射，計(jì)算所得溫度介于兩者之間，低于目標(biāo)的真實(shí)溫度。

現(xiàn)場(chǎng)通行的做法是保證目標(biāo)占據(jù)足夠數(shù)量的像元，邊緣一圈不參與判讀，僅以中心區(qū)域的讀數(shù)為準(zhǔn)。若目標(biāo)過小且無法縮短測(cè)量距離，更換長(zhǎng)焦鏡頭是更可行的方案。

此即應(yīng)對(duì)手段。

熱像儀使該判斷具備執(zhí)行條件。目標(biāo)占據(jù)多少像元在圖像上可以直接讀出，檢測(cè)人員據(jù)此決定更換鏡頭或縮短距離。點(diǎn)溫儀缺乏這一依據(jù)，檢測(cè)人員只能憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)光斑位置，估計(jì)偏差無法被發(fā)現(xiàn)。

三、距離系數(shù)對(duì)點(diǎn)溫儀現(xiàn)場(chǎng)適用性的制約

1、視場(chǎng)直徑隨測(cè)量距離線性增大

點(diǎn)溫儀的技術(shù)參數(shù)中有一項(xiàng)稱為距離系數(shù)，記作 D:S，指聚焦?fàn)顟B(tài)下測(cè)量距離與視場(chǎng)直徑之比，該術(shù)語由 JJG 856-2015 給出。

換算關(guān)系十分直接：視場(chǎng)直徑等于測(cè)量距離除以距離系數(shù)。一臺(tái)標(biāo)稱 12 比 1 的儀器，在 12 米處的視場(chǎng)直徑為 1 米。若為 50 比 1，相同距離下視場(chǎng)直徑約為 240 毫米。市面上的便攜點(diǎn)溫儀多分布在 12 比 1 至 50 比 1 之間。

將該數(shù)值代入架空線路場(chǎng)景，問題隨即具體化。并溝線夾、設(shè)備線夾一類目標(biāo)的尺寸通常為數(shù)十毫米至一百毫米。使用 50 比 1 的點(diǎn)溫儀在 12 米處測(cè)量，視場(chǎng)直徑達(dá) 240 毫米，為目標(biāo)尺寸的兩至三倍，讀數(shù)中絕大部分來自導(dǎo)線與空氣背景，目標(biāo)的真實(shí)溫度被攤薄。

偏差由此產(chǎn)生。

該結(jié)果并非儀器故障，而是幾何關(guān)系的必然。

2、遠(yuǎn)距離條件下兩類儀器的分辨能力差異

對(duì)同一目標(biāo)，測(cè)量距離縮短一半，視場(chǎng)直徑隨之縮小一半，因此點(diǎn)溫儀在現(xiàn)場(chǎng)的通用原則是盡量縮短測(cè)量距離。

問題在于電氣現(xiàn)場(chǎng)往往無法滿足這一要求，帶電部位設(shè)有安全距離，電壓等級(jí)越高要求的站位越遠(yuǎn)。架空線路位于十余米高處。隔離開關(guān)的觸頭還隔著構(gòu)架與圍欄。這些場(chǎng)合恰是紅外檢測(cè)的主要對(duì)象，也正是點(diǎn)溫儀難以勝任之處。

熱像儀在此類場(chǎng)合的表現(xiàn)不同。單像元對(duì)應(yīng)的角寬度由像元尺寸與鏡頭焦距決定，與測(cè)量距離無關(guān)。像元尺寸 12 微米配 24 毫米焦距的鏡頭，單像元角寬度約為 0.5 毫弧度，在 12 米處一個(gè)像元對(duì)應(yīng)約 6 毫米，一個(gè) 100 毫米的線夾在該配置下約占 16 個(gè)像元。

同為 12 米測(cè)量距離，點(diǎn)溫儀視場(chǎng)為 240 毫米，熱像儀單像元為 6 毫米，兩者相差約四十倍，這一差距即遠(yuǎn)距小目標(biāo)條件下兩類儀器實(shí)際分辨能力之差。

3、輻射源尺寸效應(yīng)

點(diǎn)溫儀的輸出還會(huì)隨被測(cè)物的尺寸變化，JJG 856-2015 將該現(xiàn)象列為術(shù)語，稱為輻射源尺寸效應(yīng)，指在測(cè)量距離一定時(shí)，輻射溫度計(jì)輸出依賴于被測(cè)物大小的效應(yīng)。

同一臺(tái)點(diǎn)溫儀測(cè)量大目標(biāo)與小目標(biāo)，即便兩者真實(shí)溫度相同，讀數(shù)也可能不一致，該特性已由規(guī)程明文列出，既非故障，也不屬于操作失誤。

規(guī)程已列明。

其實(shí)際含義十分明確：點(diǎn)溫儀的讀數(shù)僅在目標(biāo)充滿視場(chǎng)時(shí)方可采信。現(xiàn)場(chǎng)以小接頭作為被測(cè)對(duì)象，相當(dāng)于將儀器用于其不適用的區(qū)間。

4、低發(fā)射率表面的反射疊加

電氣設(shè)備中存在大量拋光或輕度氧化的金屬表面，此類表面發(fā)射率低而反射率高。點(diǎn)溫儀接收的輻射中，來自目標(biāo)自身發(fā)射的部分只占一定比例，其余為周圍物體與太陽的反射。

負(fù)荷較重時(shí)，相鄰相導(dǎo)體、變壓器外殼以及經(jīng)日照加熱的構(gòu)架均可成為反射源。測(cè)量結(jié)果可能顯著高于目標(biāo)真實(shí)溫度，也可能因反射冷天空而偏低。偏差的方向與幅度取決于站位與測(cè)量角度，改變位置后讀數(shù)隨之變化。

該因素與距離系數(shù)相互疊加。在遠(yuǎn)距小目標(biāo)條件下，既要處理背景混入，又要處理反射混入，兩者共同指向同一結(jié)果：讀數(shù)不可信，且該不可信無法被識(shí)別。

5、測(cè)量不確定度的主要分量

把現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫的不確定度拆開看，主要分量有五項(xiàng)：儀器示值誤差與長(zhǎng)期漂移、發(fā)射率設(shè)定偏差、背景輻射修正殘差、輻射源尺寸效應(yīng)、大氣衰減。不同場(chǎng)景下各分量的權(quán)重并不相同。

近距離、目標(biāo)充滿視場(chǎng)、表面氧化均勻時(shí)，后三項(xiàng)可以忽略，不確定度主要來自儀器本身與發(fā)射率設(shè)定，此時(shí)兩類儀器的差別不大。

遠(yuǎn)距離、小目標(biāo)、亮金屬表面時(shí)，后三項(xiàng)迅速上升為不確定度的主要來源，而這幾項(xiàng)恰恰是點(diǎn)溫儀在現(xiàn)場(chǎng)難以量化與修正的。熱像儀至少能通過目標(biāo)占格數(shù)與圖像上的背景分布，對(duì)尺寸效應(yīng)與背景混入作出定性判斷。

這一拆分也給出了改進(jìn)方向的優(yōu)先級(jí)：與其追求更高的儀器準(zhǔn)確度等級(jí)，不如先把發(fā)射率、測(cè)量距離、背景這三項(xiàng)控制住。

四、漏檢的形成機(jī)制

1、電流致熱缺陷的局部性

電流致熱型缺陷的發(fā)熱點(diǎn)通常集中在很小的局部，螺栓型線夾的螺栓頭、壓接管的端口、隔離開關(guān)的觸指接觸位置、電纜終端應(yīng)力錐附近，真正發(fā)熱的范圍往往只有十余毫米。

在熱像圖上，此類缺陷表現(xiàn)為一個(gè)邊界清晰的亮點(diǎn)，周圍溫度正常，檢測(cè)人員可以直接識(shí)別，也能量出熱點(diǎn)的具體位置，并將其與相鄰正常部位進(jìn)行比較。

點(diǎn)溫儀難以應(yīng)對(duì)這一情形。瞄準(zhǔn)時(shí)若偏離數(shù)厘米，光斑落在正常部位，讀數(shù)完全正常。檢測(cè)人員記錄下一個(gè)未見異常的數(shù)值后結(jié)束該測(cè)點(diǎn)，而發(fā)熱點(diǎn)實(shí)際位于其旁。

結(jié)論因此失真。

2、漏檢的無跡象特征

此類漏檢值得警惕之處在于不留任何異常跡象。儀器讀數(shù)正常，作業(yè)記錄完整，各方均認(rèn)為該輪檢測(cè)已經(jīng)完成。待缺陷發(fā)展至需緊急處置的程度時(shí)回查記錄，該部位確已測(cè)過，只是未測(cè)在發(fā)熱點(diǎn)上。

熱像儀則將整個(gè)區(qū)域完整記錄。即便當(dāng)時(shí)未予關(guān)注，事后回看圖像仍可發(fā)現(xiàn)。這一差別在處理發(fā)展緩慢的缺陷時(shí)尤為關(guān)鍵，因此類缺陷需依靠多次巡檢的對(duì)比方能識(shí)別趨勢(shì)。

3、負(fù)荷率對(duì)缺陷顯現(xiàn)程度的影響

電流致熱缺陷的發(fā)熱功率與電流的平方成正比，負(fù)荷率降至一半時(shí)，發(fā)熱量降至四分之一。

溫升隨之壓縮。

同一接頭在高峰負(fù)荷下的溫升可能達(dá)十余開，在輕負(fù)荷時(shí)僅為數(shù)開。點(diǎn)溫儀若在輕負(fù)荷時(shí)段測(cè)量，讀數(shù)落在正常區(qū)間，檢測(cè)人員記錄一個(gè)合格的數(shù)值后即結(jié)束該測(cè)點(diǎn)。

熱像儀至少還能完成橫向比較。同一幅圖像中，缺陷相與正常相的溫差不會(huì)因負(fù)荷降低而消失，三相之間的相對(duì)關(guān)系依然存在，異常仍然可以顯現(xiàn)。點(diǎn)溫儀一次只能讀取一個(gè)數(shù)值，不具備這一橫向參照。

五、單輪巡檢的作業(yè)量與記錄形態(tài)

1、測(cè)點(diǎn)數(shù)量對(duì)作業(yè)方式的約束

一臺(tái) 10 千伏開關(guān)柜，需要關(guān)注的觸點(diǎn)、接頭、母排連接點(diǎn)通常有數(shù)十處，點(diǎn)溫儀的使用方式是逐點(diǎn)瞄準(zhǔn)、等待讀數(shù)穩(wěn)定、記錄數(shù)值，再移至下一測(cè)點(diǎn)。

熱像儀的作業(yè)節(jié)奏不同。在一個(gè)方位站定，畫面中同時(shí)出現(xiàn)數(shù)十個(gè)部位，按下快門即完成記錄，判讀工作可在離線狀態(tài)下對(duì)著圖像進(jìn)行，無需占用現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間。

現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間通常是有限資源。停電窗口短，夜巡時(shí)段有限，部分區(qū)域還設(shè)有作業(yè)時(shí)間限制。在相同時(shí)間內(nèi)，熱像儀覆蓋的范圍遠(yuǎn)大于點(diǎn)溫儀，這一點(diǎn)在多間隔配電室中尤為明顯。

差距由此拉開。

2、記錄形態(tài)決定數(shù)據(jù)的可比性

點(diǎn)溫儀留下的是一個(gè)數(shù)值，附帶檢測(cè)人員自行書寫的位置描述，下一輪更換班組后，若無法定位上一輪的測(cè)點(diǎn)，數(shù)據(jù)比對(duì)便無從開展。

熱像儀留下的是圖像，畫面中包含設(shè)備輪廓、溫度分布與測(cè)點(diǎn)位置。下一輪復(fù)測(cè)時(shí)，檢測(cè)人員可回到同一位置、采用同一角度，完成真正意義上的對(duì)比。

這一點(diǎn)在周期性檢測(cè)中分量很重。判斷缺陷處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)還是趨于穩(wěn)定，依靠的正是歷次數(shù)據(jù)能否置于同一基準(zhǔn)下比較，而數(shù)字記錄恰恰缺少這一基準(zhǔn)。

3、缺陷臺(tái)賬對(duì)記錄要素的要求

缺陷臺(tái)賬通常需要填寫位置、發(fā)現(xiàn)時(shí)間、溫度、環(huán)境溫度、當(dāng)時(shí)負(fù)荷，并附一張能夠說明問題的圖像。熱像儀的原始記錄天然具備上述要素，編號(hào)歸檔后可直接調(diào)出比對(duì)。

點(diǎn)溫儀一側(cè)則須人工補(bǔ)錄。測(cè)點(diǎn)位置描述到何種詳細(xì)程度才能保證下一輪定位，描述過細(xì)影響效率，描述過粗則無法對(duì)應(yīng)，班組更換后偏差更大。圖像記錄所省去的正是這一層轉(zhuǎn)述。

歸檔方式同樣需要規(guī)范。原始文件應(yīng)予保留，處理結(jié)果另行存儲(chǔ)，文件名按間隔、設(shè)備、部位、日期命名，數(shù)年后回查方能定位。熱像儀拍攝的圖像自帶拍攝時(shí)間與參數(shù)，整理工作量較低，也不易出現(xiàn)位置記錄錯(cuò)誤。點(diǎn)溫儀一側(cè)全部依賴手寫，記錄越簡(jiǎn)略，下一輪對(duì)應(yīng)越困難，這一差別在一年之內(nèi)不易察覺，三年之后則十分明顯。

六、紅外診斷方法對(duì)數(shù)據(jù)完整性的要求

1、相對(duì)溫差所需的三個(gè)溫度量

電力設(shè)備的紅外診斷需要同時(shí)掌握三個(gè)量：發(fā)熱點(diǎn)溫度、正常相對(duì)應(yīng)點(diǎn)溫度、環(huán)境參照溫度。由三者計(jì)算得到的相對(duì)溫差可抵消負(fù)荷高低的影響，使不同時(shí)間測(cè)得的數(shù)據(jù)具備可比性，具體判據(jù)以規(guī)范原文為準(zhǔn)。

對(duì)熱像儀而言，這三個(gè)量通常位于同一幅圖像中，發(fā)熱點(diǎn)在圖像上，正常相對(duì)應(yīng)點(diǎn)也在圖像上，環(huán)境溫度單獨(dú)測(cè)量一次即可，檢測(cè)人員還可事后復(fù)核參照點(diǎn)的選取是否合理。

點(diǎn)溫儀則須分次測(cè)量。幾個(gè)讀數(shù)分屬不同時(shí)刻，若負(fù)荷存在波動(dòng)，數(shù)值之間本身即不同步。更為復(fù)雜的是正常相對(duì)應(yīng)點(diǎn)的選取：必須先判斷哪一處屬于正常，才談得上選取參照點(diǎn)，而在缺少圖像的情況下，這一步只能依賴經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。

圖像缺失則不然。

環(huán)境參照溫度的選取方法同樣有要求。參照物應(yīng)與被測(cè)部位材質(zhì)相近、處于同一環(huán)境，且自身不發(fā)熱。參照物選取不當(dāng)，計(jì)算所得的相對(duì)溫差隨之失真，后續(xù)所有判斷都建立在錯(cuò)誤的數(shù)值之上。該環(huán)節(jié)在點(diǎn)溫儀上同樣無法省略，且因缺少圖像，選取是否恰當(dāng)事后無從復(fù)核。部分班組將這一步驟省去，直接以氣溫作為參照，所得結(jié)論自然無法與規(guī)范的口徑對(duì)應(yīng)。

2、兩類儀器的規(guī)范與溯源體系

帶電設(shè)備紅外診斷的作業(yè)依據(jù)是 DL/T 664-2025《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)要求、現(xiàn)場(chǎng)操作方法、儀器管理、檢驗(yàn)要求、檢測(cè)周期、診斷方法、判據(jù)均在其中。

熱像儀一側(cè)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為 GB/T 19870-2018《工業(yè)檢測(cè)型紅外熱像儀》，示值誤差、可分辨溫差、空間分辨力、連續(xù)穩(wěn)定工作時(shí)間均列為可檢驗(yàn)項(xiàng)目。

點(diǎn)溫儀的溯源走另一條路徑。JJG 856-2015《工作用輻射溫度計(jì)》規(guī)定了此類儀器的檢定條件與檢定項(xiàng)目，以及檢定方法，適用于測(cè)溫范圍在零下 50 攝氏度至 3000 攝氏度之間的工作用輻射溫度計(jì)。該規(guī)程還被變電設(shè)備紅外成像在線監(jiān)測(cè)裝置的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試導(dǎo)則列為引用標(biāo)準(zhǔn)。

兩條路徑各自完整，這也說明一點(diǎn)：兩者并非替代關(guān)系，而是分工關(guān)系。

3、測(cè)溫檔位的一致性要求

熱像儀通常設(shè)置多個(gè)測(cè)溫檔位，換檔意味著標(biāo)定區(qū)間的切換。同一部位在零下 20 至 150 攝氏度檔位與在 100 至 650 攝氏度檔位下讀出的數(shù)據(jù)，其可比性會(huì)下降。

復(fù)測(cè)時(shí)若更換檔位，讀數(shù)差異可能被誤判為缺陷發(fā)展，也可能掩蓋真實(shí)的發(fā)展趨勢(shì)。較為妥當(dāng)?shù)淖龇ㄊ前褭n位一并記入記錄，下一輪沿用同一檔位測(cè)量，數(shù)據(jù)方能對(duì)應(yīng)。

4、兩類判據(jù)的適用前提

紅外診斷的判據(jù)可以分為兩類。一類以溫升與相對(duì)溫差表述，需要同時(shí)取得發(fā)熱點(diǎn)溫度、正常相對(duì)應(yīng)點(diǎn)溫度、環(huán)境參照溫度。另一類以同類設(shè)備在相同工況下的橫向差異為基礎(chǔ)，不依賴單一溫度數(shù)值。

前一類對(duì)數(shù)據(jù)完整性的要求更高，三個(gè)溫度量中缺少任何一個(gè)，判據(jù)便無法成立。后一類對(duì)數(shù)據(jù)完整性的要求相對(duì)較低，卻要求被比較對(duì)象在結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、負(fù)荷、環(huán)境條件上具備可比性。

熱像圖對(duì)兩類判據(jù)都能提供支撐：三個(gè)溫度量可以在同一幅圖像上取得，同類設(shè)備的橫向差異也可以在同一屏內(nèi)比較。點(diǎn)溫儀要支撐前一類判據(jù)，須分多次測(cè)量并自行保證條件一致，這一點(diǎn)在高溫、高空或帶電距離受限的場(chǎng)合尤其困難。

七、點(diǎn)溫儀的適用場(chǎng)景

1、已知點(diǎn)位的定量復(fù)核

當(dāng)缺陷位置已經(jīng)確定，需要反復(fù)測(cè)量同一點(diǎn)位的溫度時(shí)，點(diǎn)溫儀的使用效率較高。瞄準(zhǔn)、讀數(shù)、記錄，數(shù)秒即可完成，無需事后處理圖像。

2、近距離、目標(biāo)明確的場(chǎng)合

配電房?jī)?nèi)部、開關(guān)柜正面一類場(chǎng)景，測(cè)量距離為一至兩米，目標(biāo)尺寸較大。該條件下距離系數(shù)不構(gòu)成制約，點(diǎn)溫儀的讀數(shù)可信，作業(yè)節(jié)奏也快。

3、局限不在準(zhǔn)確度，而在覆蓋能力

需要明確指出：點(diǎn)溫儀的問題并非測(cè)量不準(zhǔn)。在目標(biāo)充滿視場(chǎng)、發(fā)射率設(shè)置得當(dāng)?shù)那疤嵯拢渥x數(shù)可以相當(dāng)可靠。

前提必須成立。

其局限在于無法提示目標(biāo)是否被完整覆蓋，也無法提示相鄰位置是否存在溫度更高的部位。這兩項(xiàng)能力在篩查階段至關(guān)重要，在復(fù)核階段則不影響結(jié)論。

4、點(diǎn)溫儀選用的三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)

選用點(diǎn)溫儀時(shí)，有三項(xiàng)參數(shù)值得關(guān)注。距離系數(shù)越高，相同距離下的視場(chǎng)越小，遠(yuǎn)距小目標(biāo)的測(cè)量把握越大。發(fā)射率能否連續(xù)調(diào)節(jié)，決定了面對(duì)氧化表面時(shí)是否具備修正余地。測(cè)溫范圍與響應(yīng)時(shí)間則決定其能否適應(yīng)實(shí)際作業(yè)的節(jié)奏。

另有一項(xiàng)參數(shù)容易被忽略。激光指示僅用于瞄準(zhǔn)，既不表示光斑尺寸，也不表示該測(cè)量距離上的覆蓋范圍。把紅點(diǎn)當(dāng)作被測(cè)區(qū)域是現(xiàn)場(chǎng)常見的誤解，也是遠(yuǎn)距小目標(biāo)讀數(shù)失真的直接來源。查看參數(shù)表時(shí)應(yīng)關(guān)注距離系數(shù)，而非激光亮度。同一臺(tái)儀器在 2 米處與在 12 米處，視場(chǎng)直徑相差六倍，而紅點(diǎn)大小并無變化。

八、兩類儀器的配合流程

1、先普查，后復(fù)核

現(xiàn)場(chǎng)較為通行的流程分為兩段，前一段使用熱像儀開展大范圍巡視，發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)并標(biāo)明位置。后一段針對(duì)標(biāo)記部位進(jìn)行細(xì)致測(cè)量，手段可以是熱像儀本身，也可以是點(diǎn)溫儀，取決于測(cè)量距離與目標(biāo)尺寸。

分兩段實(shí)施的好處是資源配置清晰。篩查階段追求覆蓋率與記錄完整性，復(fù)核階段追求讀數(shù)可靠。

2、復(fù)核階段的條件一致性

復(fù)核階段經(jīng)常出現(xiàn)的問題是條件變更。距離改變、角度改變、檔位改變，讀數(shù)與普查時(shí)無法對(duì)應(yīng)，反而造成困惑。

條件必須一致。

較為穩(wěn)妥的做法是把普查時(shí)的條件一并記錄：測(cè)了哪個(gè)點(diǎn)、站在什么位置、距離多遠(yuǎn)、使用哪一檔、環(huán)境溫度多少。上述信息寫入記錄，下一輪復(fù)測(cè)才具備比對(duì)基礎(chǔ)。

3、周期復(fù)測(cè)與趨勢(shì)判讀

缺陷管理依靠趨勢(shì)，而趨勢(shì)需要同一條件下的多次數(shù)據(jù)方能繪制。測(cè)點(diǎn)、距離、角度、檔位、環(huán)境溫度、當(dāng)時(shí)負(fù)荷，這幾項(xiàng)要素湊齊一次并不容易，湊齊之后應(yīng)盡量延續(xù)使用。

不少班組遇到的困擾并非數(shù)據(jù)不足，而是數(shù)據(jù)之間無法對(duì)應(yīng)，難以判斷應(yīng)采信哪一次。圖像記錄配合條件備注，可大幅減少此類問題。

復(fù)測(cè)周期依據(jù)缺陷性質(zhì)與發(fā)展速度確定。現(xiàn)場(chǎng)遇到的情況往往是，發(fā)展較快的缺陷若沿用常規(guī)周期，等下一輪到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)缺陷等級(jí)可能已經(jīng)躍升，處置窗口隨之壓縮。穩(wěn)定型缺陷則相反，周期過密只會(huì)增加無意義的作業(yè)量。周期一經(jīng)確定不宜變更，每變更一次，前后兩組數(shù)據(jù)之間便多出一道難以銜接的斷點(diǎn)。確需變更時(shí)，將變更時(shí)間與原因?qū)懭肱_(tái)賬，后續(xù)接手者據(jù)此判斷哪一段數(shù)據(jù)能與哪一段銜接。

九、現(xiàn)場(chǎng)常見的幾組誤判

1、點(diǎn)溫儀讀數(shù)更準(zhǔn)，復(fù)核應(yīng)優(yōu)先使用

該結(jié)論未必成立。復(fù)核的可信度取決于目標(biāo)是否充滿視場(chǎng)。在遠(yuǎn)距小目標(biāo)條件下，點(diǎn)溫儀讀數(shù)偏低，以偏低的結(jié)果進(jìn)行復(fù)核，只會(huì)進(jìn)一步掩蓋問題。

2、熱像儀能夠測(cè)量點(diǎn)溫儀無法觸及的部位

該說法只對(duì)一半。熱像儀無法觸及的部位，點(diǎn)溫儀同樣無法觸及，兩者均受遮擋限制。差別在于熱像儀能夠顯示何處被遮擋，更換站位也更有依據(jù)。

3、距離遠(yuǎn)一些并無影響，拉近即可

所謂拉近，指更換長(zhǎng)焦鏡頭或縮短測(cè)量距離。點(diǎn)溫儀多數(shù)不具備可更換鏡頭，縮短距離又受安全距離約束。熱像儀更換長(zhǎng)焦鏡頭后，單像元對(duì)應(yīng)的尺寸立即減小，這正是其應(yīng)對(duì)遠(yuǎn)距離測(cè)量的主要手段。

4、同一測(cè)點(diǎn)多次測(cè)量取平均更可信

重復(fù)測(cè)量可以抑制隨機(jī)噪聲，卻無法消除系統(tǒng)性的視場(chǎng)問題。當(dāng)光斑大于目標(biāo)時(shí)，測(cè)量一百次所得的仍是那個(gè)偏低的平均值。

系統(tǒng)誤差未消除。

5、有了熱像儀便不再需要點(diǎn)溫儀

該判斷不成立。已知點(diǎn)位的快速?gòu)?fù)核、近距離的定量測(cè)量，點(diǎn)溫儀更為直接。兩套工具各司其職，現(xiàn)場(chǎng)同時(shí)配備更為從容。

6、熱像儀的讀數(shù)必然高于點(diǎn)溫儀

同樣未必。兩臺(tái)儀器測(cè)量同一部位時(shí)讀數(shù)不同，原因可能出在發(fā)射率設(shè)置、檔位、對(duì)焦與距離中的任何一項(xiàng)。出現(xiàn)差異時(shí)應(yīng)先核對(duì)條件差異，不宜直接判定某臺(tái)儀器失準(zhǔn)。

7、發(fā)熱越嚴(yán)重，在熱像圖上越容易發(fā)現(xiàn)

該推斷不成立。缺陷嚴(yán)重程度依據(jù)相對(duì)溫差與溫升判定，畫面上呈紅色并不等于缺陷等級(jí)高。負(fù)荷較重時(shí)整片設(shè)備溫度普遍偏高，真正的異常反而隱藏在一片高溫之中。

8、夜巡的目的只是避開日照

這只是一部分原因。夜間負(fù)荷較低、環(huán)境穩(wěn)定，背景輻射也較為簡(jiǎn)單，同一設(shè)備的歷次數(shù)據(jù)更易對(duì)齊。若白天測(cè)一次、夜間再測(cè)一次，兩組數(shù)據(jù)直接比較，容易得出相互矛盾的結(jié)論。

9、發(fā)射率按經(jīng)驗(yàn)取一個(gè)數(shù)值即可

該做法不可靠。同一間隔內(nèi)的銅排、鋁線夾、鍍鋅螺栓，表面狀態(tài)各不相同，以一個(gè)數(shù)值套用全部測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)之間的橫向比較會(huì)失真。熱像圖支持分區(qū)設(shè)置發(fā)射率，多數(shù)點(diǎn)溫儀不具備該功能。

10、自動(dòng)對(duì)焦完成后無需再作確認(rèn)

在遠(yuǎn)距小目標(biāo)條件下，自動(dòng)對(duì)焦常常對(duì)準(zhǔn)背景或距離更近的構(gòu)架，畫面看似清晰，焦點(diǎn)實(shí)際未落在目標(biāo)上。對(duì)焦不準(zhǔn)時(shí)，像元之間的溫度差異被抹平，熱點(diǎn)顯得比實(shí)際溫和。

11、測(cè)點(diǎn)越多越可靠

該判斷不成立。真正有效的是能夠與歷史數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的那些測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)布置再密，若條件與上一輪不同，數(shù)據(jù)也無法拼接成趨勢(shì)。

12、兩臺(tái)儀器讀數(shù)相差較大，必有一臺(tái)失準(zhǔn)

同樣未必。應(yīng)首先核對(duì)條件：距離、角度、發(fā)射率、檔位、目標(biāo)占格數(shù)。上述各項(xiàng)對(duì)齊后仍存在差異，才需要懷疑儀器本身。

十、結(jié)語

兩類儀器的分野可以歸結(jié)為一點(diǎn)：電氣巡檢需要回答的是異常位于何處，而不是某一部位的具體溫度。前一問題的答案不在參數(shù)表中，而在一次作業(yè)的覆蓋率與記錄質(zhì)量之中。

要點(diǎn)可歸納如下。

采樣方式?jīng)Q定角色定位。點(diǎn)溫儀是確認(rèn)工具，熱像儀是發(fā)現(xiàn)工具。在缺陷位置未知的條件下，應(yīng)優(yōu)先使用熱像儀。

距離系數(shù)是點(diǎn)溫儀的硬約束。目標(biāo)未充滿視場(chǎng)時(shí)讀數(shù)不可信，而檢測(cè)人員通常無法察覺。

漏檢不留痕跡。點(diǎn)溫儀瞄偏時(shí)給出的是完全正常的數(shù)值，熱像儀則將整個(gè)區(qū)域留存下來供事后回看。

周期檢測(cè)依賴數(shù)據(jù)比對(duì)。圖像記錄使歷次數(shù)據(jù)能夠置于同一基準(zhǔn)之下，這是數(shù)字記錄無法做到的。

北京康高特（KGT）自研的陽明紅外熱像儀按官方產(chǎn)品頁提供 6 度、12 度、24 度、48 度四檔鏡頭，探測(cè)器分辨率 640 乘 480 并支持 4 倍超像素能力，熱靈敏度 35mK，測(cè)溫范圍可擴(kuò)展至 2000 攝氏度。四檔鏡頭的意義正在于此：同一臺(tái)機(jī)身更換長(zhǎng)焦鏡頭后，遠(yuǎn)距小目標(biāo)的占格數(shù)隨即提高，這恰是點(diǎn)溫儀受距離系數(shù)制約之處。

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