IPE140 紅外測溫儀軌道軸溫在線檢測方案

在鐵路機車的運行過程中，機車軸承會因機械摩擦而產(chǎn)生熱量。正常情況下，當(dāng)軸承處于良好運行狀態(tài)時，溫度出現(xiàn)一定程度的升高屬于正常現(xiàn)象。然而，一旦溫度異常升高，那就意味著軸承的運動狀態(tài)變差了，摩擦磨損加劇，潤滑質(zhì)量也隨之下降，嚴重時甚至?xí)率馆S承斷裂變形，更為糟糕的是，可能引發(fā)列車熱切軸、燃軸這類重大事故，熱軸現(xiàn)象的出現(xiàn)，無疑給鐵路行車安全埋下了極大的安全隱患。

鑒于此，多年來人們始終在積極投入到軸溫探測系統(tǒng)的研究工作當(dāng)中，旨在有效規(guī)避這一隱患對行車安全造成的威脅。而紅外軸溫探測系統(tǒng)就是眾多研究成果里，利用紅外線來實現(xiàn)非接觸式軸溫探測的一種有效方式。

我們都知道，只要物體的溫度在絕對零度以上，就會有與溫度相對應(yīng)的能量輻射，并且其輻射強度會隨著溫度的升高而不斷加大，輻射峰的波長也會朝著短波方向發(fā)生偏移。從絕對黑體表面輻射的全部能量和其表面溫度Ｔ的四次方是成正比關(guān)系的，所以只要檢測出輻射能量，就能推算出相應(yīng)的溫度。當(dāng)物體溫度處于幾百至幾千度這個區(qū)間時，其輻射光譜主要集中在紅外波段。基于這樣的原理，通過檢測特定紅外波段的輻射能量，便能夠獲取物體的溫度，依照此原理制造出來的設(shè)備就是輻射紅外測溫設(shè)備。

在具備軸溫探測功能（主要針對車軸和軸承溫度進行測量）的基礎(chǔ)上，還可以采取調(diào)整傳感器安裝角度的辦法，同步實現(xiàn)對車輪表面溫度的探測。當(dāng)車輛經(jīng)過時，能夠掃描從車輪踏面到輪輞的溫度情況，這樣就能預(yù)防因閘瓦抱死或者其他因素導(dǎo)致的熱輪問題。

軸溫會按照微熱、強熱和激熱這三級告警溫度來進行定量預(yù)報，并發(fā)出相應(yīng)的信息告警。在本方案里，所選用的紅外測溫儀（也就是軸溫傳感器）是從德國進口的 IMPAC 品牌 IPE 140 中波高精度數(shù)字型測溫儀。它屬于特殊的中波（3 - 5um）型號，是專門為低溫金屬測量所設(shè)計的，其溫度測量范圍在 5 - 500℃之間，精度能夠達到 ±1℃（＜100℃），而且響應(yīng)速度超快，僅需 1.5ms，可以滿足高動態(tài)過程中的溫度捕捉需求。以下是該型號具體的參數(shù)規(guī)格情況。

關(guān)于優(yōu)勢方面，依據(jù)紅外原理以及金屬表面的特殊性質(zhì)來看，金屬表面在短波波長的時候往往有著較高的輻射率，不過隨著波長的增加，輻射率會逐漸降低。要是金屬表面存在氧化或者有污染物的情況，影響會更加明顯，而且輻射率受溫度和波長的影響程度也比較大。