該系統(tǒng)基于紅外輻射測溫原理，通過監(jiān)測軸承表面熱輻射強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)非接觸溫度測量。其核心技術(shù)在于能夠準(zhǔn)確區(qū)分軸承正常運(yùn)行溫升與異常過熱狀態(tài)。在列車運(yùn)行過程中，軸承因機(jī)械摩擦產(chǎn)生的熱量如超出正常范圍，往往預(yù)示著潤滑失效、部件磨損或裝配故障等隱患。THDS系統(tǒng)通過實(shí)時監(jiān)測這些溫度變化，為早期故障診斷提供依據(jù)。

一套完整的THDS系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)協(xié)同工作。軌旁探測站負(fù)責(zé)原始數(shù)據(jù)采集，包括紅外測溫模塊、車號識別裝置和車輪傳感器。其中，紅外測溫模塊采用高性能紅外探測器，確保在列車高速通過時仍能獲得準(zhǔn)確的溫度讀數(shù)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)則負(fù)責(zé)信號轉(zhuǎn)換、溫度補(bǔ)償和初步分析，通過專用算法消除環(huán)境因素對測量的影響。監(jiān)控中心作為系統(tǒng)的指揮中樞，匯集各探測站數(shù)據(jù)，執(zhí)行智能分析診斷，并生成預(yù)警信息。

在高速運(yùn)行狀態(tài)下，列車軸承的溫度瞬變極為頻繁，這對紅外測溫設(shè)備的響應(yīng)速度提出了更高要求。針對這一技術(shù)需求，格物優(yōu)信推出的125Hz超高幀率紅外熱像儀為系統(tǒng)提供了有效的解決方案。該設(shè)備具備4ms的熱時間常數(shù)，能夠?qū)Ω咚僖苿拥能囕S溫度變化做出快速響應(yīng)，確保在列車通過時完整捕獲每個軸承的溫度分布圖像，避免了因響應(yīng)延遲導(dǎo)致的圖像拖影和測溫偏差。該熱像儀的125Hz采樣頻率支持實(shí)時不間斷監(jiān)測，在列車高速通過探測點(diǎn)的瞬間，能夠迅速捕捉車軸及其組件的溫度分布圖像。每一幀溫度畫面都被清晰記錄，實(shí)現(xiàn)了對軸承熱狀態(tài)的精準(zhǔn)監(jiān)測。這種高頻率的數(shù)據(jù)采集能力，確保了溫度異常現(xiàn)象的及時捕捉，為超溫預(yù)警提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

紅外線軸溫探測系統(tǒng)（THDS）的部署實(shí)施需要考慮多個工程因素。探測站的選址需滿足軌道幾何要求，確保探測方位角能夠覆蓋所有經(jīng)過的軸承部位。系統(tǒng)安裝需要精確校準(zhǔn)探測角度和聚焦距離，同時要考慮供電、通信等基礎(chǔ)設(shè)施的配套。在日常運(yùn)維中，需要定期進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定和性能驗(yàn)證，確保測量精度持續(xù)符合技術(shù)要求。

該系統(tǒng)在鐵路安全運(yùn)營中發(fā)揮著不可替代的作用。通過實(shí)時監(jiān)測和智能預(yù)警，系統(tǒng)能夠有效預(yù)防軸承過熱導(dǎo)致的運(yùn)行故障。據(jù)統(tǒng)計，紅外線軸溫探測系統(tǒng)（THDS）可識別早期軸承故障的準(zhǔn)確率達(dá)到較高水平，顯著降低了因軸承故障引發(fā)的行車事故。此外，系統(tǒng)積累的運(yùn)行數(shù)據(jù)為車輛狀態(tài)檢修提供了決策支持，推動鐵路維修模式從定期檢修向狀態(tài)檢修轉(zhuǎn)變。

隨著檢測技術(shù)的進(jìn)步，THDS系統(tǒng)正朝著更高精度、更快響應(yīng)和更智能診斷的方向發(fā)展。新型系統(tǒng)開始融合多光譜測溫技術(shù)，以提升復(fù)雜環(huán)境下的測量準(zhǔn)確性。同時，基于大數(shù)據(jù)分析的故障預(yù)測模型不斷完善，使系統(tǒng)具備更強(qiáng)大的早期故障識別能力。這些技術(shù)進(jìn)步持續(xù)推動著鐵路安全監(jiān)測水平的提升。

列車在高速運(yùn)行過程中，其車軸承受極大機(jī)械應(yīng)力與摩擦熱，容易出現(xiàn)軸承磨損、軸瓦松動、軸向或徑向游隙過大等引發(fā)的局部過熱現(xiàn)象，

在鐵路沿線關(guān)鍵位置設(shè)置格物優(yōu)信高速紅外熱像儀，自動掃描過往列車車軸用于檢測車軸軸箱、軸承等，防止高溫變性導(dǎo)致的故障，高速紅外熱像儀可實(shí)現(xiàn)大面積、全天候遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高故障檢測效率，減少人工巡檢成本

常規(guī)紅外熱成像幀頻一般在30/50Hz，幀頻無法繼續(xù)提升。熱時間常數(shù)一般在12ms，無法適應(yīng)過高的幀率，會使得測溫不準(zhǔn)的同時拖影、模糊情況更加嚴(yán)重等。

車輛軸溫監(jiān)測，需要使用幀率高、熱時間常數(shù)短的高速熱像儀。格物優(yōu)信選用125Hz高速熱像儀、4ms熱時間常數(shù)，針對高速移動的車軸快速響應(yīng)，精準(zhǔn)測量車輪溫度。

• 受電弓在線監(jiān)測

列車運(yùn)行時,受電弓的滑板會與接觸網(wǎng)直接接觸摩擦,也會有大電流通過產(chǎn)生大量熱量，使滑板溫度上升。一旦受電弓上出現(xiàn)了故障，會使得某一點(diǎn)或一個區(qū)域持續(xù)摩擦通電，溫度上升超過警戒值，導(dǎo)致受電弓部分組件或接觸網(wǎng)電路出現(xiàn)故障。選用紅外熱像儀對受電弓滑板進(jìn)行非接觸溫度監(jiān)測的話就避免了很多問題。

鐵路環(huán)境較為惡劣且南北方溫度差異大，需要選用性能穩(wěn)定，能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境的熱像儀，格物優(yōu)信X系列熱像儀性能穩(wěn)定可靠，24小時實(shí)時測溫，不受雨雪、大霧等惡劣天氣影響。

• 公路車輛輪胎溫度檢測

高溫是導(dǎo)致輪胎損壞的主要原因之一。高速行駛時，輪胎會因摩擦產(chǎn)生大量熱量，如果溫度過高，會加速輪胎老化，降低其使用壽命。此外，高溫還會導(dǎo)致輪胎內(nèi)部壓力升高，增加爆胎的風(fēng)險。通過監(jiān)控輪胎溫度，可以及時發(fā)現(xiàn)并處理這些問題，避免因輪胎過熱而引發(fā)的安全事故。

在高速公路輪胎溫度監(jiān)測場景，車輛類型各異且在高速行駛，考慮到高速運(yùn)動的捕捉難度，需要確保紅外熱像儀能夠快速準(zhǔn)確地捕捉到高速運(yùn)轉(zhuǎn)輪胎的潔晰圖像和溫度數(shù)據(jù)。

格物優(yōu)信高速紅外熱像儀，擁有高達(dá)125Hz的紅外幀率，可精準(zhǔn)捕捉每一幀高速運(yùn)轉(zhuǎn)的畫面，同時確保精確測量汽車輪胎溫度。

• 隧道滲水檢測

漏水會長期侵蝕混凝土結(jié)構(gòu)，加速鋼筋銹蝕，導(dǎo)致襯砌開裂、剝落甚至承載力下降，嚴(yán)重時可能引發(fā)局部塌陷或整體失穩(wěn)。在寒冷地區(qū)，滲入結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分反復(fù)凍脹，進(jìn)一步破壞材料完整性。同時，水流可能攜帶泥沙進(jìn)入隧道，掏空圍巖或地基，誘發(fā)地層沉降，威脅隧道整體穩(wěn)定性。

紅外熱像儀檢測滲漏，利用的是物體表面的溫度差，由于隧道中水的溫度比隧道襯砌表面溫度低，當(dāng)隧道滲水時，滲漏水部位的溫度普遍要比其他部位低一些，在紅外圖像中可以明顯地呈現(xiàn)出溫度差異，由此可判別滲漏部位。

格物優(yōu)信在軌道交通應(yīng)用中的產(chǎn)品推薦：

受電弓檢測專用熱像儀

列車軸溫監(jiān)測專用熱像儀

公路輪胎監(jiān)測專用熱像儀

更多軌道交通檢測應(yīng)用產(chǎn)品或解決方案，可咨詢格物優(yōu)信客服！

鐵路行車早期，采用手摸軸箱的辦法來判斷溫度的變化情況，通過手感覺來確定車輛與軸承間的工作狀態(tài)。采用這種方法，檢測人員勞動強(qiáng)度大，效率低，而且人的手感有差異，沒有標(biāo)準(zhǔn)，極容易產(chǎn)生誤判、漏判現(xiàn)象。目前比較科學(xué)的方式是使用紅外熱像儀進(jìn)行軸溫檢測，針對列車行駛較快的情況，可以采用高速紅外熱像儀來檢測，通過紅外熱像儀憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢可以快速檢測到軸溫的實(shí)時溫度，判斷軸溫運(yùn)行狀態(tài)是否良好。

常規(guī)紅外熱成像幀頻一般在30/50Hz，幀頻無法繼續(xù)提升。熱時間常數(shù)一般在12ms，無法適應(yīng)過高的幀率，會使得測溫不準(zhǔn)的同時拖影、模糊情況更加嚴(yán)重等。

針對高速運(yùn)動的物體測溫，一般選用高速類的紅外熱像儀。高速熱像儀有個2個核心參數(shù)，如圖所示：

簡單來講，幀頻越高，熱像儀在抓拍以及檢測移動目標(biāo)或鏡頭移動時的表現(xiàn)就越出色，如拍攝快速行駛的火車、汽車、奔跑中的動物等，拍出來的畫面拖影更少、實(shí)時視頻畫面也更加流暢。
紅外熱像儀幀頻越高，動態(tài)觀測效果越佳，熱時間常數(shù)也很關(guān)鍵，熱像儀的熱時間常數(shù)是一個時間的概念，是用來衡量溫度變化做出響應(yīng)所需要的時間，當(dāng)然這個時間越短越好。
常規(guī)的非制冷熱像儀的時間常數(shù)為8-12ms，但是這并不是說每8-12ms就可以讀出一個精確的結(jié)果。通常得到一個準(zhǔn)確的溫度信息是需要5個時間常數(shù)才能達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。圖1-從0°C過渡到100°C的系統(tǒng)響應(yīng)，tau=14ms，一半時間=8ms-12ms，(將探測器對準(zhǔn)一個0攝氏度的冰水后立馬對準(zhǔn)100攝氏度的黑體所需要的穩(wěn)定的時間)

格物優(yōu)信高速紅外熱像儀參數(shù)為分辨率384*288幀頻125Hz，熱響應(yīng)時間3-4ms
如下圖約為3-4ms，即可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。溫度與時間的坡度更陡，說明需要更短的時間及可達(dá)到溫度穩(wěn)定的狀態(tài)，在相鄰的2個像素點(diǎn)內(nèi)邊緣清晰。

在運(yùn)動狀態(tài)下紅外圖放大的效果，左上角標(biāo)記1000%，即放大10倍–邊緣效果:拖影很少，邊緣清晰。

車輛軸溫監(jiān)測，需要使用幀率高、熱時間常數(shù)短的高速熱像儀。

格物優(yōu)信高速熱像儀軸溫監(jiān)測優(yōu)勢

4ms 熱時間常數(shù)，響應(yīng)靈敏精準(zhǔn)
選用125Hz高速熱像儀、4ms熱時間常數(shù)，針對高速移動的車軸快速響應(yīng)，精準(zhǔn)測量車輪溫度;
實(shí)時不間斷監(jiān)測，迅速捕獲每幀溫度
在列車高速通過時迅速捕獲車軸及其組件的溫度分布圖像，每溫度畫面快速捕捉，實(shí)現(xiàn)實(shí)時熱狀態(tài)精準(zhǔn)監(jiān)測及超溫預(yù)警;
數(shù)據(jù)分析與趨勢預(yù)測，提升檢修效率
實(shí)時溫度數(shù)據(jù)采集、存儲，智能分析車軸溫度變化趨勢，為車軸各組件預(yù)防性診斷及維修提供科學(xué)依據(jù)。

軸溫監(jiān)測專用高速熱像儀

高速熱像儀機(jī)芯+專用護(hù)罩
專用護(hù)罩:帶遮陽防雨板，設(shè)備更安全安裝底板:根據(jù)輪子到底座的距離方面調(diào)節(jié)角度

電磁兼容測試中的三指標(biāo) 通過

靜電放電:符合 GB/T 17626.2 ±6kv 接觸放電A 類通過

浪涌測試:符合 GB/T 17626.5 ±1kV 線對線

快速脈沖群:符合 GB/T 17626.4出線 A類通過

對高速行駛中的車輛軸溫在線檢測的紅外熱像儀，一般需要具備高速、高分辨率的特點(diǎn)，格物優(yōu)信在高鐵、軌道方面投入專門團(tuán)隊(duì)進(jìn)行研究，其生產(chǎn)的4ms高速紅外熱像儀，可以應(yīng)對高速移動物體的在線檢測，十分適合用于公路行駛車輛軸溫在線監(jiān)測。

國內(nèi)主要采用傳統(tǒng)的人工登車頂對受電弓、車頂進(jìn)行檢測，這種方法的弊端主要是容易造成列車停車時間較長及受人為因素影響較大。還有車載設(shè)備檢測、入庫人工檢測、地面在線檢測三種方式，但都存在著一定的局限性。為此，鐵路迫切需要研制精度高、效率高、可靠性高的自動化檢測系統(tǒng)，以動態(tài)監(jiān)控受電弓的運(yùn)行狀態(tài)。

一旦受電弓上出現(xiàn)了故障，會使得某一點(diǎn)或一個區(qū)域持續(xù)摩擦通電，溫度上升超過警戒值，導(dǎo)致受電弓部分組件或接觸網(wǎng)電路出現(xiàn)故障。選用紅外熱像儀對受電弓滑板進(jìn)行非接觸溫度監(jiān)測的話就避免了很多問題。這種檢測方法的主要特點(diǎn)是安裝方便、檢測精度高、誤差小、檢測功能全、對車輛速度限制小，受外間環(huán)境影響小、實(shí)時性高、安全性好、成本低、易安裝、易維護(hù)且使用壽命長，同時不受受電弓與碳滑板型號的限制，各種類型的弓與滑板都可以正常檢測，是目前受電弓檢測最理想的檢測方法。

主要檢測：

滑板磨耗:碳滑板脫落、缺口、磨損等。

受電弓狀態(tài):羊角變形與脫落、弓體傾斜、中心偏移等。

車頂壓力監(jiān)控:弓網(wǎng)壓力、車頂監(jiān)控

紅外熱像儀在受電弓在線檢測方面的優(yōu)勢：

快速測溫：紅外熱像儀可以快速準(zhǔn)確地檢測受電弓的溫度分布情況，生成實(shí)時的熱成像圖片，可以快速發(fā)現(xiàn)可能存在的溫度異常區(qū)域并定位，有助于及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障點(diǎn)。

非接觸式檢測：紅外熱像儀可以在不接觸受電弓的情況下進(jìn)行檢測，不用影響列車的正常運(yùn)行，同時避免了可能由于接觸式檢測而造成的損壞或安全隱患不僅提高了檢測的效率還提高了檢測的安全性。

數(shù)據(jù)記錄與分析：?紅外熱像儀可以記錄受電弓的溫度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行后續(xù)的分析和比較。通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，可以了解受電弓的運(yùn)行狀況和趨勢，為后續(xù)的維護(hù)和優(yōu)化提供溫度數(shù)據(jù)方面的支持。

高鐵、軌道交通建設(shè)將形成巨大的產(chǎn)業(yè)鏈條，鐵路營運(yùn)所需電氣化列車數(shù)量的急劇增加，會導(dǎo)致受電弓在線監(jiān)測系統(tǒng)需求量的急劇增加，因此，受電弓在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用前景十分廣闊。?列車運(yùn)行時速越快，對受電弓在線監(jiān)測系統(tǒng)的要求越高，熱像儀的攝像速度、數(shù)據(jù)的處理速度都必須相應(yīng)加快。

受電弓熱成像

受電弓溫度監(jiān)測熱像儀安裝現(xiàn)場圖，電力牽引車頂部空間有限，而且考慮到其他列車部件的安全運(yùn)行,遂選取受電弓前部的平整車頂安裝設(shè)備。

受電弓熱成像檢測專用設(shè)備推薦

選用軌道交通專用熱像儀，專業(yè)靠譜專為列車受電弓監(jiān)測設(shè)計，體積小巧、重量輕
實(shí)時不間斷溫度監(jiān)測，不受惡劣天氣干擾24小時實(shí)時測溫，不受雨雪、大霧等惡劣天氣影響
50Hz高幀率，響應(yīng)靈敏，畫面無延時拖影快速捕捉畫面，對于超溫及故障反應(yīng)靈敏
配備專業(yè)測溫軟件，異常自動預(yù)警發(fā)現(xiàn)溫度異常時立即報警，并生成專業(yè)報告

選型推薦YOSEEN -X640E
分辨率：640X480
幀率：50Hz
像素尺寸：17um
熱靈敏度(NETD)：≤50mK@25°C
工作波段：8-14um
鏡頭：無熱化15mm
調(diào)焦方式：定焦

鐵路環(huán)境較為惡劣且南北溫差大，格物優(yōu)信YOSEEN -X640E系列熱像儀，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，能適應(yīng)震動、沖擊、灰塵、潮濕、南北方高低溫等環(huán)境，測溫精準(zhǔn)，成像高清。

公路輪胎監(jiān)測痛點(diǎn)：

在高速公路輪胎溫度監(jiān)測場景，車輛類型各異且在高速行駛，考慮到高速運(yùn)動的捕捉難度，需要確保紅外熱像儀能夠快速準(zhǔn)確地捕捉到高速運(yùn)轉(zhuǎn)輪胎的清晰圖像和溫度數(shù)據(jù)。
格物優(yōu)信高速紅外熱像儀，擁有高達(dá)125Hz的紅外幀率，可精準(zhǔn)捕捉每一幀高速運(yùn)轉(zhuǎn)的畫面，同時確保精確測量汽車輪胎溫度。(如下現(xiàn)場實(shí)際拍)

行駛中的貨運(yùn)車

左邊圖為 常規(guī)熱像儀拍攝效果? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 右邊圖為高速熱像儀拍攝效果

高速熱像儀公路輪胎監(jiān)測優(yōu)勢：

01溫度實(shí)時監(jiān)測

快速實(shí)時捕捉輪胎表面的紅外輻射，形成清晰的熱分布圖像，直觀顯示輪胎各部位的溫度差異

02早期故障預(yù)警

及時發(fā)現(xiàn)輪胎溫度升高問題，提前預(yù)警可能的故障，預(yù)防爆胎等危險情況的發(fā)生

03性能評估

幫助評估輪胎的散熱性能和在高速行駛條件下的耐熱能力，為輪胎的設(shè)計和性能優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持

04 檢測剎車系統(tǒng)影響
監(jiān)測剎車過程中輪胎的溫度變化，判斷剎車系統(tǒng)是否正常工作，是否對輪胎產(chǎn)生了過度的熱量傳遞

公路輪胎監(jiān)測專用熱像儀：艙室護(hù)罩+高速熱像儀機(jī)芯

成像清晰 測溫精準(zhǔn)
選用優(yōu)質(zhì)探測器，工作穩(wěn)定、性能卓越，配合測溫校正專利算法和易用的用戶界面
IP66防護(hù)等級
IP66防護(hù)等級，配備遮陽罩，具有較好的防水及防灰塵能力
專用軟件 智能管理
專利紅外算法，單網(wǎng)線實(shí)時傳輸紅外溫度圖像，支持各類NVR，帶寬占用低，聯(lián)動報警
SDK軟件開發(fā)包
完善、豐富的SDK開發(fā)包，接口豐富，易上手，助力項(xiàng)目迅速推進(jìn)

現(xiàn)代社會發(fā)展越來越迅速，人們的生活水平也越來越高，特別是近些年來我國經(jīng)濟(jì)迅猛增長，科技水平也大步提高，人們對生活質(zhì)量的追求也越來越高，以往的綠皮火車已經(jīng)滿足不了一些快節(jié)奏或者高生活質(zhì)量人的需求了，動車組、高鐵列車便進(jìn)入了人們的視野，乘坐方便、速度飛快、環(huán)境舒適、安全性高等等一系列優(yōu)點(diǎn)使得它們成為越來越多的人出行選擇。高鐵使用的是電力牽引，而它使用的電力則是由公共電網(wǎng)提供，電廠發(fā)電后通過輸電線路送給牽引變電站，再通過接觸網(wǎng)供給鐵路。

我國國鐵使用工頻單向交流制，牽引供電回路構(gòu)成為：牽引變電所-饋電線-接觸網(wǎng)-電力機(jī)車-鋼軌-回流聯(lián)接-（牽引變電所）接地網(wǎng)。電流從接觸網(wǎng)進(jìn)入機(jī)車后通過鋼軌回流，因?yàn)槭茈姽回?fù)責(zé)受電，鋼軌負(fù)責(zé)回流，所以受電弓只接觸一根供電線。在車頂上可能會看見數(shù)根線，但供電線路只有一條，其他的還有吸上線（用于回流）、架空地線、保護(hù)線或者承力索（地鐵沒有架空線，其供電線路在車旁與軌道平行，一般都有絕緣保護(hù)）。

而受電弓從接觸網(wǎng)上獲取電源，向整個列車的電氣系統(tǒng)供電，同時還可以通過列車的再生制動系統(tǒng)將列車的動能轉(zhuǎn)換為電能回饋給接觸網(wǎng)供給其他在線列車使用，起到雙向傳遞樞紐作用。受電弓和列車上部輸電線路接觸的是一塊滑板，在滑板加裝兩端滑塊，防止弓網(wǎng)刮擦事故，如果是直的話很容易掛住接觸網(wǎng)。

二、項(xiàng)目需求

軌道上方的高壓線是和鐵軌不平行的，是“之”字型架設(shè)，這種設(shè)計是為了避免受電弓某處持續(xù)與高壓線摩擦造成單點(diǎn)溫度過高或者磨損不均。輪流摩擦可讓受電弓未摩擦部分散熱，從而磨損變得更均勻，使用壽命也更長。

動車組受電弓滑板在工作時，從接觸導(dǎo)線上集取的電流約為100-1000A，列車運(yùn)行速度與摩擦生熱功率和對流換熱系數(shù)正相關(guān)，當(dāng)電流小于200A時，摩擦生熱較大，焦耳熱所占成分較小，原因在于速度大，摩擦生熱更多，溫度較高；電流大于200A時，摩擦生熱所占比重較小，焦耳熱占比更大，列車速度越快，接觸副散熱更迅速，滑板上溫度更低。有電弧作用時，作用點(diǎn)處滑板溫度急劇上升，最高溫可達(dá)5000℃以上，電弧作用后，弓頭滑板溫度迅速下降。而普通列車速度只有高鐵動車組的三分之一，電力動力車頭上受電弓的工作溫度不會超過150℃或者200℃，一旦溫度超過沒有及時發(fā)現(xiàn)并處理的話，那么會對列車、電力線路造成很大的危害。而列車開始運(yùn)行、受電弓升起受電的時候，工作人員是不可能登上車頂進(jìn)行手動測溫的，接觸網(wǎng)上的電壓可能會達(dá)到25kV或者更高，人員手動測溫安全風(fēng)險巨大；這時可以使用紅外熱成像儀，成像迅速、測溫精準(zhǔn)、反應(yīng)靈敏、圖像清晰、非接觸式測溫、適應(yīng)復(fù)雜惡劣的工作環(huán)境，實(shí)時測溫，紅外熱像儀實(shí)時觀測受電弓溫度的效果如下圖：

?

?

主要的需求是實(shí)現(xiàn)對受電弓的實(shí)時溫度監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)溫度過高，超過報警值，則立刻實(shí)現(xiàn)告警；還有一些其他對軟件的具體需求如下：

痕跡管理：對設(shè)備的溫度實(shí)時寫入數(shù)據(jù)庫，并自動生成報表與溫度曲線。通過調(diào)取歷史溫度信息和報警記錄，方便對出現(xiàn)問題后技術(shù)分析或責(zé)任追究；

用戶可定義點(diǎn)標(biāo)記：通過桌面軟件，可對畫面多個點(diǎn)位進(jìn)行自定義標(biāo)記，實(shí)時測量多點(diǎn)溫度；

實(shí)時檢測框：通過桌面軟件，可對畫面區(qū)域進(jìn)行測量，顯示框選區(qū)域的溫度最大值、最小值和平均值；

由于霧霾天氣能見度低而導(dǎo)致的交通事故，在日常生活中屢見不鮮。紅外熱像儀能作為駕駛輔助系統(tǒng)，能為駕駛員提供在低能見度或者黑暗中清楚觀察車輛前方的信息，也可以看到汽車前照燈照射不到的區(qū)域、強(qiáng)光陰影中的行人、車輛，大幅度降低夜間、煙霧和霧霾等天氣下駕駛的危險性。

車載紅外熱像儀可安裝于車船等交通工具上，通過顯示紅外熱像，為駕駛員提供前方路況的輔助觀測信息，進(jìn)而規(guī)避霧霾、煙塵、暴雨等道路交通安全隱患。另外，車載紅外熱像儀也可用于夜間輔助駕駛，用于為夜間行車的駕駛員提供清晰的紅外熱圖/可見光圖片，在夜間燈光昏暗或者黑暗路段也可實(shí)現(xiàn)安全駕駛。可見，紅外熱像儀對于汽車、船舶等交通工具的安全駕駛起到了重要的作用。

格物優(yōu)信高速響應(yīng)熱像儀拍攝的人行車輛街道

利用紅外熱像儀還可幫助汽車后風(fēng)擋玻璃加熱系統(tǒng)更安全有效。汽車后風(fēng)擋玻璃加熱系統(tǒng)主要是電流通過玻璃內(nèi)部嵌入電阻電熱絲而產(chǎn)生的熱量，均勻分布到玻璃上，汽車開發(fā)工程師利用紅外熱像儀快速方便獲取后風(fēng)擋在電阻絲加熱過程中的熱像，分析電阻絲的溫度場分布，避免電阻絲分布不均勻或電阻出現(xiàn)異常，有利于規(guī)避玻璃局部受熱或受熱過快導(dǎo)致的玻璃損壞甚至炸裂的風(fēng)險。

高架接觸網(wǎng)懸鏈?zhǔn)且环N為列車頭或列車供電的懸浮線系統(tǒng)，通過集電弓導(dǎo)電。懸鏈系統(tǒng)至少使用兩條線：一條懸纜線或懸鏈，通過高度差或連接線為接觸線提供支持。該系統(tǒng)懸浮或橋塔之上，易受機(jī)械張力的影響，交通線路過于繁忙時，主高架接觸網(wǎng)懸鏈通常容易過熱產(chǎn)生連接故障，導(dǎo)致接觸線受熱延伸甚至失去張力變得松弛，接觸線圍繞集電弓蜷曲的可能性變大，甚至導(dǎo)致列車高出軌道電線堵塞等，這將使得電線維修耗費(fèi)大量的時間，會出現(xiàn)安全隱患、經(jīng)濟(jì)損失等后果。

通過紅外熱像儀來捕捉懸鏈的受熱模式圖像可解決這類難題。國家鐵路公司使用熱像儀開展鐵路維護(hù)工作，并使用FLIR Systems的CTH-R紅外熱像儀檢測列車頂部以120km/h的速度疾飛的高架接觸網(wǎng)懸鏈。

紅外熱成像溫測技術(shù)通過在車輛運(yùn)行過程中，24小時實(shí)時觀測受電弓表面熱狀態(tài)分布，每秒鐘可采集高達(dá)百幅的紅外熱圖，定位和診斷受電弓異常，具有不停運(yùn)、不接觸、快速、直觀的特點(diǎn)，配合后端的智能分析算法，實(shí)時監(jiān)控受電弓的當(dāng)前工作狀態(tài)，通過對電氣設(shè)備表面的熱像圖分析，判斷和診斷設(shè)備狀態(tài)及其隱患和缺陷并對潛在的故障和發(fā)熱進(jìn)行提前報警，這對于及時發(fā)現(xiàn)、處理、避免潛在事故的發(fā)生起到關(guān)鍵而有效的作用。

我國鐵路發(fā)展十分迅速，已成為亞洲的鐵路大國。鐵路系統(tǒng)是國家重要的運(yùn)輸系統(tǒng)，其日常的穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系到國民生產(chǎn)、生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著鐵路人流量和運(yùn)行頻次的增加，對火車的接觸網(wǎng)和輪轂進(jìn)行溫度檢測，顯得十分重要。

二、項(xiàng)目概況

隨著火車車速提高，輪轂溫度也會相應(yīng)的升高，當(dāng)輪轂溫度高于環(huán)境溫度40℃以上時，進(jìn)行更換，否則會損害軸承強(qiáng)度及剎車片性能，存在事故隱患。東莞某項(xiàng)目需要利用紅外熱像儀檢測運(yùn)動的火車底部輪轂溫度，要求測溫精準(zhǔn)且畫面無拖影，發(fā)現(xiàn)溫度異常區(qū)域及時預(yù)警，提醒鐵路工作人員，安排檢修解除安全隱患。

火車輪轂實(shí)物圖

三、安裝選型

由于火車處于快速運(yùn)動狀態(tài)，紅外熱像儀需要固定安裝在軌道上，因此需要使用高速紅外熱像儀。長期戶外使用時，需要安裝防護(hù)罩，前端配備鍺玻璃。此項(xiàng)目經(jīng)過計算，需要安裝4mm紅外鏡頭，視場角97°×71°，護(hù)罩前端開孔90mm，考慮火車經(jīng)過時軌道會劇烈震動，護(hù)罩前端需安裝100*8mm鍺片。安裝示意圖如下：

火車輪轂紅外熱像儀安裝示意圖

四、系統(tǒng)特點(diǎn)

采用火車輪轂紅外檢測系統(tǒng)，可以實(shí)時檢測輪轂溫度情況并按預(yù)先設(shè)定的預(yù)警值發(fā)出報警信號，從而使值班人員能及時采取相應(yīng)的措施，確保火車的安全運(yùn)行。具備以下優(yōu)點(diǎn)：

1. 不影響火車運(yùn)輸：非接觸測溫，不影響火車正常運(yùn)行。
2. 報警可視化：提供紅外熱像圖，值班人員可迅速定位報警位置并處理。
3. 自動預(yù)警：在檢測過程中，如發(fā)現(xiàn)火車輪轂溫度異常自動報警，報警信息有文字信息和聲音信息，提示火車工作人員具體的報警位置狀況信息，以便排除故障。
4. 檢測精度高：采用的紅外熱像儀本身的采樣精度比便攜式儀器的精度和分辨率高，便于及時判斷火車輪轂的具體過熱點(diǎn)，為準(zhǔn)確判斷并采取相應(yīng)措施爭取了寶貴的時間。
5. 熱響應(yīng)時間短：時間常數(shù)僅3-4ms，成像時間短，畫面無拖影。
6. 系統(tǒng)具備可靠性、實(shí)時性較高的優(yōu)點(diǎn)：采用本系統(tǒng)，自然環(huán)境不會有任何影響，無論是刮風(fēng)下雨，還是低溫高溫都可以實(shí)現(xiàn)不間斷自動監(jiān)測。

• 受電弓檢測

電氣化鐵路弓網(wǎng)為電力機(jī)車輸送電能，其質(zhì)量和工作狀態(tài)直接影響鐵路的運(yùn)輸能力和安全。作為露天設(shè)置的接觸網(wǎng)，常年暴露在室外，易受污染、腐蝕、摩擦等影響，品質(zhì)下降，進(jìn)而影響機(jī)車電力輸送及引發(fā)相關(guān)安全問題。紅外熱成像測溫技術(shù)通過在車輛運(yùn)行過程中，觀測受電弓表面熱狀態(tài)分布，定位和診斷弓網(wǎng)異常，具有不停運(yùn)、不接觸、快速、直觀的特點(diǎn)，通過對電氣設(shè)備表面的熱像圖分析，判斷和診斷設(shè)備狀態(tài)及其隱患和缺陷，這對于及時發(fā)現(xiàn)、處理、預(yù)防事故的發(fā)生起到關(guān)鍵而有效的作用。

• 輪軸、輪轂、制動盤檢測

高鐵動車組系統(tǒng)采用復(fù)合制動方式，廣泛應(yīng)用的制動方式包括盤型制動、再生制動、風(fēng)阻制動、渦流制動等。當(dāng)車速較低或接觸網(wǎng)故障停電時，盤型制動方式作為主要制動方式，其安全和穩(wěn)定性的監(jiān)控有著重要意義。作為制動關(guān)鍵零件的制動盤，由于受不均勻溫度場合應(yīng)力循環(huán)作用，易導(dǎo)致熱裂紋的發(fā)生和擴(kuò)展，最終危害行車安全。紅外熱像儀通過非接觸式測溫方式完成對制動系統(tǒng)核心部件表面溫度場的高速測量和監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)異常情況和預(yù)警，從而保障高速列車行車安全。

• 電力機(jī)車檢測

電力機(jī)車內(nèi)的電力設(shè)備在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生熱量，部分潛在故障在發(fā)展過程中會體現(xiàn)為設(shè)備及連接件表面溫度異常變化的特點(diǎn)，通過紅外熱像儀可以快速、準(zhǔn)確獲得場景內(nèi)設(shè)備溫度分布圖，配以《格物優(yōu)信紅外分析軟件》進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和場景算法優(yōu)化，及時發(fā)現(xiàn)機(jī)車內(nèi)部設(shè)備故障隱患，完成診斷定位、風(fēng)險評估，降低事故風(fēng)險。