8 其他预知维修技术
8.1 概述
? 预知维修, 标准, 技术 包括振动分析,
超声, 油样分析, 磨损微粒分析和热像 。
? 许多状态监测技术可以用于监测相同的
状态 。 例如, 由油样分析识别的问题也
可以用振动分析或热像再确认 。 用超声
识别的电气问题可以通过使用热像来验
证 。 因此, 可以通过不同的预知维修技
术证实诊断 。 这个事实使预知维修更有
说服力, 特别是在涉及关键机器时 。
8.2 超声波 （ ultrasound）
? 声音是在物质分子级别的微观振荡 。 振动是
结构的微观振荡 —— 物理结构的运动 。
? 超声波定义为人耳听不到的, 频率高于
20kHz的声波 。 空气传播的超声波在 20～ 100
kHz的较低的超声频频率, 并且具有以下特
性,
小物体容易碍空气传播的超声波 ;
不穿入固体表面 （ 尽管可以通过裂纹 ） ;
空气传播的超声波沿直线辐射 ;
超声波不能长距离传送 。
超声波检测的应用
? 压力和真空系统的泄漏检测 （ 例如锅炉, 热交
换器, 冷凝器, 冷却器, 蒸馏塔, 真空炉, 特
殊气体系统 ） ；
? 轴承检验；
? 蒸汽疏水阀检验；
? 阀门漏气；
? 油箱, 管路系统及大型冷藏室的密封和垫圈的
完整性；
? 泵的气蚀；
? 开关装置中的电晕检测；
? 压缩机阀门分析 。
8.2.1 超声检测仪（ ultrasonic translator）
? 超声波经过调制和外差处理到可听范围, 就可
以, 听, 到了 。
? 外差是两个波的混频 。 产生两个原始波型的和
和差,
? 例如：一个轴承产生 31～ 33kHz的信号 。 与
30kHz的恒定频率混频, 得到 1～ 3kHz的差和
61～ 63kHz的和 。 1～ 3kHz的信息可以听到和
解释 。 因为和超出了可听范围, 所以舍去 。
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2121
21
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图 8.2 外差
?扫描模式 用于检
测穿越 气氛 的超声
波, 例如压力泄漏
或电晕放电；
?接触模式 用于检
测壳体内产生的超
声波, 例如轴承,
泵, 阀门或蒸汽疏
水阀的外壳中 。
?超声波的强度可以通过 计量表 测定 。 可调节
信号的强度 。 可互换的模式 允许用户根据不同
类型的检验调节仪器 。
8.2.2 超声波检测技术（ ultrasound
detection techniques）
? 空气传播超声波的检测从 检测器的设置 开始 。
开始时把计量表选择盘定在对数挡 。 在频率
选择盘上必须选择, 固定频带, 的位置 。 灵
敏度选择定在最大 。
? 把扫描模块指向试验区, 开始扫描 。 步骤是
从粗到细, 当接近泄漏点时, 进行更微量的
调节 。 操作时, 可能遇到 高本底噪声 以及低
强度信号, 要采取必要的措施 。
8.2.3 隔离竞争超声波（ isolating
competing ultrasounds）
?扫描一个区域的目的是检测独特的咝咝声 。
?竞争超声波给泄漏点的隔离造成困难 。 可以尝
试以下方法 。
? 关掉被怀疑泄漏的设备 。 否则, 用 物理屏障 隔
离这个区域 。 正确操作仪器并使用屏蔽技术 。
? 尽可能接近可疑的泄漏点, 并且使 方向背离 竞
争超声波 。 通过减小灵敏度和把聚焦探头的顶
端压在可疑的区域, 每次检查小剖面 。
? 通过 可疑声音的, 滤出,, 跟踪泄漏的声音 。
调节频率选择盘, 直到背景声最小 。
一些隔离竞争超声波的常用方法
? 用身体屏蔽试验区 。
? 靠近泄漏区放一块 夹纸板 并调整其方向, 使
它在试验区和竞争超声波之间起 屏 障的作用 。
? 用手 （ 戴 手套 ） 围住橡胶聚焦探头的顶端,
使得食指和拇指封闭 。 把手的其他部分放在
试验区, 在试验区和本地噪声之间形成 屏障 。
? 连同手套, 可以用 布片包裹探头的顶端 。 要
小心不要阻塞顶端的端面 。 这种方法使用了
三个屏障：橡胶聚焦探头, 戴手套的手和布
片 。
? 如果需要大面积覆盖, 可以用产生反射的材
料, 例如焊接工的 屏障 或油漆工的 罩单 。
弱超声波的检测（ detecting weak ultrasounds）
? 当泄漏速度很低时 。 为了得到较好的信号, 应
增加系统的压力 （ 如果允许 ） 。 或者使用 液体
泄漏放大器 （ liquid leak amplifier） 。
? 某些特殊配制的液体 产生薄膜 。 在流速很低的
状态下产生小气泡 。 当气泡内爆时, 产生超声
波并且可以用检测器拾取为耳机中的爆裂声 。
? 应用称为 音频发生器 （ tone generator）的超
声波发射器。常用于例如热交换器、油罐或液
桶等设备。音频发生器在油罐内部将产生强烈
的稳定的超声波信号。如果在外部检测到信号，
这就是泄漏的征兆。
8.2.4 超声波的应用
泄漏检测 （ leak detection）
? 泄漏时产生紊流 。 这时, 产生范围宽广的噪
声 。 这些声音的高频超声波成分具有极短的
波长, 因此信号趋向于一定的方向性 。 强大
的超声波成分可以从耳机中听到, 并且可以
在超声波仪表上看到强度的增加 。
蒸汽和空气的泄漏 （ steam and air leaks）
热 交 换 器, 锅 炉 和 冷 凝 器 的 泄 漏 （ heat
exchangers,boilers and condenser leaks）
轴承和机械检验（ bearing and mechanical
inspection）
? 在听诊的时候, 通过常听奔驰声即咝咝的噪
声, 熟悉正常轴承的声音 。 破裂和沙哑的声
音表示轴承处于故障阶段 。
阀门和蒸汽疏水阀检验 （ valve and steam trap
inspection）
电气检验 （ electrical inspection）
1,电弧放电,2.电晕,3.漏电痕迹 。
压缩机检验 （ compressor inspection）
? 最常用于大型往复压缩机 。 阀门功能特别关
键 。 阀门的少量泄漏能导致大量的泄漏, 影
响安全 。
8.3 红外热像法 （ infrared
thermography）
? 是 一种生成物体辐射热能的可视图像即热像图
的技术 。热像利用电磁频谱的大约 1和 14微米
之间的红外波段。这个带宽与温度在－ 20℃ 以
上的物体产生的辐射能有关。
? 检测器测量不同的能级,每一个能级用不同的
颜色或灰度等级表示 。
? 可以以 数字和视频方式存储这些图像 。所有的
红外系统都只对红外辐射能量敏感。
? 它们在 温度变化、反射、表面状态或材料能够
引起可检测的不同辐射能级 的应用场合，是有
效的。
8.3.1 红外热像技术的应用（ application
of IR thermography）
电气设备 （ electrical equipment）
? 冷却系统、接地故障、环流、叠片结构、绝缘
的破裂。
? 辅助设备，例如保险丝、继电器触点、开关装
置，配电盘和变压器接头松动、不均衡载荷和
腐蚀的损坏。
? 在三相系统中，不相等的温度指示相的不均衡。
? 晶闸管控制系统的保险丝。高电压系统中的变
压器、电力线、功率因数电容器、绝缘子、断
路器、继电器触点和接头等。
在电动机中，用热像法可以检测以下问题,
? 在电动机壳冷却系统中的问题, 不良的电
气接头, 过热的机架, 过热的转子体和绕
组, 定子铁心叠片结构的热点, 定子绕组
的问题, 定子端部绕组绝缘的破裂, 轴承
和密封的过热 。
? 在具有整流子和电刷装置的电动机中, 热
像图可以指示不均匀的磨损 。 这可能由于
电刷与整流片的不良接触而产生 。
机械设备（ mechanical equipment）
? 不对中或轴弯曲产生摩擦热 。
? 缺陷的往复压缩机阀门的温度增加 。
? 润滑剂的缺乏导致摩擦热 。
? 损坏的轴承, 齿轮, 链条, 离合器, 皮带打滑
和带磨损 。
? 联动机构和驱动装置的过度的摩擦接触 。
? 识别阀门的泄漏 /合格 。
? 液压系统的泄漏, 包括活塞和杆的密封, 各种
类型的阀和阀室, 泵, 管路, 接头和软管的泄
漏 。
? 液罐的液位测量 。
能量系统（ energy systems）
? 锅炉和蒸汽系统, 管道, 热交换器和回热器 。
这时, 用热像法可以评定绝热体的完整性,
熔炉和窑炉的砌砖和不良接缝, 测定炉壁管
道的状态, 监测高炉的运转, 燃烧器的火焰
结构和水冷元件 。
? 监测交流换热器, 绝缘, 建筑物和屋顶 。 跟
踪供热和空调的泄漏 。
电子系统（ electronic systems）
? 用热像图检查分立的元件, 印刷电路板
（ PCB） 和电子焊的质量 。
? 电子和微电子元件, 例如 PCB板由很小的
元件组成, 不能个别地检测这些小元件的
温度 。 高温按照指数规律减少电子元件的
寿命 。 已经设计出能够通过测量热含量自
动检验完整 PCB的高级热像系统 。
? 对于非常小的元件, 可以用红外显微镜做
热监测 。
8.4 结论
? 超声波和红外热像技术发展成为附加的预知
维修技术。
? 通过超声波技术，可以听到可听范围之外的
声音。这些声音能够指示机器中的缺陷
? 视觉比其他感官得到更多的信息。这是红外
热像法的强项。这项技术用图像表示一般用
肉眼看不到的现象。
? 这两种技术都有局限性，但是对于某些应用
是最好的选择。
8.1 概述
? 预知维修, 标准, 技术 包括振动分析,
超声, 油样分析, 磨损微粒分析和热像 。
? 许多状态监测技术可以用于监测相同的
状态 。 例如, 由油样分析识别的问题也
可以用振动分析或热像再确认 。 用超声
识别的电气问题可以通过使用热像来验
证 。 因此, 可以通过不同的预知维修技
术证实诊断 。 这个事实使预知维修更有
说服力, 特别是在涉及关键机器时 。
8.2 超声波 （ ultrasound）
? 声音是在物质分子级别的微观振荡 。 振动是
结构的微观振荡 —— 物理结构的运动 。
? 超声波定义为人耳听不到的, 频率高于
20kHz的声波 。 空气传播的超声波在 20～ 100
kHz的较低的超声频频率, 并且具有以下特
性,
小物体容易碍空气传播的超声波 ;
不穿入固体表面 （ 尽管可以通过裂纹 ） ;
空气传播的超声波沿直线辐射 ;
超声波不能长距离传送 。
超声波检测的应用
? 压力和真空系统的泄漏检测 （ 例如锅炉, 热交
换器, 冷凝器, 冷却器, 蒸馏塔, 真空炉, 特
殊气体系统 ） ；
? 轴承检验；
? 蒸汽疏水阀检验；
? 阀门漏气；
? 油箱, 管路系统及大型冷藏室的密封和垫圈的
完整性；
? 泵的气蚀；
? 开关装置中的电晕检测；
? 压缩机阀门分析 。
8.2.1 超声检测仪（ ultrasonic translator）
? 超声波经过调制和外差处理到可听范围, 就可
以, 听, 到了 。
? 外差是两个波的混频 。 产生两个原始波型的和
和差,
? 例如：一个轴承产生 31～ 33kHz的信号 。 与
30kHz的恒定频率混频, 得到 1～ 3kHz的差和
61～ 63kHz的和 。 1～ 3kHz的信息可以听到和
解释 。 因为和超出了可听范围, 所以舍去 。
2/])co s ([2/])co s ([
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2121
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图 8.2 外差
?扫描模式 用于检
测穿越 气氛 的超声
波, 例如压力泄漏
或电晕放电；
?接触模式 用于检
测壳体内产生的超
声波, 例如轴承,
泵, 阀门或蒸汽疏
水阀的外壳中 。
?超声波的强度可以通过 计量表 测定 。 可调节
信号的强度 。 可互换的模式 允许用户根据不同
类型的检验调节仪器 。
8.2.2 超声波检测技术（ ultrasound
detection techniques）
? 空气传播超声波的检测从 检测器的设置 开始 。
开始时把计量表选择盘定在对数挡 。 在频率
选择盘上必须选择, 固定频带, 的位置 。 灵
敏度选择定在最大 。
? 把扫描模块指向试验区, 开始扫描 。 步骤是
从粗到细, 当接近泄漏点时, 进行更微量的
调节 。 操作时, 可能遇到 高本底噪声 以及低
强度信号, 要采取必要的措施 。
8.2.3 隔离竞争超声波（ isolating
competing ultrasounds）
?扫描一个区域的目的是检测独特的咝咝声 。
?竞争超声波给泄漏点的隔离造成困难 。 可以尝
试以下方法 。
? 关掉被怀疑泄漏的设备 。 否则, 用 物理屏障 隔
离这个区域 。 正确操作仪器并使用屏蔽技术 。
? 尽可能接近可疑的泄漏点, 并且使 方向背离 竞
争超声波 。 通过减小灵敏度和把聚焦探头的顶
端压在可疑的区域, 每次检查小剖面 。
? 通过 可疑声音的, 滤出,, 跟踪泄漏的声音 。
调节频率选择盘, 直到背景声最小 。
一些隔离竞争超声波的常用方法
? 用身体屏蔽试验区 。
? 靠近泄漏区放一块 夹纸板 并调整其方向, 使
它在试验区和竞争超声波之间起 屏 障的作用 。
? 用手 （ 戴 手套 ） 围住橡胶聚焦探头的顶端,
使得食指和拇指封闭 。 把手的其他部分放在
试验区, 在试验区和本地噪声之间形成 屏障 。
? 连同手套, 可以用 布片包裹探头的顶端 。 要
小心不要阻塞顶端的端面 。 这种方法使用了
三个屏障：橡胶聚焦探头, 戴手套的手和布
片 。
? 如果需要大面积覆盖, 可以用产生反射的材
料, 例如焊接工的 屏障 或油漆工的 罩单 。
弱超声波的检测（ detecting weak ultrasounds）
? 当泄漏速度很低时 。 为了得到较好的信号, 应
增加系统的压力 （ 如果允许 ） 。 或者使用 液体
泄漏放大器 （ liquid leak amplifier） 。
? 某些特殊配制的液体 产生薄膜 。 在流速很低的
状态下产生小气泡 。 当气泡内爆时, 产生超声
波并且可以用检测器拾取为耳机中的爆裂声 。
? 应用称为 音频发生器 （ tone generator）的超
声波发射器。常用于例如热交换器、油罐或液
桶等设备。音频发生器在油罐内部将产生强烈
的稳定的超声波信号。如果在外部检测到信号，
这就是泄漏的征兆。
8.2.4 超声波的应用
泄漏检测 （ leak detection）
? 泄漏时产生紊流 。 这时, 产生范围宽广的噪
声 。 这些声音的高频超声波成分具有极短的
波长, 因此信号趋向于一定的方向性 。 强大
的超声波成分可以从耳机中听到, 并且可以
在超声波仪表上看到强度的增加 。
蒸汽和空气的泄漏 （ steam and air leaks）
热 交 换 器, 锅 炉 和 冷 凝 器 的 泄 漏 （ heat
exchangers,boilers and condenser leaks）
轴承和机械检验（ bearing and mechanical
inspection）
? 在听诊的时候, 通过常听奔驰声即咝咝的噪
声, 熟悉正常轴承的声音 。 破裂和沙哑的声
音表示轴承处于故障阶段 。
阀门和蒸汽疏水阀检验 （ valve and steam trap
inspection）
电气检验 （ electrical inspection）
1,电弧放电,2.电晕,3.漏电痕迹 。
压缩机检验 （ compressor inspection）
? 最常用于大型往复压缩机 。 阀门功能特别关
键 。 阀门的少量泄漏能导致大量的泄漏, 影
响安全 。
8.3 红外热像法 （ infrared
thermography）
? 是 一种生成物体辐射热能的可视图像即热像图
的技术 。热像利用电磁频谱的大约 1和 14微米
之间的红外波段。这个带宽与温度在－ 20℃ 以
上的物体产生的辐射能有关。
? 检测器测量不同的能级,每一个能级用不同的
颜色或灰度等级表示 。
? 可以以 数字和视频方式存储这些图像 。所有的
红外系统都只对红外辐射能量敏感。
? 它们在 温度变化、反射、表面状态或材料能够
引起可检测的不同辐射能级 的应用场合，是有
效的。
8.3.1 红外热像技术的应用（ application
of IR thermography）
电气设备 （ electrical equipment）
? 冷却系统、接地故障、环流、叠片结构、绝缘
的破裂。
? 辅助设备，例如保险丝、继电器触点、开关装
置，配电盘和变压器接头松动、不均衡载荷和
腐蚀的损坏。
? 在三相系统中，不相等的温度指示相的不均衡。
? 晶闸管控制系统的保险丝。高电压系统中的变
压器、电力线、功率因数电容器、绝缘子、断
路器、继电器触点和接头等。
在电动机中，用热像法可以检测以下问题,
? 在电动机壳冷却系统中的问题, 不良的电
气接头, 过热的机架, 过热的转子体和绕
组, 定子铁心叠片结构的热点, 定子绕组
的问题, 定子端部绕组绝缘的破裂, 轴承
和密封的过热 。
? 在具有整流子和电刷装置的电动机中, 热
像图可以指示不均匀的磨损 。 这可能由于
电刷与整流片的不良接触而产生 。
机械设备（ mechanical equipment）
? 不对中或轴弯曲产生摩擦热 。
? 缺陷的往复压缩机阀门的温度增加 。
? 润滑剂的缺乏导致摩擦热 。
? 损坏的轴承, 齿轮, 链条, 离合器, 皮带打滑
和带磨损 。
? 联动机构和驱动装置的过度的摩擦接触 。
? 识别阀门的泄漏 /合格 。
? 液压系统的泄漏, 包括活塞和杆的密封, 各种
类型的阀和阀室, 泵, 管路, 接头和软管的泄
漏 。
? 液罐的液位测量 。
能量系统（ energy systems）
? 锅炉和蒸汽系统, 管道, 热交换器和回热器 。
这时, 用热像法可以评定绝热体的完整性,
熔炉和窑炉的砌砖和不良接缝, 测定炉壁管
道的状态, 监测高炉的运转, 燃烧器的火焰
结构和水冷元件 。
? 监测交流换热器, 绝缘, 建筑物和屋顶 。 跟
踪供热和空调的泄漏 。
电子系统（ electronic systems）
? 用热像图检查分立的元件, 印刷电路板
（ PCB） 和电子焊的质量 。
? 电子和微电子元件, 例如 PCB板由很小的
元件组成, 不能个别地检测这些小元件的
温度 。 高温按照指数规律减少电子元件的
寿命 。 已经设计出能够通过测量热含量自
动检验完整 PCB的高级热像系统 。
? 对于非常小的元件, 可以用红外显微镜做
热监测 。
8.4 结论
? 超声波和红外热像技术发展成为附加的预知
维修技术。
? 通过超声波技术，可以听到可听范围之外的
声音。这些声音能够指示机器中的缺陷
? 视觉比其他感官得到更多的信息。这是红外
热像法的强项。这项技术用图像表示一般用
肉眼看不到的现象。
? 这两种技术都有局限性，但是对于某些应用
是最好的选择。
