Page 65 - 电力与能源2023年第四期
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江 飞，等：基于无源无线红外测温技术的特高压电力设备监测系统 371
测量范围−20～150 ℃（低温档）和 0～410 ℃（中
温档）即可满足要求，精度±2 ℃或读数的±2%
即可。
（3）电 源 及 功 耗 。 测 温 仪 供 电 方 式 为 太 阳
能 充 电 ，最 大 功 耗 不 宜 超 过 10 W，待 机 功 耗 不
图 1 特高压电力设备监控系统总体架构示意 宜 超 过 0.5 W，要 求 在 一 般 情 况 下 每 天 光 照 2 h
个红外探头就可完成所有工作，布控简单，灵活性 即可满足测温仪一天的功耗 ［4］ 。在无太阳光充
电 的 情 况 下 ，电 池 容 量 应 可 保 证 测 温 仪 正 常 运
强。此外，数据汇总到服务器后，服务器提供 PC
端和手机端网页访问服务，可随时随地查看和管 行 20 天。
（4）本地存储及数据通信。红外热像以含温
理数据。
度数据的图片形式在本地存储，内置存储应大于
2 全辐射无源无线红外测温仪 64 G。测温仪应具备数据上传能力，当到达启动
2.1 红外测温原理 拍照周期时，可将拍照保存的数据按照一定的通
在自然界中，物体以电磁波的形式向外辐射 信协议通过 4G 无线网络传输到指定 IP 地址。
能量。物体光谱辐射能量、光谱辐射波长与温度 本 文 采 用 的 全 辐 射 无 源 无 线 红 外 测 温 仪 ，
的 关 系 可 由 普 朗 克 黑 体 辐 射 定 律 表 征 ［2］ ，公 式 可较好地满足上述要求。全辐射无源无线红外
如下： 测 温 仪 通 过 固 定 底 座 安 装 在 现 场 ，利 用 太 阳 能
c 1 λ -5 板充电，通过 4G 网络将全辐射的红外数据传输
M λ = （1）
e c 2 /λT - 1 到 服 务 器 。 此 外 ，该 全 辐 射 无 源 无 线 红 外 测 温
式中 M λ——黑体光谱辐射通量密度；c 1，c 2—— 仪采用无损压缩技术对采集的所有数据进行无
辐射常数； λ——光谱辐射的波长；Ｔ——黑体的 损 压 缩 ，不 仅 不 会 遗 失 数 据 ，而 且 占 用 空 间 小 ，
绝对温度。 大大提高了传输速度，让数据没有延迟和拖影。
物体的红外辐射能量和波长取决于普朗克公 全 辐 射 无 源 无 线 红 外 测 温 仪 实 物 照 片 如 图 2
式。红外热像仪测温时采用逐点分析的方式，把 所示。
物体一个局部区域的热辐射聚焦在单个探测器
上，将物体某块区域对应于所采集热像的一个像
素点 ［3-4］ 。由于物体的发射率可以通过前端感应
装置测量，通过计算即可得出热像每个像素点的
温度。本文采用的红外热像仪像素为 384×288，
仪器传输和存储的是每帧图像中所有像素点的温
度数据，动态获得全屏每像素点对应的温度实时
数据。
2.2 红外测温仪选型
根据特高压电力设备监控系统总体架构的要
求，红外测温仪的技术要求如下。 图 2 全辐射无源无线红外测温仪实物照片
（1）结构。红外测温仪应具备良好的室外露
3 特 高 压 电 力 设 备 监 控 系 统 主 站 服 务
天安装能力，可根据实际安装现场灵活固定，带有
设计
护罩以便防水、防尘、遮阳等。
（2）测量范围及精度。对于一般的线路环境， 主站服务主要实现全辐射无源无线红外测温
