热成像在状态监控中的重要作用

提前发现故障：P-F 曲线

熟悉状态监控的人对 Nowlan 和 Heap 发明的 P-F 曲线并不陌生。它展示了零部件生命周期的不同阶段，说明了在主动阶段，直至发现故障之前，何时可能通过检查的方法揭示设备的健康状况。

如您所见，温度分析是预防领域中采用的一种状态监控方法。热成像：隆重登场。作为一种基本的状态监控方法，热成像作为一种早期预警系统，可以在机器或资产出现磨损迹象之时，甚至在出现可辨别的故障之前发出提示。

温度测量

热成像的核心是采集资产的温度读数。单一的温度读数或许能够说明问题，但单凭这一点，其价值或许是有限的。比如，工厂内的一台电机的运行温度是 73°C。在没有其他数据的情况下，是否应该对此感到担心？ 要确定这一点，可能需要深入研究电机的各项参数，检查其标准工作温度范围。但即便如此，仍可能无法全面地了解。

例如，如果电机的标准工作温度在 50°C 至 80°C 范围内，则在 73°C 时，电机运行在此温度范围的高点。但是，应多久检测一次？ 当前的状况如何？ 何时需要维护？ 会出故障吗？ 由于这些问题还没有回答，我们无法预测该电机的未来状态。

趋势分析的重要性

了解机器的健康状况绝不能仅仅依靠一次测量。负载变化、冷却效率和环境状况等外部和内部因素都会影响工作温度。跟踪这些温度随时间推移的变化，可以让状态监控专家更清楚地了解情况。

让我们利用数据可视化来展示这一点。如果我们对 2019 年 1 月安装的一台电机的温度每月进行跟踪，会开始显现出各种模式。或许温度会在 50°C 和 55°C 之间波动，并且与季节的变化相关。这表明电机工作在安全的范围内，没有过载。每两三个月定期检查一次可能就足够了。

然而，同时还有另一台电机可能显现出温度持续升高，这表明可能存在问题。环境或内部零件等各种因素都会影响这些变化。这些趋势凸显了对定期维护和清洁的需求。

缺少的是该电机正常运行状态下的趋势、基线或模式。由于标准工作温度的范围如此宽泛，很难通过单次测量了解电机的状况。如果能确定工作温度趋势，状态监控专家就能够准确评估电机的状况。

如果 2019 年 1 月安装了一台电机，并且每月读取温度读数，就可以将这些温度绘制成图，以确定该特定电机在该位置，为该特定流程提供动力的正常状态。运转良好的电机可能记录到类似于下图的温度。

电机 1 的温度趋势（2019-2023 年）：电机的季节性变化表明在标准工作范围内性能稳定

此图显示电机的温度波动程度在 50°C 至 55°C 之间，与一年四季的变化吻合得相当好：夏季温度上升，冬季温度下降。那么，我们能从这些信息中确定什么呢？ 电机在标准工作温度范围的低点运行，并未呈现出机械过载或载荷特别高的情况。除非温度变化很显著，否则状态监控专业人员甚至可以决定每两三个月检查一次该电机。该电机并无明显可担忧的迹象，并可望在可预见的未来仍继续可靠地工作。

2019 年，在该电机的旁边还安装了另一台电机，并且对该电机也每月采集了温度读数，以下是电机温度的比较情况。

电机 2 的温度趋势（2019-2023 年）：季节性变化、上升模式和维护干预的影响

上图显示了电机 2 在几年内的温度趋势，强调了一些关键的观察结果：

季节相似性和温度上升：最初，温度模式与前些年的季节性变化类似。然而到了 2021 年，则观察到不同于早期趋势的明显增长，表明可能存在问题。

温度的暂时下降：2022 年 8 月和 9 月期间，温度显著下降，这表明采取了纠正措施或改变了状态，从而恢复到可接受的工作温度。

正常工作状态和可靠性预测：尽管存在这些波动，但温度仍在电机的正常工作状态范围内。了解该电机的历史有助于预测其未来的可靠性。

环境影响：这种温度趋势在灰尘和碎屑逐渐阻塞散热片和气流的环境中很常见，这会导致温度稳定上升。随后的清洁可以使冷却效率恢复。

其他原因：值得注意的是，这种趋势也可能源于各种因素，例如电机负载、较大的碎屑、驱动链或传动带的变化、冷却风扇的放置或热风的排出。

监控和维护的重要性：此图旨在提醒您定期清洁和维护的重要性。它强调必须意识到可能影响电机温度的不同因素，并强调了解决基本冷却问题的重要性，以防止将来出现更严重的问题。

总之，虽然这种热图指出了异常并提出了可能的问题，但无法确切查明原因。定期监控和维护，以及对电机工作环境和历史的深刻理解，对于确保其最佳性能和使用寿命至关重要。

现在，我们来调查一下同样于 2019 年安装的第三台电机，看看对比情况如何。

电机 3 的温度趋势（2019-2023 年）：在制造商规范的范围内高于正常的季节性状态，这表明可能需要调查

上图展示了电机 3 的温度趋势，提供了有价值的洞见：

初始温度读数：电机呈现的温度为 73°C，完全处于制造商规定的正常工作常态范围内。这表明电机最初的运行符合预期。

单一温度读数的意义：73°C 的一次性读数并不令人担忧，甚至可以被视为令人放心，需要注意的是整体趋势。单个数据点不一定能全面体现电机的健康状况。

与其他电机的对比：在某个时间点之前，电机 3 的性能与电机 1 和电机 2 所观察到的年度季节性变化一致。这表明了这些类型的电机在正常状态下的典型工作模式。

近期温度升高：然而，此图显示从 2023 年 1 月开始的变化。电机温度开始上升，偏离了通常的模式。这种变化可能意味着影响该电机性能的根本问题。

需要进一步调查：最近的温度升高，特别是与历史数据相比，表明电机 3 可能存在不断演化的问题。这需要进一步调查，以确定原因，并确定是否需要进行维护或调整，以防止潜在的故障。

第三台电机未来趋势如何？ 下面两张图展示了两种可能的场景。

电机 3 的温度趋势：缺少维护引起过热风险，导致在温度超过 105°C 时发生故障

电机 3 的温度趋势：在管理下，温度升高在安全范围内

如果在不进行调查、维护或采取进一步行动的情况下继续使用该电机，温度可能继续上升，直至达到故障点。上图显示了这一点，并提出了温度超过 105°C 时会立即导致故障的洞见。

第二张图则展示了另一种情况，也许生产流程刻意提高了对电机的需求，使电机加速运行，以满足新的输出要求？ 温度仍在电机可接受的工作范围内，并且对于这种热异常的根本原因有明确的解释。

结论：通过热趋势分析优化设备健康状况监控

单个温度读数可以提供对设备状况的洞见，这只能与制造商建议的电机运行范围，或制造或生产过程中的其他资产进行对比。这可能引起误导，并且无法提供对资产和设备状况的真实洞见，而这些洞见对企业的可靠运营是至关重要的。

定期采集温度读数可以了解所检查的每一项资产的状况。这并不意味着温度永远不会改变，而是经常会出现各种原因的热异常。如果出现无法解释的温度变化，则可以检查、清洁、维护或采取其他措施将设备恢复到正常工作温度，或者设备可能只是暂时工作温度升高，需要进一步监控以更精确地预测故障点。

如果制造或生产设备、配电板、电机、泵、机械或其他机械或电气设备对您的企业生存具有极端重要性，那么保证这些设备不会意外发生故障对您来说可能很重要。FLIR 状态监控解决方案通常用于制造或生产环境，以精确获取温度读数。

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