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生熱量。正常情況下，當軸承處于良好運行狀態時，溫度出現一定程度的升高屬于正常現象。然而，一旦溫度異常升高，那就意味著軸承的運動狀態變差了，摩擦磨損加劇，潤滑質量也隨之下降，嚴重時甚至會致使軸承斷裂變形，更為糟糕的是，可能引發列車熱切軸、燃軸這類重大事故，熱軸現象的出現，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的研究工作當中，旨在有效規避這一隱患對行車安全造成的威脅。而紅外軸溫探測系統就是眾多研究成果里，利用紅外線來實現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系的，所以只要檢測出輻射能量，就能推算出相應的溫度。當物體溫度處于幾百至幾千度這個區間時，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備就是輻射紅外測溫設備。

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

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報，并發出相應的信息告警。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℃），而且響應速度超快，僅需 1.5ms，可以滿足高動態過程中的溫度捕捉需求。以下是該型號具體的參數規格情況。

關于優勢方面，依據紅外原理以及金屬表面的特殊性質來看，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。