從理論上講，自然界中任何物體溫度高于絕對零度0 K（-273.16℃），都會在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。該物體紅外輻射能量的大小，主要取決于其表面溫度的高低，因此，通過檢測某物體輻射的紅外能量，便能準確地測定它的表面溫度。

　　紅外測溫儀主要由光學(xué)成像掃描系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。工作原理如下：光學(xué)成像掃描系統(tǒng)可將視場內(nèi)目標(biāo)物體紅外輻射能量進行匯集，經(jīng)聚焦后的紅外輻射能量落在光電探測器上并被轉(zhuǎn)變成電信號，該電信號經(jīng)過放大器和信號處理電路，并經(jīng)過一系列信號運算處理和發(fā)射率校正后，即可顯示被測目標(biāo)的溫度值。

圖1：紅外測溫儀原理框圖

　　1、常用的紅外輻射測溫儀有兩種

　　（1）單色測溫儀：單色測溫儀與波段內(nèi)的輻射量成比例。

　?。?）雙色測溫儀：雙色測溫儀與兩個波段的輻射量之比成比例。

　　2、紅外線測溫儀通常的用途

　?。?）可快速檢測人體表面溫度的紅外線測溫儀。

　　（2）可快速檢測工業(yè)儀器、設(shè)施、設(shè)備表面溫度的紅外測溫儀。

　　（3）可快速檢測遠距離外各種動物體表溫度的紅外測溫儀。

　　3、紅外測溫儀的優(yōu)點

　?。?）便捷：可快速測量溫度，可以讀取所有連接點的溫度，另外紅外測溫儀堅實、輕巧、便于攜帶。

　?。?）精確：通常精度都是1℃以內(nèi)，可快速準確地探測出溫度的微小變化。

　?。?）安全：能夠安全地非接觸地讀取難以接近的或不可到達的目標(biāo)溫度，可以在儀器允許的范圍內(nèi)讀取目標(biāo)溫度。

　　4、使用紅外測溫儀注意事項

　?。?）紅外測溫儀只能測量物體表面溫度，不能測量物體內(nèi)部溫度。

　?。?）不能透過石英玻璃進行測溫，玻璃有很特殊的反射和透過特性。對于表面光亮的或拋光的金屬物體，如不銹鋼、鋁等，測量精度也不準確。

　?。?）要盡量縮短測量距離，防止信號衰減。測溫儀直接瞄準目標(biāo)，然后對目標(biāo)上下掃描，直至確定熱點。

　　（4）避免蒸汽、塵土、煙霧等環(huán)境因素對測溫儀光學(xué)系統(tǒng)造成影響，降低測量精度。

　?。?）注意消除環(huán)境溫度影響，如果測溫儀突然暴露在環(huán)境溫差為20℃或更高的情況下，允許儀器在20分鐘內(nèi)調(diào)節(jié)到新的環(huán)境溫度。

　　二、飛機發(fā)動機/APU引氣管路滲漏故障的檢測

　　飛機的發(fā)動機或者APU引氣可用于空調(diào)系統(tǒng)、除防冰系統(tǒng)、真空馬桶以及液壓油箱增壓等，一般而言，用于空調(diào)組件的引氣壓力可達到40PSI左右，溫度也可以達到260℃左右，如果引氣管路發(fā)生滲漏的情況，這種高溫高壓引氣會對其周圍的部件和區(qū)域造成破壞，危險性很大。

　　下面以E145飛機發(fā)動機引氣管路滲漏故障為例，介紹使用紅外測溫儀檢查引氣管路滲漏的工作方法。

　　1、故障報告

　　飛機在空中或者地面上時，當(dāng)接通空調(diào)組件工作一段時間后，在飛機中央儀表盤的CAS區(qū)（Crew Advisory System）出現(xiàn)1#或2#引氣滲漏（BLEED 1/2 LEAK）的故障信息。這種故障是145飛機的多發(fā)故障，在天氣炎熱氣候下出現(xiàn)的相當(dāng)頻繁。

　　2、排故過程

　　在本公司E145飛機運行的前幾年里，對于BLEED 1/2 LEAK的故障，機務(wù)人員主要根據(jù)FIM（Fault Isolation Manual）進行故障隔離，F(xiàn)IM提供的主要排故步驟如下：

　　（1）按照AMM手冊進行引氣系統(tǒng)操作測試程序，接通外部高壓氮氣對管路的密封性進行檢測，以驗證故障現(xiàn)象，判斷故障是否間歇性出現(xiàn)。這個測試需要比較復(fù)雜的設(shè)備，花費時間也很長，必須在主維修基地才能完成。

　　（2）使用熱風(fēng)槍和溫度計對所有的管路接口區(qū)域的超溫探測電門進行檢查，操作方式如下圖。E145飛機左側(cè)發(fā)動機引氣管路上有17個超溫探測電門，右側(cè)發(fā)動機引氣管路上有14個超溫探測電門，逐一對所有的電門進行檢測，檢查范圍大，需較長時間停場排故，工作難度很高，準確性也很差。

圖2：使用熱風(fēng)槍和熱敏溫度計檢測超溫電門

　?。?）如果沒有發(fā)現(xiàn)超溫電門的問題，再對相關(guān)的線路狀況進行檢查，這個檢查主要依靠三用表進行，這個工作很復(fù)雜，通過量線的實際排故效果很差。

　?。?）在完成以上的檢測工作后，對各段引氣管路接口進行滲漏檢查。在初期排故時，需要發(fā)動機運轉(zhuǎn)并接通空調(diào)組件引氣，主要依靠目視檢查和手感等常規(guī)方式查找漏氣點，由于泄露的引氣溫度很高，有時可以達到150℃以上，存在相當(dāng)大的危險性。另外，對于超溫電門的臨界溫度91℃左右，使用目視或者手感的方式，缺乏準確性。最后在采用紅外測溫儀進行溫度檢測后，才徹底解決這個問題。

　　在初期的排故中，完全參照FIM手冊進行故障隔離，注意力容易被引導(dǎo)至管路功能測試、超溫電門和線路檢測等工作上，不僅需要投入大量的費用和人力，造成飛機長時間停場，而且基本上都不能一次性徹底排除故障，致使這個故障多次重復(fù)出現(xiàn)。經(jīng)過認真總結(jié)和分析后，我們對排故步驟進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并結(jié)合使用紅外測溫儀來測量管路接頭處漏氣溫度的方法，取得良好的效果，主要操作步驟的調(diào)整情況如下：

　?。?）首先進行故障模擬和檢查，只需要使用APU引氣，在空調(diào)組件通氣十分鐘以后即可對管接頭進行溫度檢測。

　?。?）然后用紅外測溫儀對相應(yīng)的引氣管路接頭，逐個進行溫度檢測；

　?。?）如沒有檢測到引氣滲漏，再依次進行探測電門和線路的故障隔離；

圖3：使用紅外測溫儀檢查管路接口區(qū)域溫度

　　經(jīng)過許多次排故驗證，使用紅外測溫儀檢測管路接頭的溫度，可以安全、快速、準確地檢測管路接口是否存在超溫的情況，既節(jié)省大量的人力和停場時間，又可提高檢測漏氣點的準確性，達到100%。

　　3、故障分析

　　E145飛機發(fā)動機和APU安裝在飛機尾部，左、右空調(diào)系統(tǒng)組件安裝在機身中部，左、右兩空調(diào)組件引氣管路是一段很長的管路，分別由十幾段各種形狀的管路連接而成。

圖4：引氣管路分布圖

　　大部分的管路接口里安裝2個橡膠封圈（少部分接口使用金屬卡箍），起封嚴密封的作用，用于防止引氣滲漏。在高溫高壓引氣的作用下，加上不規(guī)范施工因素的不良影響，這種封圈很容易扭曲變形，造成引氣滲漏的情況，而這種滲漏沒有得到及時的排除，長期下來會造成該接頭的封圈被高溫高壓引氣吹斷的情況，導(dǎo)致引氣嚴重泄漏。

圖5：封圈損壞圖片

　　在每個管路接口旁邊都安裝有一個熱電偶式超溫探測電門，當(dāng)溫度達到觸發(fā)門檻值91±3℃，超溫電門接通，這時探測系統(tǒng)就會發(fā)出BLEED 1/2 LEAK的信息。當(dāng)溫度下降到79±3℃時，超溫電門斷開，滲漏信息消失。

圖6：引氣滲漏探測電門

　　排除BLEED 1/2 LEAK故障的關(guān)鍵在于快速準確地判斷引氣滲漏點，引氣管路安裝在地板下，周圍環(huán)境密閉，空氣流動性不好，只要發(fā)生引氣滲漏，不管引氣滲漏程度是多少，均可造成管路接口區(qū)域溫度有一定程度上升。一般的紅外測溫儀測量精度達到1℃，可以準確地檢測出引氣滲漏點的溫度變化情況，通過對臨近接口的溫度數(shù)據(jù)對比，即可容易地查找到滲漏點。

　　另外，紅外測溫儀易于攜帶，操作步驟簡單易懂，使用方便，無須其他輔助設(shè)備，可快速地接近和檢測目標(biāo)物體，節(jié)省大量時間和人力，因此是一種安全、有效的檢查方法。

　　對于BLEED 1/2 LEAK的排故問題，在FIM里提供相應(yīng)的排故步驟，在AMM（Aircraft Maintenance Manual ）等手冊里也提供使用紅外測溫儀檢查漏氣點的方法，但是由于實際步驟是先難后易，且容易將注意力引導(dǎo)故障可能性較低的超溫電門和線路檢測上，可操作性不強。

　　4、引氣管路漏氣故障預(yù)防性檢測方法的研究

　　在E145飛機MP（Maintenance Plan）沒有針對引氣管路漏氣的定期檢查項目，由于缺乏主動的預(yù)防性維修工作，只有出現(xiàn)BLEED 1/2 LEAK故障時才實施排故工作，處于被動排故的狀況下，直接導(dǎo)致E145飛機不正常航班增多，降低了機隊整體可靠性。

　　為了提高引氣管路系統(tǒng)的可靠性，提前發(fā)現(xiàn)滲漏故障點，減少故障報告率和不正常航班率，通過認真分析和研究，結(jié)合紅外測溫儀檢測引氣滲漏點的檢查方法，制定了合理的檢查間隔和檢查標(biāo)準，利用做定檢工作的期間，進行預(yù)防性維修工作，提前檢測出引氣管路的滲漏點，以有效地降低此故障的發(fā)生率。

　　預(yù)防性維修工作有兩個關(guān)鍵點：一是確定合適的檢查間隔，二是確定滲漏點的標(biāo)準溫度值。利用飛機C檢對兩條引氣管路各個接口的溫度數(shù)據(jù)進行取樣，同時拆下相應(yīng)的封圈狀況進行檢查，然后更換新封圈，其中一組數(shù)據(jù)如下：

表1：引氣管路接頭溫度測量數(shù)據(jù)

　　在一般情況下，更換新封圈之后，大部分引氣管路接頭區(qū)域的實測溫度有明顯的下降，尤其封圈出現(xiàn)損壞的地方，但少數(shù)接口的溫度不降反升，這種情況基本上是施工安裝不好造成的，經(jīng)過重新調(diào)整安裝，溫度亦有相應(yīng)的下降。

　　超溫電門的觸發(fā)門檻值91±3℃，當(dāng)溫度下降到79±3℃時，超溫電門恢復(fù)正常。經(jīng)過充分的評估，將接口溫度的標(biāo)準值定為86℃，如果檢測時高于86℃，則需要分解管路接頭并更換封圈，然后進行復(fù)查，對超過86℃的接頭重新分解和安裝，直至溫度低于86℃。

　　經(jīng)過統(tǒng)計，采取這種預(yù)防性維修工作后，既可以有效減少BLEED 1/2 LEAK的故障發(fā)生率，又可以減少不必要的更換封圈，降低維修成本。

　　三、使用紅外測溫儀進行液壓系統(tǒng)故障檢測

　　飛機液壓系統(tǒng)是由發(fā)動機驅(qū)動泵（EDP）或者電動馬達驅(qū)動泵（EMDP）驅(qū)動的，EDP或EMDP在正常工作時會產(chǎn)生較大的熱量，這些熱量會隨著液壓油的流動傳遞到各個部件上，使得這些部件表面溫度上升。在正常工作狀態(tài)下，各個液壓部件上的表面溫度基本上是穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)，如果其中某個部件故障，有可能會引起流經(jīng)此部件的液壓壓力（也就是流量）發(fā)生變化，直接導(dǎo)致該部件的溫度發(fā)生變化，因此通過測量和對比各個部件上表面溫度的變化，再輔以其他相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，即可準確地排查故障。下面以E145飛機一起液壓系統(tǒng)故障的處理為例進行說明。

　　1、故障報告

　　E145飛機B-3030飛機航前起飛約15分鐘后，機組報告CAS區(qū)出現(xiàn)HYD SYS 1 OVHT信息，1#液壓系統(tǒng)壓力指示為0。斷開左發(fā)EDP和1#EMDP，10分鐘后過熱信息消失，15分鐘后嘗試接通1#EMDP和左發(fā)EDP，1#液壓系統(tǒng)仍無壓力，飛機返航。

　　2、排故過程

　　（1）地面接通1#EMDP，系統(tǒng)回油壓差指示器跳出，復(fù)位后，再次試接通1#EMDP，壓差指示器仍跳出，1#系統(tǒng)壓力只能上升至2600PSI，對比2#液壓系統(tǒng)壓力為3000PSI。拆下液壓總管組件上的3個油濾檢查，殼體回油濾上有較多片狀和塊狀黑色雜質(zhì)，系統(tǒng)壓力油濾和系統(tǒng)回油濾有少量粉末和顆粒狀黑色雜質(zhì)。

　　（2）拆下左發(fā)EDP和1#EMDP，檢查泵連接的管路和花鍵沒有異常。更換EDP，EMDP，更換殼體回油濾、系統(tǒng)回油濾、壓力油濾。依據(jù)手冊進行1號液壓系統(tǒng)清洗，完成3次液壓系統(tǒng)清洗后拆下油濾未見雜質(zhì)。

　?。?）完成上述工作后，地面接通1#EMDP，1#液壓系統(tǒng)壓力仍然為2500PSI。將1#液壓系統(tǒng)與2#液壓系統(tǒng)壓力傳感器對串，地面接通EMDP測試2#系統(tǒng)壓力正常，1#液壓系統(tǒng)壓力仍為2500PSI。

　　（4）在接通1#EMDP情況下，當(dāng)提拉起落架應(yīng)急放手柄時1#液壓系統(tǒng)壓力可達3000psi。

　　（5）地面試車檢查，1#液壓系統(tǒng)壓力3000PSI，左發(fā)N1=89%運轉(zhuǎn)3分鐘后出現(xiàn)HYD SYS 1 OVHT信息。

　　（6）根據(jù)使用1#EMDP時壓力只能達到2500PSI和使用1#EDP出現(xiàn)HYD SYS 1 OVHT的情況，采用紅外測溫儀對1#液壓系統(tǒng)的各個系統(tǒng)部件進行溫度測量，然后對收集的溫度數(shù)據(jù)進行分析，確定起落架收放選擇活門有內(nèi)漏。更換該部件后，對系統(tǒng)進行各項測試，各參數(shù)均正常。

表2：EMDP工作時各部件的溫度

表3：EDP工作時各部件的溫度

　　3、故障分析

　　此次B-3030飛機1#液壓系統(tǒng)的故障現(xiàn)象很復(fù)雜，既有液壓壓力低的現(xiàn)象，又有液壓系統(tǒng)超溫的現(xiàn)象，加上檢查時發(fā)現(xiàn)1#液壓系統(tǒng)3個油濾上均有污染物的情況，很容易讓人得出是EDP或者EMDP故障的結(jié)論，而實際情況并非如此。在更換相應(yīng)EDP、EMDP、油濾、壓力電門后并沒有排除故障，就需要對下游各個系統(tǒng)的液壓部件進行故障隔離。

　　通過系統(tǒng)原理圖框圖可以看出，E145飛機的1#液壓系統(tǒng)可以給左副翼、右副翼、方向舵、發(fā)動機左反推、內(nèi)側(cè)擾流板、外側(cè)剎車、起落架正常收放、起落架應(yīng)急放、登機門、前起落架艙門等系統(tǒng)提供壓力，由于涉及的系統(tǒng)很多，都有引起此故障的可能性，而事實上也不可能逐一更換所有的部件。

圖7：E145飛機液壓系統(tǒng)原理圖

　　液壓超溫電門安裝在液壓油箱里，當(dāng)超溫信號接通溫度為90±1.7℃，發(fā)出HYD OVHT信號，當(dāng)?shù)陀?0±1.7℃超溫信號斷開，HYD OVHT消失。使用EDP或者EMDP供壓時，在達到正常壓力的情況下，EDP或者EMDP則會自動調(diào)整其內(nèi)部負荷，減少做功，以維持輸出壓力在規(guī)定的壓力值，相應(yīng)地產(chǎn)生很少的熱量。如果其中某個部件出現(xiàn)內(nèi)漏情況，會引起以下幾個現(xiàn)象：

　　第一，某個部件內(nèi)漏會造成液壓油不停地循環(huán)流動，致使EDP或者EMDP在不停地做功輸出壓力，從而產(chǎn)生較高的熱量，而一部分高溫液壓油同時又通過內(nèi)漏點直接流回液壓油箱，由于沒有經(jīng)過系統(tǒng)作動而降低其溫度，經(jīng)過一段時間之后會導(dǎo)致液壓系統(tǒng)出現(xiàn)超溫的情況。

　　第二，從EDP或者EMDP出來的高溫液壓油所流經(jīng)的部件，其表面溫度會有一個明顯的增加。

　　第三，在僅使用EMDP供壓情況下，由于EMDP的輸出功率較少，內(nèi)漏會導(dǎo)致壓力達不到規(guī)定的2900PSI。

　　結(jié)合液壓系統(tǒng)工作原理圖可以看到，液壓泵EDP或EMDP輸出的液壓油依次經(jīng)過液壓總管、起落架收放選擇活門，然后到達應(yīng)急放活門。根據(jù)液壓油流動時可以傳遞熱量的情況，可以采用紅外測溫儀對液壓油流經(jīng)的部件進行溫度測量，實際測量的數(shù)據(jù)也顯示，無論使用EDP還是EMDP供壓，這三個部件的溫度均明顯高于其它部件，因此確定故障部件為應(yīng)急放活門。

　　4、排故總結(jié)

　　B-3030飛機此次的HYD 1 OVHT故障為一起疑難故障，故障現(xiàn)象很復(fù)雜，排故的過程很不順利。排故人員收集所有的故障信息后進行分析，均無法分析出一個明確的結(jié)論，存在各種不同意見和推測。最后，使用紅外測溫儀對各個液壓部件進行溫度檢測，然后對溫度數(shù)據(jù)和故障現(xiàn)象進行綜合分析，終于確定了這起故障的真正原因。

　　從這起故障的排故過程來看，最主要還是要全面有效地收集故障信息和數(shù)據(jù)，然后對故障原因進行深入的分析，這是排故的關(guān)鍵。其次，面對錯綜復(fù)雜的故障現(xiàn)象，借助一些非常規(guī)的驗證方式，如此次使用紅外測溫儀測量液壓部件的溫度，為快速、準確判斷故障點提供了可靠的依據(jù)，是一個非常有效的方式，也是畫龍點睛之舉。

　　四、紅外測溫儀的使用小結(jié)

　　一般情況下，在排除了外界因素的相關(guān)影響后，如果物體的表面溫度發(fā)生了變化，主要源于其內(nèi)部特性發(fā)生了變化。紅外測溫儀主要用于測量物體的表面溫度，利用這一工作特性，還可以在飛機其它系統(tǒng)的排故工作中使用，例如，利用引氣在經(jīng)過空調(diào)組件上主要做功部件（如ACM、雙熱交換器）之后，溫度會發(fā)生一定程度變化的工作原理，可以使用紅外測溫儀檢測飛機空調(diào)組件各個點的溫度值，為判斷故障提供準確的溫度數(shù)據(jù)。另外，飛機剎車轂在使用過程中也會產(chǎn)生劇烈的溫度變化，使用紅外測溫儀測量溫度數(shù)據(jù)，也可以幫助判斷剎車溫度指示系統(tǒng)的故障。

　　使用紅外測溫儀測量溫度數(shù)據(jù)，對于飛機某些系統(tǒng)故障排故的確有很大幫助，但是在實際工作中也存在以下一些問題，需要注意糾正和改進，否則不但起不到應(yīng)有的作用，反而引起誤判。

　?。?）測量點選擇不正確，得到錯誤的數(shù)據(jù)。

　?。?）操作人員使用動作不規(guī)范，如測量距離過遠、沒有對準測量點等，導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差。

　　（3）沒有排除外界干擾因素，如光照強烈、溫差變化大、空氣濕度大、粉塵大等，都會影響測量數(shù)據(jù)的精度。