電梯電子元氣件設備為實現各種指令如群控功能廣泛存在于電梯各個子系統或單元模塊中。隨著電梯功能的日趨豐富和電氣元件結構日益復雜，電梯電氣控制系統的繼電器、接觸器、電路、印制電路板元件越來越密集，也更加復雜，電梯檢測診斷技術在電梯運行維護、檢測、故障診斷中保障電梯安全運行作用也越來越重要。電梯電氣控制系統出現軟故障以后往往很難進行定位與檢測，所以如何快速準確地對電梯控制系統的各種故障進行分析、判斷并排除，已經成為電梯故障診斷維修與電氣系統檢測的研究熱點與難點。紅外熱像檢驗以其快速、非接觸、檢測結果形象直觀等技術優勢在電氣工程領域得到廣泛應用，也是檢測、診斷或預判電梯控制系統故障的新技術。
一、電梯傳統檢測技術與紅外熱像檢測技術的比較
電梯傳統電氣檢測技術大都是接觸式測量方法，首先需要測試電梯電氣系統中元件關鍵點的電流、電壓或其它參數，然后由檢測人員結合電梯電氣控制原理和故障現象進行判斷分析，才能診斷出電梯故障部位或元器件，一般地整個檢測過程耗費時間較長，而且要求電梯檢測人員具有很強的特種設備專業技能，同時還要具備電梯電氣原理圖、安全回路元器件布列圖等電梯電氣系統詳細的資料。此外，傳統的電梯檢測技術只能檢測出已出現的故障，難以診斷潛在的故障或預判電梯故障。隨著電梯功能多樣化、印制電路板密集化等方向發展，傳統的電氣檢測技術已經很難滿足于日益復雜的電梯電氣故障檢測，因此研究快速有效的故障診斷方法已經成為電梯電氣故障診斷的迫切需求。
紅外熱成像檢測技術已在電力、核電等工程領域方面得到成功應用，推廣至特種設備領域如電梯電氣控制系統的故障檢測也將是其重要用途之一。與傳統電梯檢測方法相比，基于紅外熱像檢測技術的電梯電氣系統故障診斷突出優勢有：
（1）非接觸式檢測。因紅外熱像電梯檢測技術是被測電梯元件上輻射的紅外線能量，不會影響或干擾被測對象——電梯的頻率特性與磁場，所以可應用于電梯電氣控制系統或高頻電路的故障檢測；
（2）操作簡單方便、安全性高，電梯電氣控制系統集交流380V、220V與直流110V等多種電壓，對其進行檢測或者其他帶電檢測的場合，紅外熱像電梯檢測技術不僅安全方便，而且對各種電梯檢測條件和電梯運行環境要求也不高；
（3）紅外熱像電梯檢測技術不需要電梯元器件布列圖等詳細的電梯資料圖與具有很強的特種設備專業技能，就能夠較快速準確的判斷出現電梯故障的元器件或者電梯安全回路，且可根據積累的電梯紅外故障診斷技術標準及時地診斷或預判出電梯隱患故障，因而能夠有效地避免電梯電氣元件的突然故障；
（4）紅外熱像電梯檢測技術應用范圍廣，可廣泛應用于電梯電氣系統中的任何電氣元件，且從生產、安裝、使用、維修及檢驗等各個環節中都可應用；
（5）使用像素高的紅外熱像儀可同時對電梯電氣控制板大范圍的元器件進行掃描檢測，故障檢測、分析與定位的過程結為一體，能在較短時間內定位電梯電氣故障區域和失效電氣元件。
因電梯載荷、使用環境等運行工況的復雜性，必須指出的是，紅外檢測方法并不能完全取代傳統的測試技術，在某些方面還存在局限。隨著高性能、高像素紅外熱像儀的出現和計算機技術的發展，紅外熱像檢測技術可成為電梯電氣控制系統故障檢測更為有效方法。
二、紅外熱成像技術的電梯電氣系統檢測方法
在應用紅外熱成像技術檢測電梯前，應設置電梯處于正常連續運行一定時間的工況，以保證電氣系統元件有一定熱量。在檢測時，詳細地了解電梯的運行與載荷情況;紅外熱像儀開機后，應先檢查儀器日期、距離參數、輻射系數等設置，同時進行環境參數設置并校準內部溫差，待圖像穩定后根據使用的情況進一步調焦，使圖像更加清晰后再開始檢測。在電梯電氣
系統的檢測過程中，一般要先用儀器設備對所有應測試電梯元件或部位進行全面掃描，發現電梯電氣系統過熱異常部位并標記，然后重點對異常部位和被檢測電梯電氣元件進行準確檢測。拍攝時應盡量去掉對電梯電氣元件紅外圖像分析無意義的物體，獲取電梯電氣系統最大的整體紅外熱像圖。在紅外熱成像技術電梯檢測使用中應當注意：
（1）儀器應在安全距離允許范圍內盡量靠近電梯電氣控制系統，以提高紅外熱像儀對電梯電氣元件表面細節的分辨能力及測溫精度；
（2）對電梯紅外熱成像檢測應事先設定幾個不同的角度對元件檢測跟蹤，確定可進行檢測電梯元件的最佳位置，并作上標記，確保復測電梯元件或同型號電梯電氣系統有互比性，積累圖庫并提高檢測分析準確性與效率；
（3）檢測電梯控制系統溫升所用的環境溫度參照體應盡可能選擇與電梯電氣系統類似的物體，且最好能在檢測電梯電氣系統中選擇同一方向或同一視場；
（4）紅外熱成像技術電梯檢測一般在電梯機房進行，所以電梯系熱像系統的電梯電氣系統測溫量程宜設置在電梯機房環境溫度加溫升(10K～20K)之間進行檢測；
（5）在有較為明顯的電梯電氣系統電磁場環境中，儀器連續使用時每隔5min～10min，或者圖像出現不均衡現象時，再繼續電梯電氣元件檢測時應進行內部溫度校準；
（6）紅外熱成像技術電梯檢測應正確選擇被測電梯元件的比輻射率。
三、紅外熱成像技術電梯電氣元件檢測的缺陷分析方法
在實踐中，紅外熱成像技術電梯電氣元件檢測的缺陷分析判斷方法，可參考電力行業標準DL/T664-1999《帶電設備紅外診斷技術應用導則》。針對電梯檢測，歸納如下：
1、表面溫度判斷法
電子元器件的表面溫度判斷法主要用于電梯電氣系統中裸露在外的各類接頭、接線柱、觸頭等。根據電梯電氣元件表面溫度，參照相關電氣行業標準，按照溫度（溫升）超過標準的程度來確定電梯電氣元件缺陷的性質及嚴重性；檢測時應從不同方位進行拍攝電梯電氣系統元件，找出最熱點溫度或異常部位。
2、相對溫差判斷法
紅外熱成像技術電梯電氣元件檢測的相對溫差判斷法指電梯電氣系統兩個對應測點的溫差與其中較熱點的溫升之比百分數。對電梯電氣系統中電流致熱的元器件，當環境溫度較低尤其是負荷電流小的情況下，其元件的溫升值并沒有超過有關規定，但大量的檢測實踐證明此時的溫升值并不能說明該元件沒有缺陷或故障存在，往往在負荷增長或環境溫度上升之后，就會引發電梯故障或事故。相對溫差用下述公式表示：
其中，t1和T1表示電梯元件發熱點的溫升和溫度，t2和T2表示電梯正常相對應點的溫升和溫度，T0表示電梯運行環境參照體的溫度。
3、同類比較法
在同地的電梯電氣回路中，當三相電流對稱和三相(或兩相)電梯電氣設備相同時，比較三相(或兩相)電流致熱型元件對應部位的溫升值，可判斷電梯是否運行正常或預判電梯故障。若三相電壓同時出現異常，可與同回路的同類電梯電氣設備比較；因電梯電氣回路負載的復雜性，當三相負荷電流不對稱時應考慮負荷電流的影響。
對于型號規格相同的電梯電氣電壓致熱型元件，可根據其對應點溫升值的差異來判斷電梯電氣元件是否正常。電壓致熱型電梯電氣元件設備的缺陷宜用允許溫升或同類允許溫差的判斷依據確定。一般情況下，當同類電梯電氣元件溫差超過允許溫升值的30%時，應定為重大安全隱患。
4、圖像特征判斷法
紅外熱成像技術電梯電氣元件檢測中圖像特征判斷法是一種常見的經驗判斷方法，能發現一些特殊的電梯電氣元件缺陷，如抱閘接觸器發熱異常。根據同型號電梯的正常運行狀態和異常狀態的電氣熱圖像的差異判斷電梯是否處于運行正常，并可用該方法預判電梯故障。
5、檔案分析法
紅外熱成像技術電梯電氣元件檢測檔案分析同一電梯在不同時期的檢測數據（例如溫度異常升高、相對溫差和熱譜圖），找出電梯電氣系統致熱參數的變化趨勢和變化速率，以判斷電梯是否正常。
將電氣元件溫度測量圖像結果與電梯以往測試的紅外技術檔案相比較進行分析，這種方法的基礎是要為被診斷的電梯建立紅外熱譜圖檢測技術檔案，在診斷電梯有無異常時，可分析該電梯在不同時期的紅外熱譜圖檢測結果，包括溫度、溫升和溫度場分布有無變化，掌握電梯電氣元件發熱的變化趨勢。
四、紅外熱成像檢測電梯電氣系統例證
1、紅外熱成像儀在檢測電梯三相不平衡方面的應用
三相不平衡在電梯電氣系統表現為三相電流或電壓幅值不一致，電機的溫升和損耗也將隨三相電壓的不平衡度而增大，會導致引起電梯運行不穩定，易造成電梯關人、困人現象。所以電梯在三相電壓不平衡狀況下運行，是常見電梯安全隱患，應盡快查明原因避免事故發生。利用紅外熱像儀在三相電壓不平衡拍到的紅外圖像見圖1，圖中顏色赤紅的一相即為與另外二相電壓不一致。
圖1 三相電壓不平衡的紅外圖像
2、紅外熱像儀在電梯電機觀測方面的應用
用紅外熱成像儀可以使用區域分析功能，捕獲電梯電機溫度分布的紅外溫度測量值作為一個二維圖像。觀察分析軟件上溫度分布的情況，來確定大致的溫度范圍是否處于安全值，圖2為電梯電機的紅外熱像圖，可用表面溫度判斷法、檔案分析法等缺陷分析方法判斷是否有缺陷。
圖2 電梯電機的紅外熱像圖
3、紅外熱像儀在電梯變頻器觀測方面的應用
在電梯評估中，利用紅外熱成像儀拍攝到電梯變頻器板元器件最高溫度大于150℃，由紅外熱譜圖檔案分析判斷為電梯電阻元器件碳化引起的局部高溫。易造成電梯偶發故障，需要關注并建議更換。圖3即為某電梯變頻柜板電阻器件高溫碳化的紅外熱像圖。
圖3 電梯變頻柜HVIB板電阻器件高溫碳化的紅外熱像圖
五、總結
紅外熱成像檢測技術是診斷電梯電氣系統和線路熱故障有效的先進技術，是開展電梯設備狀態檢修與安全檢測行之有效的方法。應用紅外熱成像技術對電梯電氣設備進行在線檢測，能夠及時發現電氣設備的缺陷和異常情況，為電梯檢修提供依據，為開展電梯安全維修創造條件，提高電氣設備運行的可靠性，從而保障電梯電氣設備的安全運行。
