. 项目背景
1.1. 热成像技术在回转窑检测中的应用现状
目前，回转窑是我国冶金、建材、化工厂和硅酸盐工业的重要设备。据有关统计表明，60%以上的停窑是由于窑内衬损坏造成的。回转窑内衬主要是耐火砖组成耐火砖长期与物料摩擦并处于高温状态，将导致耐火砖变形、磨损严重甚至掉砖。这样不仅影响正常生产，而且浪费能源，增加了生产成本。回转窑表面温度在线监控技术使现场工作人员能及时了解窑内的温度和耐火材料的变化情况，并根据实际情况安排检修人员进行维修，大大提高生产设备故障检测效率和准确率。
1.2. 回转窑对热成像技术的应用需求
1.2.1. 回转窑的工作特点
回转窑由筒体、传动装置，托轮、转轮等支撑装置，窑头、窑尾密封装置，窑头罩以及燃烧装置等部分组成。回转窑筒体是受热的回转部件，筒体上设置有测温和取样孔装置，有的窑还需要专门配置红外测温仪对筒体表面进行温度监控。红外成像技术已经应用在回转窑窑内物料温度测量和回转窑表面温度检测中。
1.2.2. 回转窑的常规检修方法
检修手段
对回转窑的检修，目前采用的做法是严格地执行定期大修制度。操作规程上规定，耐火砖每运行150天要更换一次，而实际运行可达210天左右。回转窑的两次中修之间的检测，常规做法是检测工人利用手持式测温仪器，结合其检测经验，对可能出现的损坏的回转窑局部进行温度测量，然后对有温度异常的回转窑进行记录、检修。这种方法主要是依靠检测工人的经验，对有限的点进行温度测量，而不是对回转窑整体测量，因此有一定的局限性、随意性，容易漏检。
检修难点
回转窑的体积较大，并且在一直旋转。而且检修工人的检测工作量大，一次检测的时间也比较长。同样，有时因为存在故障没能及时检修，也会导致事故发生，造成严重的后果。鉴于这种现状，目前正在加强各种在线监测手段，改革定期大修制度，逐步向预知性维修制度过渡，红外热成像是其中的一种重要的在线监测手段。
1.2.3. 回转窑红外热像检测的优势
红外热像仪可以快速方便地获取回转窑外壁的二维热像图，即外壁表面温度场。由于回转窑外层的金属与内层的非金属材料的导热有明显的差异，衬里损伤的程度、类型和分布状况是造成回转窑外壁表面温度场分布不同的直接原因，因此内部衬里的主要缺陷在红外图像中均能得到不同程度的反应。
回转窑衬里的损伤类型大致分为减薄、裂纹、鼓包和脱落等类型。虽然每类损伤与红外热像图的严格的理论关系尚未建立，但通过红外热像图的分析与衬里检查的对照，每类缺陷的红外图谱都有各自的特征。例如，从形状上讲，对一般长条形或细长型的超温区对应的裂纹型损伤，当超温区的最高温度大于一定值时，可诊断为贯穿裂纹损伤；当温度适中时，则可能是一般的裂纹。超温区的平均温度超过一定值，则一般可诊断为脱落损伤；超温区的平均温度低于一定值，且温度梯度较小时，一般可诊断为减薄。
利用红外热像，通过对回转窑外表面温度场的在线非接触的红外热像测试，从而分析、判断、考察其内部衬里工作状态是科学有效的手段，对保证回转窑长周期运行能提供切实可行的依据。
2. 回转窑红外热像检测与测温的现状
2.1. 利用手持式热像仪对回转窑进行定期检测
目前，手持式热像仪在钢铁行业已得到了广泛的应用。例如利用手持式热像仪来判别蒸汽管道、热水管道的堵塞状况，寻找堵塞点；对高压电气设备进行定期检修，检测此类设备的触点是否过热；还可以检测某些转动（运动）设备因磨擦而发热的部位。钢铁企业中的生产设备，包括高炉、热风炉、热风管道、加热炉、均热炉、各类炼钢炉等，与回转窑一样，都是带耐火内衬的高温服役设备。手持式热像仪也已大量用于此类设备的检修，用于判断耐火材料的损坏程度，起到预防性维护的作用。
手持式热像仪拍摄的红外和可见光图片利用手持式红外热像仪对回转窑进行检测，主要是针对回转窑的定期性维护。检修人员定期到现场对回转窑进行观测，先将热像图存储在热像仪自带的存储卡中，然后利用电脑读取和分析采集的图片，形成报告。此报告也主要用于回转窑中修时的辅助性定位。因此，利用手持式热像仪对回转窑进行定期检测具有限性：
1) 分析回转窑红外热像时，采用的是通用的分析软件，没有结合回转窑内衬 损坏的红外图谱特征，对缺陷点的判断主要凭借检修人员的经验。因此，检修人员能确认的缺陷往往是较为严重的损伤，通常也无法给出更具体的，有关损伤类型和程度的信息；
2) 由于是周期性检测，因此对缺陷的发现也具有一定的偶然性，不能完全避免重大事故的发生；
3) 人工检修的工作复杂，要利用红外热像仪对所有处于使用期的回转窑，进行 一次检修的工作量非常大。如果分期分批检修，检修间隔就会延长，不利于回转窑内衬重大损伤的及时处理。
2.2. 扫描式回转窑红外热像检测系统
红外热像仪安装在回转窑两侧的轨道上，红外扫描仪在扫描过程中同时在X轴方向往复运动。从扫描成像的工作原理可以看出，红外扫描仪需要往复运动，此系统才能检测到回转窑的完整成像。而且当回转窑和红外扫描仪尽可能匀速运动时，获取的红外热像比例才与回转窑的物理比例相符，即成像不发生畸变。
由此可以看出扫描成像的局限性，没有焦平面成像的直观和真实，图像细节不够清晰，即温度的分辨能力不够。
