紅外技術(shù)在測溫方面的突出應用

紅外技術(shù)在測溫方面的突出應用

    當由紅外測溫儀測溫時，被測物體發(fā)射出的紅外能量，通過紅外測溫儀的光學系統(tǒng)在探測器上轉(zhuǎn)換為電信號，該信號的溫度讀數(shù)顯示出來，有幾個決定測溫的重要因素，zui重要的因素是發(fā)射率、視場、到光斑的距離和光斑的位置。 發(fā)射率，所有物體會反射、透過和發(fā)射能量，只有發(fā)射的能量能指示物體的溫度。當紅外測溫儀測量表面溫度時，儀器能接收到所有這三種能量。  
    因此，所有紅外測溫儀必須調(diào)節(jié)為只讀出發(fā)射的能量。測量誤差通常由其它光源反射的紅外能量引起的。 有些紅外測溫儀可改變發(fā)射率，多種材料的發(fā)射率值可從出版的發(fā)射率表中找到。  其它儀器為固定的予置為0.95的發(fā)射率。該發(fā)射率值是對于多數(shù)有機材料、油漆或氧化表面的表面溫度，就要用一種膠帶或平光黑漆涂于被測表面加以補償。  使膠帶或漆達到與基底材料相同溫度時，測量膠帶或漆表面的溫度，即為其真實溫度。距離與光斑之比，紅外測溫儀的光學系統(tǒng)從圓形測量光斑收集能量并聚焦在探測器上，光學分辨率定義為紅外測溫儀到物體的距離與被測光斑尺寸之比（Ｄ:Ｓ）。比值越大，紅外測溫儀的分辨率越好，且被測光斑尺寸也就越小。
    激光瞄準，只有用以幫助瞄準在測量點上。紅外光學的改進是增加了近焦特性,可對小目標區(qū)域提供測量，還可防止背景溫度的影響。
    視場，確保目標大于紅外測溫儀測量時的光斑尺寸，目標越小，就應離它越近。當精度特別重要時，要確保目標至少２倍于光斑尺寸。   溫度的測量與控制是耐火材料生產(chǎn)中一個重要的環(huán)節(jié)，窯爐溫度控制的好壞將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。特別是隧道窯，它具有測溫點多，連續(xù)工作時間長的特點，如溫度參數(shù)控制不好，將會給生產(chǎn)企業(yè)帶來重大的經(jīng)濟損失，因此，選擇合適的測溫手段是保證窯爐正常工作的一個重要環(huán)節(jié)。 
    隧道窯傳統(tǒng)的測溫方法有兩種：一種是用熱電偶測溫，這種方法的特點是測溫精度高，能連接記錄儀或控制系統(tǒng)進行閉環(huán)控制，其缺點是壽命短，特別是在1300℃以上的高溫窯上其電偶消耗特大，價格也很貴，設備運行成本較高；第二種方法是光學高溫計，該方法是根據(jù)被測物體發(fā)光的顏色來測量溫度，因其不直接接觸高溫區(qū)，故使用壽命長，但測量精度較低，還有人為因素的影響，真實性差。應用紅外測溫儀可以有效地克服以上缺點。  
    紅外測溫儀具有較高的測量精度，而且既能象熱電偶一樣輸出電信號，進行自動記錄和控制，又具有使用壽命長、操作簡單、人為誤差小等優(yōu)點。因此，紅外測溫儀是高溫隧道窯理想的測溫儀表。紅外測溫儀在隧道窯應用中，根據(jù)用戶使用要求的不同，常用的有單點測溫和多點切換測溫二種方案。分別介紹如下：單點測溫系統(tǒng)：每個測溫點采用一個探頭和一臺儀表箱組成，測溫單元進行溫度采集。再將各單元儀表箱輸出的4～20mA模擬信號連接到多點記錄儀或控制執(zhí)行機構(gòu)，又可通過RS-232口與計算機，打印機等設備進行數(shù)據(jù)通訊。本系統(tǒng)中的測溫單元通常選用精度較高, 功能較強的儀表。切換測溫系統(tǒng)：該系統(tǒng)是通過將安裝于各測溫點的紅外探頭信號連接到一臺測溫儀上進行信號處理。并分別輸出與各測溫點相應的1～5V溫度信號,供多點記錄儀記錄，同時也可直接通過RS232口把溫度數(shù)據(jù)輸入計算機，由計算機分析處理,還可接打印機直接把溫度數(shù)據(jù)打印出來。以上兩種方案中是，單點測溫系統(tǒng)由于每測溫點都有獨立的測溫和信號處理系統(tǒng)，其輸出的模似和數(shù)字信號均為實時的連續(xù)信號，響應速度快，能作為控制執(zhí)行機構(gòu)的實時控制信號，以實現(xiàn)閉環(huán)控制。而多點切換測溫系統(tǒng)，其輸出的模似信號盡管也是連續(xù)的，但與實時溫度值存在一定的滯后，故只能用作數(shù)據(jù)采集記錄,而不宜作為控制信號，其優(yōu)點是性價比較好，在使用要求不太高的場合可以降低設備成本。
    在其他耐火窯，如倒焰窯和棱式窯等場合的使用中由于測溫點較少，故采用單點測溫方案的較多。也有采用手持式紅外測溫儀的，但該儀表只能對窯爐溫度進行間斷的抽測，每次測量記錄都須人工操作，不能實現(xiàn)自動連續(xù)測量。