紅外技術(shù)在測(cè)溫方面的突出應(yīng)用

紅外技術(shù)在測(cè)溫方面的突出應(yīng)用

    當(dāng)由紅外測(cè)溫儀測(cè)溫時(shí)，被測(cè)物體發(fā)射出的紅外能量，通過紅外測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng)在探測(cè)器上轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該信號(hào)的溫度讀數(shù)顯示出來，有幾個(gè)決定測(cè)溫的重要因素，zui重要的因素是發(fā)射率、視場(chǎng)、到光斑的距離和光斑的位置。 發(fā)射率，所有物體會(huì)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(dāng)紅外測(cè)溫儀測(cè)量表面溫度時(shí)，儀器能接收到所有這三種能量。  
    因此，所有紅外測(cè)溫儀必須調(diào)節(jié)為只讀出發(fā)射的能量。測(cè)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(cè)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(duì)于多數(shù)有機(jī)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(cè)表面加以補(bǔ)償。  使膠帶或漆達(dá)到與基底材料相同溫度時(shí)，測(cè)量膠帶或漆表面的溫度，即為其真實(shí)溫度。距離與光斑之比，紅外測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng)從圓形測(cè)量光斑收集能量并聚焦在探測(cè)器上，光學(xué)分辨率定義為紅外測(cè)溫儀到物體的距離與被測(cè)光斑尺寸之比（Ｄ:Ｓ）。比值越大，紅外測(cè)溫儀的分辨率越好，且被測(cè)光斑尺寸也就越小。
    激光瞄準(zhǔn)，只有用以幫助瞄準(zhǔn)在測(cè)量點(diǎn)上。紅外光學(xué)的改進(jìn)是增加了近焦特性,可對(duì)小目標(biāo)區(qū)域提供測(cè)量，還可防止背景溫度的影響。
    視場(chǎng)，確保目標(biāo)大于紅外測(cè)溫儀測(cè)量時(shí)的光斑尺寸，目標(biāo)越小，就應(yīng)離它越近。當(dāng)精度特別重要時(shí)，要確保目標(biāo)至少２倍于光斑尺寸。   溫度的測(cè)量與控制是耐火材料生產(chǎn)中一個(gè)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(cè)溫點(diǎn)多，連續(xù)工作時(shí)間長的特點(diǎn)，如溫度參數(shù)控制不好，將會(huì)給生產(chǎn)企業(yè)帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，選擇合適的測(cè)溫手段是保證窯爐正常工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 
    隧道窯傳統(tǒng)的測(cè)溫方法有兩種：一種是用熱電偶測(cè)溫，這種方法的特點(diǎn)是測(cè)溫精度高，能連接記錄儀或控制系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制，其缺點(diǎn)是壽命短，特別是在1300℃以上的高溫窯上其電偶消耗特大，價(jià)格也很貴，設(shè)備運(yùn)行成本較高；第二種方法是光學(xué)高溫計(jì)，該方法是根據(jù)被測(cè)物體發(fā)光的顏色來測(cè)量溫度，因其不直接接觸高溫區(qū)，故使用壽命長，但測(cè)量精度較低，還有人為因素的影響，真實(shí)性差。應(yīng)用紅外測(cè)溫儀可以有效地克服以上缺點(diǎn)。  
    紅外測(cè)溫儀具有較高的測(cè)量精度，而且既能象熱電偶一樣輸出電信號(hào)，進(jìn)行自動(dòng)記錄和控制，又具有使用壽命長、操作簡(jiǎn)單、人為誤差小等優(yōu)點(diǎn)。因此，紅外測(cè)溫儀是高溫隧道窯理想的測(cè)溫儀表。紅外測(cè)溫儀在隧道窯應(yīng)用中，根據(jù)用戶使用要求的不同，常用的有單點(diǎn)測(cè)溫和多點(diǎn)切換測(cè)溫二種方案。分別介紹如下：?jiǎn)吸c(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)：每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)采用一個(gè)探頭和一臺(tái)儀表箱組成，測(cè)溫單元進(jìn)行溫度采集。再將各單元儀表箱輸出的4～20mA模擬信號(hào)連接到多點(diǎn)記錄儀或控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又可通過RS-232口與計(jì)算機(jī)，打印機(jī)等設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。本系統(tǒng)中的測(cè)溫單元通常選用精度較高, 功能較強(qiáng)的儀表。切換測(cè)溫系統(tǒng)：該系統(tǒng)是通過將安裝于各測(cè)溫點(diǎn)的紅外探頭信號(hào)連接到一臺(tái)測(cè)溫儀上進(jìn)行信號(hào)處理。并分別輸出與各測(cè)溫點(diǎn)相應(yīng)的1～5V溫度信號(hào),供多點(diǎn)記錄儀記錄，同時(shí)也可直接通過RS232口把溫度數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)分析處理,還可接打印機(jī)直接把溫度數(shù)據(jù)打印出來。以上兩種方案中是，單點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)由于每測(cè)溫點(diǎn)都有獨(dú)立的測(cè)溫和信號(hào)處理系統(tǒng)，其輸出的模似和數(shù)字信號(hào)均為實(shí)時(shí)的連續(xù)信號(hào)，響應(yīng)速度快，能作為控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)時(shí)控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。而多點(diǎn)切換測(cè)溫系統(tǒng)，其輸出的模似信號(hào)盡管也是連續(xù)的，但與實(shí)時(shí)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(hào)，其優(yōu)點(diǎn)是性價(jià)比較好，在使用要求不太高的場(chǎng)合可以降低設(shè)備成本。
    在其他耐火窯，如倒焰窯和棱式窯等場(chǎng)合的使用中由于測(cè)溫點(diǎn)較少，故采用單點(diǎn)測(cè)溫方案的較多。也有采用手持式紅外測(cè)溫儀的，但該儀表只能對(duì)窯爐溫度進(jìn)行間斷的抽測(cè)，每次測(cè)量記錄都須人工操作，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)測(cè)量。