红外技术在测温方面的突出应用

红外技术在测温方面的突出应用

    当由红外测温仪测温时，被测物体发射出的红外能量，通过红外测温仪的光学系统在探测器上转换为电信号，该信号的温度读数显示出来，有几个决定测温的重要因素，zui重要的因素是发射率、视场、到光斑的距离和光斑的位置。 发射率，所有物体会反射、透过和发射能量，只有发射的能量能指示物体的温度。当红外测温仪测量表面温度时，仪器能接收到所有这三种能量。  
    因此，所有红外测温仪必须调节为只读出发射的能量。测量误差通常由其它光源反射的红外能量引起的。 有些红外测温仪可改变发射率，多种材料的发射率值可从出版的发射率表中找到。  其它仪器为固定的予置为0.95的发射率。该发射率值是对于多数有机材料、油漆或氧化表面的表面温度，就要用一种胶带或平光黑漆涂于被测表面加以补偿。  使胶带或漆达到与基底材料相同温度时，测量胶带或漆表面的温度，即为其真实温度。距离与光斑之比，红外测温仪的光学系统从圆形测量光斑收集能量并聚焦在探测器上，光学分辨率定义为红外测温仪到物体的距离与被测光斑尺寸之比（Ｄ:Ｓ）。比值越大，红外测温仪的分辨率越好，且被测光斑尺寸也就越小。
    激光瞄准，只有用以帮助瞄准在测量点上。红外光学的改进是增加了近焦特性,可对小目标区域提供测量，还可防止背景温度的影响。
    视场，确保目标大于红外测温仪测量时的光斑尺寸，目标越小，就应离它越近。当精度特别重要时，要确保目标至少２倍于光斑尺寸。   温度的测量与控制是耐火材料生产中一个重要的环节，窑炉温度控制的好坏将直接影响产品的质量。特别是隧道窑，它具有测温点多，连续工作时间长的特点，如温度参数控制不好，将会给生产企业带来重大的经济损失，因此，选择合适的测温手段是保证窑炉正常工作的一个重要环节。 
    隧道窑传统的测温方法有两种：一种是用热电偶测温，这种方法的特点是测温精度高，能连接记录仪或控制系统进行闭环控制，其缺点是寿命短，特别是在1300℃以上的高温窑上其电偶消耗特大，价格也很贵，设备运行成本较高；第二种方法是光学高温计，该方法是根据被测物体发光的颜色来测量温度，因其不直接接触高温区，故使用寿命长，但测量精度较低，还有人为因素的影响，真实性差。应用红外测温仪可以有效地克服以上缺点。  
    红外测温仪具有较高的测量精度，而且既能象热电偶一样输出电信号，进行自动记录和控制，又具有使用寿命长、操作简单、人为误差小等优点。因此，红外测温仪是高温隧道窑理想的测温仪表。红外测温仪在隧道窑应用中，根据用户使用要求的不同，常用的有单点测温和多点切换测温二种方案。分别介绍如下：单点测温系统：每个测温点采用一个探头和一台仪表箱组成，测温单元进行温度采集。再将各单元仪表箱输出的4～20mA模拟信号连接到多点记录仪或控制执行机构，又可通过RS-232口与计算机，打印机等设备进行数据通讯。本系统中的测温单元通常选用精度较高, 功能较强的仪表。切换测温系统：该系统是通过将安装于各测温点的红外探头信号连接到一台测温仪上进行信号处理。并分别输出与各测温点相应的1～5V温度信号,供多点记录仪记录，同时也可直接通过RS232口把温度数据输入计算机，由计算机分析处理,还可接打印机直接把温度数据打印出来。以上两种方案中是，单点测温系统由于每测温点都有独立的测温和信号处理系统，其输出的模似和数字信号均为实时的连续信号，响应速度快，能作为控制执行机构的实时控制信号，以实现闭环控制。而多点切换测温系统，其输出的模似信号尽管也是连续的，但与实时温度值存在一定的滞后，故只能用作数据采集记录,而不宜作为控制信号，其优点是性价比较好，在使用要求不太高的场合可以降低设备成本。
    在其他耐火窑，如倒焰窑和棱式窑等场合的使用中由于测温点较少，故采用单点测温方案的较多。也有采用手持式红外测温仪的，但该仪表只能对窑炉温度进行间断的抽测，每次测量记录都须人工操作，不能实现自动连续测量。