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(zhǎng)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(zhǎng),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(zhǎng)、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。