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一、背景應(yīng)用
比色紅外測溫儀的應(yīng)用 比色紅外測溫儀又名雙色紅外測溫儀。 在工業(yè)領(lǐng)域，溫度監(jiān)測是生產(chǎn)過程中極其重要的組成部分。紅外測溫儀通過測量物體表面發(fā)出的紅外線能量來得到物體表面溫度。通常用于測量運(yùn)動(dòng)的、不可接觸的對象，也可用于溫度極高的物體的測溫。比色測溫儀比單色測溫儀有突出的優(yōu)點(diǎn)。在極其惡劣的條件下，比色測溫儀均能保證精確的溫度測量。特別是在接收能量衰減的情況下，比色測溫儀仍能保持高精度。因此，比色測溫儀具有極其廣泛的應(yīng)用前景。在下述工況下，應(yīng)當(dāng)選用比色紅外測溫儀：
1．大氣中有灰塵、煙霧、蒸汽和粒子；
2．窗口和透鏡不清潔；
3．儀器視場局部受阻或遮擋；
4．目標(biāo)不能充滿視場；
5．運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)的物體。
二、技術(shù)講解
比色紅外測溫儀工作原理（技術(shù)原理） 區(qū)別于普通紅外測溫儀，比色紅外測溫儀含有兩個(gè)波段紅外探測器。比色紅外測溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、分色片或?yàn)V光片、紅外探測器、信號處理器以及顯示輸出部分組成，紅外輻射聚焦到雙波段濾光片紅 外探測器上，紅外輻射能分成兩個(gè)波段。通過每個(gè)濾光片的紅外輻射被兩個(gè)獨(dú)立的紅外探測器接收并轉(zhuǎn)換成電信號，然后得到兩個(gè)信號的比值，給出測溫?cái)?shù)據(jù)并顯示輸出。比色測溫儀是測量物體在兩個(gè)不同光譜范圍發(fā)出的輻射度，并由這兩個(gè)輻射度之比換算成物體的溫度。在原理上根本不同于單色測溫儀。 比色測溫儀的關(guān)鍵在于兩個(gè)波段的選擇。選擇原則為：兩個(gè)波段的信號比值對溫度的變化敏感，當(dāng)溫度有較小變化時(shí)，而兩個(gè)波段內(nèi)信號的比值仍然較大，這樣就會(huì)使儀器有較大的溫度分辨率。 下面給出比色測溫儀的基本方程為：
T=B/[A+Log(el／e2)一Log(El／E2)]
式中T——目標(biāo)的溫度
el——第一波段內(nèi)目標(biāo)的發(fā)射率
e2——第二波段內(nèi)目標(biāo)的發(fā)射率
El——第一波段內(nèi)目標(biāo)的能量
E2——第二波段內(nèi)目標(biāo)的能量
A和B——標(biāo)定常數(shù)
上述方程中的兩個(gè)比值el／e2和El／E2，對了解比色測溫儀的優(yōu)越性是很重要的。第一個(gè)比值el／e2是兩個(gè)波段內(nèi)目標(biāo)發(fā)射率的比值，并稱之為比色測溫儀的坡度。發(fā)射率不隨波長變化的目標(biāo)稱為灰體，對這類目標(biāo)，發(fā)射率的比值為1，其對數(shù)值為零。有些目標(biāo)，其發(fā)射率隨波長變化，稱之為非灰體，其發(fā)射率比值將偏離l。因而要設(shè)置比色測溫儀的坡度，范圍為0.85-1.15。第二個(gè)比值El／E2是兩個(gè)探測器信號的比值，探測器信號正比于所接收到的目標(biāo)的紅外輻射。對于單色測溫儀，主要通過測量能量得到溫度值。如果目標(biāo)未充滿儀器視場，接收到的能量就會(huì)發(fā)生變化。因此，對于單色測溫儀，要保證測溫精度，目標(biāo)必須充滿儀器的視場。對于比色測溫儀，如果目標(biāo)不充滿視場，達(dá)到每個(gè)探測器的能量也有變化。但是，儀器接收能量的變化對每個(gè)探測器是相同的，這表明能量的比值是相同的。因此，目標(biāo)不需要充滿比色測溫儀的視場就能保證精確測溫。由于大氣條件，如灰塵、煙霧、粒子的存在，使儀器接收的能量受到衰減時(shí)，比色測溫儀仍能準(zhǔn)確測溫，因?yàn)樗p在兩個(gè)波段內(nèi)是相同的。
三、案例應(yīng)用
GX納米材料有限公司主要生產(chǎn)納米鎳粉。金屬鎳加熱后汽化，然后冷卻得到納米鎳粉。金屬鎳加熱采用電弧加熱，溫度要達(dá)到2400℃。加熱爐屬于密封設(shè)備。由于爐內(nèi)液態(tài)鎳的溫度對產(chǎn)量和能耗影響非常大，因而實(shí)時(shí)監(jiān)控爐內(nèi)液態(tài)鎳溫度就尤為重要。傳統(tǒng)的接觸式測量方式不能夠直接測量鎳溶液的溫度。由于爐體密封，只在爐頂和上側(cè)開有觀察窗口，觀察窗口材料為玻璃，因而普通紅外測溫儀不能夠準(zhǔn)確測量。有鑒于此，我們考慮使用比色紅外測溫儀，將比色紅外測溫儀測得的溫度數(shù)據(jù)集成到整套系統(tǒng)的控制當(dāng)中去，優(yōu)化生產(chǎn)，提高效益。
四、結(jié)論
我們使用TI51MD比色紅外測溫儀透過頂部觀察窗口測量液態(tài)鎳，實(shí)際測量溫度2390℃左右，與理論溫度2400℃非常接近。給現(xiàn)場操作人員很好的判斷依據(jù)，因而得到了客戶的認(rèn)可。我們可以看出在有灰塵、需要透過玻璃的環(huán)境下，比色紅外測溫儀可以精確測量物體的溫度而不受干擾，完全避免單色測溫儀的問題。為我們在工業(yè)下非接觸測溫開辟了嶄新的途徑。