比色高溫計(jì)靈敏度高、響應(yīng)快、目標(biāo)觀(guān)測(cè)小、暈圈精度高。 比色高溫計(jì)測(cè)量的溫度比光學(xué)高溫計(jì)和全輻射高溫計(jì)更接近真實(shí)溫度。 它可用于測(cè)量鐵水、鋼水、爐渣和其他物質(zhì)的溫度0.1。比色高溫計(jì)的測(cè)溫原理和特點(diǎn)。根據(jù)維恩位移定律，當(dāng)物體的溫度發(fā)生變化時(shí)，其單色輻射功率的較大值向增加或減少波長(zhǎng)的方向移動(dòng)，使得波長(zhǎng)A1和人2處的亮度比發(fā)生變化，測(cè)量亮度比的變化可以測(cè)量波長(zhǎng)A處溫度相同的不同物體！并且:12以下的亮度和比率是不同的，所以比色高溫計(jì)也用粗體校準(zhǔn)。 現(xiàn)在引入比色溫度的概念 當(dāng)溫度為r的實(shí)際物體在兩個(gè)波長(zhǎng)a和人2處的亮度比等于溫度為T(mén)s的黑體在上述兩個(gè)波長(zhǎng)處的亮度比時(shí)，rs被稱(chēng)為物體|的比色溫度。根據(jù)該規(guī)則，71和Ts之間的關(guān)系可以如公式所示獲得。波長(zhǎng)和a2處的單色發(fā)射率；C2是普朗克常數(shù) 比色高溫計(jì)指示物體的比色溫度，所需的真實(shí)溫度必須通過(guò)公式(2-29)進(jìn)行校正。從等式(2_29)可以看出，比色高溫計(jì)具有以下特征:1)比色溫度可以小于、等于或大于真實(shí)溫度 _eAi=~2，即當(dāng)被測(cè)物體為灰色時(shí)，比色溫度等于被測(cè)物體的真實(shí)溫度。這是比色高溫計(jì)的較大優(yōu)點(diǎn)。例如，高度氧化的鋼表面可以近似視為灰色。此時(shí)，儀表的指示值是比色溫度，其可以被認(rèn)為近似等于未經(jīng)校正的待測(cè)量物體的實(shí)際溫度。 2)雖然實(shí)際物體的e和～值變化很大，但同一物體的e和～的比值變化很小。 因此，比色溫度和真實(shí)溫度之間的差遠(yuǎn)小于亮度溫度、輻射溫度和真實(shí)溫度的差，并且測(cè)量精度高。3)光路中的水蒸氣、二氧化碳和灰塵吸收A2處的波長(zhǎng)和單色輻射能。雖然樣品被吸收，但單色輻射功率比(亮度比)受影響較小，因此比色高溫計(jì)可用于惡劣環(huán)境。2.比色高溫計(jì)的結(jié)構(gòu)比色高溫計(jì)根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為單通道型和雙通道型 Wds & mdash給出了一個(gè)氮型比色高溫計(jì)的例子。介紹雙通道比色高溫計(jì)的結(jié)構(gòu)原理。 它采用兩個(gè)光電器件(硅光電池)分別接收兩種不同波長(zhǎng)的單色輻射功率。其光路系統(tǒng)如圖2_61所示。被測(cè)物體的輻射能通過(guò)物鏡4聚焦在通孔鏡5上，由透鏡6形成的平行光投射到分光鏡7上 分光鏡部分透射長(zhǎng)波(紅外)，部分反射短波(或可見(jiàn)光) 長(zhǎng)波部分和短波部分分別被具有紅外濾光片和可見(jiàn)光濾光片的硅光電池8和9吸收，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸?shù)焦鈺灆z測(cè)電路 通孔反射器的邊緣被電鍍和拋光。除了開(kāi)口，其他部分可以將人的光反射到反射器1。通過(guò)倒置像鏡2和目鏡3的人眼和貓雙通道比色高溫計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。然而，這兩個(gè)硅光電池需要保持它們的特性，并且不隨時(shí)間變化。厚度比舍薄的輻射測(cè)溫在ⅰ范圍測(cè)溫中占有非常重要的地位。然而，如前所述，大部分輻射溫度計(jì)無(wú)法測(cè)量真實(shí)溫度。如果需要真實(shí)溫度，必須通過(guò)測(cè)量表面發(fā)射率進(jìn)行校正 但是發(fā)射率很難精確測(cè)量，這給校正帶來(lái)很大困難J .用前反射器輻射溫度計(jì)測(cè)量溫度時(shí)，只要待測(cè)表面的發(fā)射率大于0.6(不需要知道確切值)，實(shí)際溫度就可以基本消除發(fā)射率的影響；沒(méi)有任何修正 前反射器輻射溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖2_62所示。被測(cè)物體6的表面和半球形反射器5形成封閉的空腔。從被測(cè)物體表面輻射的能量被反射器的內(nèi)表面多次反射后，被透鏡4收集，并從反射器頂部的小孔2照射到熱電堆1上。 這樣，熱電堆接收到的輻射與待測(cè)物體相同溫度下的黑體輻射非常接近。此時(shí)，黑體標(biāo)尺的指示值是被測(cè)物體的真實(shí)溫度。如果反射鏡的內(nèi)表面被污染，將會(huì)出現(xiàn)測(cè)量誤差。因此，內(nèi)表面必須經(jīng)常保持清潔。 此外，該儀器僅適用于間歇測(cè)量& mdash沒(méi)有連續(xù)的溫度測(cè)量 1.非接觸測(cè)溫輻射干擾分析溫度計(jì)在測(cè)溫過(guò)程中，經(jīng)常受到外界的干擾。這些干涉大致可分為光路干涉、外部光干涉、黑度變化干涉和黑度變化干涉。此外，在輻射溫度計(jì)體的信號(hào)轉(zhuǎn)換和處理中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)機(jī)械振動(dòng)、溫度變化和電磁干擾。 下面將只討論前胃物種干擾 (1)光路中的干涉通常是指測(cè)量中必須在被測(cè)表面和輻射溫度計(jì)之間通過(guò)的光路 當(dāng)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行輻射溫度測(cè)量時(shí)，周?chē)h(huán)境中通常存在濃度可變的多原子氣體，例如水蒸氣、二氧化碳、臭氧等。 這些氣體對(duì)輻射能的吸收是選擇性的，即它們對(duì)某些波長(zhǎng)的輻射能具有吸收能力，而對(duì)其他波長(zhǎng)的輻射能是透明的。由于光路中的這些氣體介質(zhì)選擇性地吸收來(lái)自被測(cè)物體的輻射能，人類(lèi)發(fā)射到輻射中的能量溫度計(jì)被削弱，導(dǎo)致測(cè)量誤差。 如果光路中吸收的氣體越多，溫度計(jì)與被測(cè)表面之間的距離越遠(yuǎn)，被測(cè)物體發(fā)射的輻射能衰減得越多，誤差就越大。 它顯示了水蒸氣、二氧化碳和臭氧的吸收帶和吸收帶的疊加結(jié)果|大氣窗口中1.8~2.8(xm，3.0~5.5(xm和8~14(xm))的吸收帶的工作波長(zhǎng)被輻射能吸收較少，這被稱(chēng)為部分輻射溫度計(jì)，全部選擇在三個(gè)大和窗口中的一個(gè)上，以減少光路中的吸收氣體對(duì)輻射能的吸收并減小測(cè)量誤差 如果被測(cè)表面有水膜或光路中有水蒸氣，實(shí)驗(yàn)表明用較短工作波長(zhǎng)的輻射溫度計(jì)測(cè)量可以減小測(cè)量誤差，如使用硅光電池光電高溫計(jì)等。 此外，懸浮在光路中的灰塵對(duì)輻射能的散射和非選擇性吸收也會(huì)削弱人溫度計(jì)發(fā)出的輻射能，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差。 必要時(shí)，可以用干凈干燥的壓縮空氣清除光路中的水膜、水蒸氣和灰塵。 (2)外部光干涉當(dāng)用輻射溫度計(jì)測(cè)量物體的表面溫度時(shí)，測(cè)量位置上通常有其他物體作為輻射源，它們也向外輻射能量 到達(dá)待測(cè)物體表面的一些能量被吸收，另一部分被反射以與測(cè)量光混合。與測(cè)量光混合的這部分光是所謂的外部光干涉，如圖2-64所示，因此給測(cè)量帶來(lái)誤差 被測(cè)表面的黑度越小，外部光源的溫度越高，誤差就越大。 為了防止外部光干擾并減少測(cè)量誤差，在可能的條件下，可以通過(guò)改變測(cè)量方向來(lái)避免外部光(包括日光)照射在被測(cè)表面上。然而，對(duì)于一些固定且不可避免的外部光源，應(yīng)提供屏蔽裝置。為了防止屏蔽裝置的內(nèi)表面和被測(cè)表面之間的多次反射，屏蔽裝置的內(nèi)表面應(yīng)涂成黑色。 如有可能，屏蔽裝置應(yīng)盡可能靠近待測(cè)表面。有時(shí)它會(huì)成為一種新的外部光源，以防止屏蔽裝置的溫度過(guò)高。屏蔽裝置由空氣或水冷卻，以減少輻射。 (3)黑度變化的影響一般輻射溫度計(jì)用黑體溫度校準(zhǔn) 然而，實(shí)際測(cè)量的物體通常是非黑體的；黑度“和”不是常數(shù)，因?yàn)樵S多因素(如波長(zhǎng)、表面狀態(tài)和溫度等)。)改變。這種變化有時(shí)非常大，給測(cè)量帶來(lái)非常不利的影響。|為了消除或減少黑度變化引起的測(cè)量誤差，可以采取以下措施:1)用已知的黑度對(duì)被測(cè)表面進(jìn)行涂漆 涂覆時(shí)，將待測(cè)表面粗磨并涂覆幾次，但不應(yīng)太厚，否則會(huì)因熱傳導(dǎo)而產(chǎn)生測(cè)量誤差。|該方法的較高適用溫度是2)黑體輻射條件是人為創(chuàng)造的。 如果允許，在待測(cè)表面上形成小圓孔，并且只要圓孔內(nèi)壁的溫度基本均勻，就形成黑體空腔。 當(dāng)測(cè)量熔爐或熔融金屬的溫度時(shí)，可以插入一根帶底部的細(xì)長(zhǎng)陶瓷管。完全加熱后，通過(guò)噴嘴#進(jìn)入后，管的底部大致為黑色 如圖2-66所示，物體的真實(shí)溫度可以通過(guò)將輻射溫度計(jì)與小孔或陶瓷管的底部對(duì)準(zhǔn)來(lái)測(cè)量。3)實(shí)際溫度可以通過(guò)使用前反射器輻射溫度計(jì)來(lái)測(cè)量 如前所述，物體的真實(shí)溫度可以通過(guò)使用這個(gè)溫度計(jì)來(lái)測(cè)量，而不知道測(cè)量表面的黑度值(但是它需要大于0.6) 4)減少黑度變化引起的測(cè)量誤差 輻射溫度計(jì)的輸出將因溫度相同的實(shí)際物體表面的不同黑度而變化。 在實(shí)際應(yīng)用中，過(guò)去測(cè)量的平均黑度值通常用于校正，但不考慮變化部分。為了減小黑度變化引起的測(cè)量誤差，工作波長(zhǎng)較短的輻射溫度計(jì)具有較好的測(cè)量效果。 2.在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，輻射測(cè)溫儀器的抗干擾能力和可靠性都不是很高，限制了它的廣泛應(yīng)用。 近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，輻射測(cè)溫儀器的性能和可靠性有了很大提高，出現(xiàn)了各種高性能的輻射測(cè)溫儀器。因此，它在工業(yè)(尤其是冶金工業(yè))中的應(yīng)用逐年增加。 這里，以冶金工業(yè)3號(hào)熱牛奶帶鋼表面溫度測(cè)量為例，簡(jiǎn)要介紹輻射測(cè)溫儀表的應(yīng)用。 用輻射溫度計(jì)測(cè)量熱軋帶鋼表面溫度的方法已被廣泛應(yīng)用。 如圖2-67所示，從從zui一次加熱爐出來(lái)的鋼坯zui到卷取機(jī)的整個(gè)軋制線(xiàn)，如加熱爐出口、粗軋機(jī)組和出口、精軋機(jī)組和出口、輻射溫度計(jì)設(shè)置在卷取機(jī)的前面，用于測(cè)量各階段帶鋼的表面溫度。 該溫度信號(hào)用于控制軋制速度、軋輥壓力、冷卻水流量筆等。 從輻射溫度測(cè)量的角度來(lái)看，熱軋帶鋼生產(chǎn)具有以下特點(diǎn):1)產(chǎn)奶速度快，超過(guò)每分鐘100mJ。為了正確測(cè)量沿帶材長(zhǎng)度方向的溫度分布，需要選擇具有快速響應(yīng)速度的輻射溫度計(jì) 2)在整個(gè)軋制過(guò)程中，軋制材料的溫度變化很大，一般為500 ~ 1300噸 3)由于擠奶和冷卻重復(fù)多次，軋制材料的黑度經(jīng)常變化，并且它們周?chē)乃魵鉂舛群艽蟛⑶医?jīng)常變化。 4)帶鋼表面的某些部位經(jīng)常有水膜，水膜的尺寸和位置是可變的。鱗狀鐵銹、爐渣和灰塵經(jīng)常附著在帶鋼表面。 在分析了上述溫度測(cè)量條件和特性后，有必要考慮選擇合適的輻射溫度計(jì)|硅光電池光電高溫計(jì)具有快速的響應(yīng)速度和大約lpm的工作波長(zhǎng)。在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)，它不僅避免了水蒸氣的主吸收峰，而且具有高的水膜透過(guò)率，并且可以減小由于光路中黑度和吸收介質(zhì)的變化而引起的測(cè)量誤差。因此，硅光電池光電高溫計(jì)主要用于測(cè)量帶鋼表面溫度。 然而，這種類(lèi)型的儀器#容易受到外部光線(xiàn)的干擾，如太陽(yáng)和鎢絲燈。應(yīng)注意其安裝。 ,^

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