比色高溫計(jì)靈敏度高、響應(yīng)快、目標(biāo)觀測小、暈圈精度高。 比色高溫計(jì)測量的溫度比光學(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的方向移動(dòng)，使得波長A1和人2處的亮度比發(fā)生變化，測量亮度比的變化可以測量波長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a和人2處的亮度比等于溫度為Ts的黑體在上述兩個(gè)波長處的亮度比時(shí)，rs被稱為物體|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)被測物體為灰色時(shí)，比色溫度等于被測物體的真實(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的單色輻射功率。其光路系統(tǒng)如圖2_61所示。被測物體的輻射能通過物鏡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 分光鏡部分透射長波(紅外)，部分反射短波(或可見光) 長波部分和短波部分分別被具有紅外濾光片和可見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測電路 通孔反射器的邊緣被電鍍和拋光。除了開口，其他部分可以將人的光反射到反射器1。通過倒置像鏡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溫在ⅰ范圍測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)無法測量真實(shí)溫度。如果需要真實(shí)溫度，必須通過測量表面發(fā)射率進(jìn)行校正 但是發(fā)射率很難精確測量，這給校正帶來很大困難J .用前反射器輻射溫度計(jì)測量溫度時(shí)，只要待測表面的發(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。被測物體6的表面和半球形反射器5形成封閉的空腔。從被測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量& mdash沒有連續(xù)的溫度測量 1.非接觸測溫輻射干擾分析溫度計(jì)在測溫過程中，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量中必須在被測表面和輻射溫度計(jì)之間通過的光路 當(dāng)在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行輻射溫度測量時(shí)，周圍環(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)某些波長的輻射能具有吸收能力，而對(duì)其他波長的輻射能是透明的。由于光路中的這些氣體介質(zhì)選擇性地吸收來自被測物體的輻射能，人類發(fā)射到輻射中的能量溫度計(jì)被削弱，導(dǎo)致測量誤差。 如果光路中吸收的氣體越多，溫度計(jì)與被測表面之間的距離越遠(yuǎn)，被測物體發(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被輻射能吸收較少，這被稱為部分輻射溫度計(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量誤差 如果被測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的輻射溫度計(jì)測量可以減小測量誤差，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)測量物體的表面溫度時(shí)，測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)待測物體表面的一些能量被吸收，另一部分被反射以與測量光混合。與測量光混合的這部分光是所謂的外部光干涉，如圖2-64所示，因此給測量帶來誤差 被測表面的黑度越小，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量誤差，在可能的條件下，可以通過改變測量方向來避免外部光(包括日光)照射在被測表面上。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、表面狀態(tài)和溫度等)。)改變。這種變化有時(shí)非常大，給測量帶來非常不利的影響。|為了消除或減少黑度變化引起的測量誤差，可以采取以下措施:1)用已知的黑度對(duì)被測表面進(jìn)行涂漆 涂覆時(shí)，將待測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)長陶瓷管。完全加熱后，通過噴嘴#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)溫度可以通過將輻射溫度計(jì)與小孔或陶瓷管的底部對(duì)準(zhǔn)來測量。3)實(shí)際溫度可以通過使用前反射器輻射溫度計(jì)來測量 如前所述，物體的真實(shí)溫度可以通過使用這個(gè)溫度計(jì)來測量，而不知道測量表面的黑度值(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，過去測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量誤差，工作波長較短的輻射溫度計(jì)具有較好的測量效果。 2.在過去相當(dāng)長的一段時(shí)間里，輻射測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，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，輻射測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量為例，簡要介紹輻射測溫儀表的應(yīng)用。 用輻射溫度計(jì)測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一次加熱爐出來的鋼坯zui到卷取機(jī)的整個(gè)軋制線，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。 從輻射溫度測量的角度來看，熱軋帶鋼生產(chǎn)具有以下特點(diǎn):1)產(chǎn)奶速度快，超過每分鐘100mJ。為了正確測量沿帶材長度方向的溫度分布，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，并且它們周圍的水蒸氣濃度很大并且經(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。在該波長范圍內(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)的變化而引起的測量誤差。因此，硅光電池光電高溫計(jì)主要用于測量帶鋼表面溫度。 然而，這種類型的儀器#容易受到外部光線的干擾，如太陽和鎢絲燈。應(yīng)注意其安裝。 ,^

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