红外测温技术在酒钢冶炼中的应用

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　　0 引言

　　红外测温技术在钢铁生产过程中，对产品质量控制与检测、设备在线故障诊断、安全保护以及节约能源方面正发挥着重要作用。我公司在该项技术应用方面只是刚刚开始，尽管前几年，有过应用性试验，但由于应用方案不成熟，结果流产，实验失败。在此攻关中我们注重应用技术研究，而非仅仅产品本身。

　　1 红外测温的基本原理

　　一切温度高于绝对零度的物体，都在不停的向周围空间发出红外辐射，红外辐射是一种电磁波，具有一定的能量，辐射能量的大小与物体表面温度有十分密切的关系。因此通过对物体自身辐射能量的测量，就可准确测定他的表面温度。普朗克分布定律认为，黑体的温度、辐射波长和能量之间具有以下关系：

　　实际上自然界中的实际物体几乎都不是黑体，所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体温度以外，还与构成物体的材料种类、热处理过程以及表面状况和环境因素有关。因此为使黑体辐射定律应用于实际物体，引入一个与材料及表面状况有关的比例系数，即发射率。它表征物体的辐射度与物体具有相同温度的黑体的辐射度之比。

　　影响物体发射率的因素主要有：材料种类、表面粗糙度、材料的化学成分及热处理、冷加工等表面状况。

　　我们的实际应用就是研究如何正确选择测温设备及稳定监测环境等因素。

　　2 检测方案与设备方案

　　2.1 红外测温仪的选择

　　要考虑3个方面。性能指标方面：如温度范围、光斑尺寸、工作波长、测量精度、响应时间等;.环境和工作条件方面：如环境温度、窗口、显示和输出、保护附件等;其他方面：如使用方便、维修和校准性能以及价格等。

　　2.2 设备选型

　　根据以上性能及现场特点，确定仪表选型。测温范围：出铁口温度范围为800—1600℃，二冷区铸坯测温范围为700—1400℃;目标尺寸：一般测温要求被测目标尺寸超过视场50%，连铸坯辊缝间距约50 mm，高炉出铁口尺寸200 mm左右;距离系数：即测温仪到目标之间的距离D与被测目标直径S之比。根据现场实际安装位置D大约为3 m左右，故二冷区铸坯测温仪距离系数至少选择为120：1，出铁口测温仪距离系数为30：1;波长范围：由于两者温度都较高，有水蒸气、烟气等干扰因素，要选择近红外，0.8～1.6 μm范围，根据波长与水蒸气、尘埃对能量的吸收率关系(见图1)，故选用1.6μm的波长;信号处理：对于检测信号都要求要稳定、可靠、符合标准，能够进入现有计算机系统。确定了以上条件后，最终选用美国RAYTEKMALATHON系列双色测温仪。