紅外雙色測溫在熱軋帶鋼中的應用

傳統的紅外測溫技術測量誤差比較大，測量不，容易受外界干擾，而紅外雙色測溫技術實現了盡可能減少物體表面不同發射率帶來的測量誤差，其特點是響應速度快，測量準確，攜帶方便，使用壽命長。本文主要是對紅外雙色測溫技術的基本原理進行介紹及其在實際中的應用情況。 
紅外；雙色；測溫儀；原理    
隨著冶金工業自動化水平的提高，測溫成為冶金各行業生產中重要而不可或缺的關鍵技術。實際生產中，嚴格按照理論設定好的溫度進行生產，跟蹤調節生產過程中產品的溫度，有助于提高產量和降低成本。這就要求具有較為理想的測溫技術，而測溫技術實際工藝大多要求必須具有的特點是非接觸式、響應快、穩定性能好和壽命長等。以往紅外測溫多是單純的依靠物體某一波段的紅外熱輻射來測量物體表面溫度，其測量結果往往達不到測量效果。而紅外雙色測溫技術是根據物體紅外熱輻射中兩個相鄰波段的能量比值來確定物體的溫度，其在實踐中的應用已經越來越凸顯其實用性。  
1、問題的提出  
利用物體的紅外熱輻射來測量物體表面溫度的方法即為紅外測溫。從基本原理出發，常用的紅外測溫儀可劃分為三種方式，即:全輻射方式、部分輻射式(又稱亮度式)和雙色式。 全輻射式測溫儀，又稱為輻射感溫機，利用輻射總量的大小來判別物體的溫度。接受元件一般是熱探測器，這種方式機構簡單，但靈敏度低，受發射率ε影響大。由于不同的物體的總發射率ε不同，因而同溫度的不同物體必須引入不同的修正。而實際物體的總發射率常常很難確定，加之接受的能量易于受環境煙塵干擾，因而誤差較大，現場工作適應性差。 部分輻射式測溫儀，常稱亮度式測溫儀，是選擇某一波段的輻射功率大小來判斷物體的溫度，又稱單色式測溫儀，接受元件一般是光電探測器，其接受的波段是選擇的，其特點是靈敏度較高，但由于是根據接受輻射能量的大小來判別物體的溫度，仍然受單色發射率ε (λ, T)的變化和環境干擾的影響較大。對測量距、目標大小均有相對嚴格的要求。  為了更加準確地測量高溫物體表面的問題，能解決發射率ε難測易變化及外界環境對測溫的影響，發展起來了一種新的紅外測溫技術——紅外雙色測溫技術。  
2 解決思路  
紅外雙色測溫儀又稱比色測溫。它不是根據直接接受到的物體熱輻射能量的大小來判別溫度，而是分別接受物體紅外熱輻射中兩個相鄰波段的能量，并求其比，再根據這個比值的大小來確定物體的溫度。當物體發射率較低時，兩個相鄰波段輻射的能量度相應較低，反之當物體發射率較高時兩相鄰波段輻射的能量都相應較高，只要物體的溫度相同，兩相鄰波段輻射能量的比值基本不變。因此采用紅外雙色測溫，一般可不進行發射率修正，
當環境出現煙塵干擾或者測溫距離發生變化時，由于因此而帶來接受的兩波段輻射信號的漲落是相同的，雙色測溫求比的結果并不發生變化，因而對測溫值的影響很小。所以紅外雙色測溫方式在工業現場環境抗干擾能力強。長期使用復現精度好。