CN116659674A - 一种高温熔融液体测温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于熔融液体测温领域，具体的说是一种高温熔融液体测温方法，该测温方法包含以下步骤：第一步：对双色红外测温仪进行改装；第二步：对改装后的双色红外测温仪使用固定件进行固定；第三步：双色红外测温仪通过2级激光进行同轴瞄准，指示测量点的中心位置，并特别标志出最佳的测量距离；第四步：根据标志出最佳的测量距离对双色红外测温仪的位置进行调整；第五步：启动双色红外测温仪对高温熔融液体测温；所述第一步具体为将原光电二极管更换为铟镓砷光电二极管，设置双色测温的中心测量波长为1125nm和1560nm，通过该方法实现了免接触的对高温熔融液体的温度进行精确测量的功能。
Description
技术领域
本发明涉及熔融液体测温领域，具体是一种高温熔融液体测温方法。
背景技术
为了对钢铁或一些其他的一些在常温下呈固体形态的金属或非金属矿物进行塑形和加工，通常会采用将其高温加热至呈熔融液体状以方便对其进行塑形和后续的加工。
现有的高温熔融液体的测量方法一般是通过人工手持热电偶的方式插入熔融液体中对高温熔融液体的温度进行测量，通过该种测量方法可以方便快捷的对高温熔融液体局部的温度进行测量，现有的高温熔融液体温度的测量方法具体可以参考申请号为：CN200610052948.7的中国发明专利，一种高温液体温度连续测量方法，包括步骤：a.提供一个测温管并将其封闭端插入到高温液体中；b.提供一个高温液体液面测量装置，测得高温熔池内液面的高度；c.将所述测温管和液面测量装置与测温仪相连；d.通过所述测温仪对所述测温管插入高温液体中的端部发出的热辐射、高温液体液面的变化进行测量和分析，从而得出高温液体的真实温度。此外，本发明还公开了用于实施该方法的装置，所述装置包括一端适于插入高温液体以感知温度的测温管、与测温管另一端相连接的测温仪；所述装置还包括用于测量高温液体的液面变化并与所述测温仪相连接的液面测量装置，所述测温仪和液面测量装置配合从而连续测量高温液体的温度。
现有的高温熔融液体的测量方法在对金属熔融液体的进行测量时无法避免的需要操作人员手动进行测量，人为因素对测量结果的准确度影响较大，且在测量的过程中操作人员被烫伤的风险较高，热电偶在多次使用过后也会产生损坏，进而导致无法对高温熔融液体的温度进行测量或测量数据误差较大；因此，针对上述问题提出一种高温熔融液体测温方法。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，现有的高温熔融液体的测量方法在对金属熔融液体的进行测量时无法避免的需要操作人员手动进行测量，人为因素对测量结果的准确度影响较大，且在测量的过程中操作人员被烫伤的风险较高，热电偶在多次使用过后也会产生损坏，进而导致无法对高温熔融液体的温度进行测量或测量数据误差较大的问题，本发明提出一种高温熔融液体测温方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种高温熔融液体测温方法，该测温方法包含以下步骤：
S1：对双色红外测温仪进行改装；
S2：对改装后的双色红外测温仪使用固定件进行固定；
S3：双色红外测温仪通过2级激光进行同轴瞄准，指示测量点的中心位置，并特别标志出最佳的测量距离；
S4：根据标志出最佳的测量距离对双色红外测温仪的位置进行调整；
S5：启动双色红外测温仪对高温熔融液体测温。
优选的，所述S1具体为将原光电二极管更换为铟镓砷光电二极管，设置双色测温的中心测量波长为1.1-1.6微米。
优选的，所述S1中对双色红外测温仪进行改装具体为将双色红外测温仪所采用的两组红外线滤光片进行更换，所述双色红外测温仪所采用的红外线滤光片透过率应大于90％，两组所述红外线滤波片在1.1-1.6微米之间选定两个波长λ1和λ2，其中λ1和λ2波长不相等。
优选的，所述S2具体为将双色红外测温仪的读数线尺安放在被测尺寸的延长线上。
优选的，所述S2中所使用的固定件的材料为06Cr25Ni20型号不锈钢，所述固定件的内侧与双色红外测温仪之间设置有隔热材料，所述隔热材料为硅酸铝棉及其相应制品。
优选的，所述S2中在对双色红外测温仪进行固定时，应确保双色红外测温仪与被测高温熔融液体之间的距离处于安全范围，不会被溅射高温熔融液体，严禁安装在环境温度高于60℃并且没有充足的冷却设备的空间。
优选的，所述滤光片所使用的胶粘材料为D-03硅橡胶密封高温胶黏剂。
优选的，所述S3中当在对熔融状态的金属液体进行测量时，为提高测量数据的准确度需将金属熔融液体与空气的接触面所产生的氧化物或残渣刮除，所述S3中在对双色红外测温仪通过2级激光进行同轴瞄准前需对瞄准激光校准，使得测量目标处的激光光斑最小，最清晰，此时的双色红外测温仪在测量目标处的测量尺寸最小，在激光校准时需确保测量表面大于激光光斑尺寸。
本发明的有益之处在于：
1.本发明通过S1-S4的方法，实现了免接触的对高温熔融液体的温度进行精确测量的功能，解决了现有的高温熔融液体的测量方法在对金属熔融液体的进行测量时无法避免的需要操作人员手动进行测量，人为因素对测量结果的准确度影响较大，且在测量的过程中操作人员被烫伤的风险较高，热电偶在多次使用过后也会产生损坏，进而导致无法对高温熔融液体的温度进行测量或测量数据误差较大的问题，提高了对高温熔融液体进行测量时的安全性和准确度，且节省了对热电偶频繁的进行更换的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的方法流程示意图；
图2为本发明的基本原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1-图2所示，一种高温熔融液体测温方法，该测温方法包含以下步骤：
S1：对双色红外测温仪进行改装；
S2：对改装后的双色红外测温仪使用固定件进行固定；
S3：双色红外测温仪通过2级激光进行同轴瞄准，指示测量点的中心位置，并特别标志出最佳的测量距离；
S4：根据标志出最佳的测量距离对双色红外测温仪的位置进行调整；
S5：启动双色红外测温仪对高温熔融液体测温；
工作时，通过S1-S4的方法，实现了免接触的对高温熔融液体的温度进行精确测量的功能，通过改装后的双色红外测温仪对高温熔融液体进行测温能够准确的得出高温熔融液体的全局的温度情况，解决了现有的高温熔融液体的测量方法在对金属熔融液体的进行测量时无法避免的需要操作人员手动进行测量，人为因素对测量结果的准确度影响较大，且在测量的过程中操作人员被烫伤的风险较高，热电偶在多次使用过后也会产生损坏，进而导致无法对高温熔融液体的温度进行测量或测量数据误差较大的问题，提高了对高温熔融液体进行测量时的安全性和准确度，且通过该方法有效的节省了对热电偶频繁的进行更换的成本；双色红外测温仪的测温远离基于普朗克热辐射原理推导出温度跟辐射强度比值的关系式，公式如下所示。
进一步的，所述S1具体为将原光电二极管更换为铟镓砷光电二极管，设置双色测温的中心测量波长为1.3微米；
工作时，铟镓砷光电二极管在0.7-1.7μm这个波段，适合在常温下工作，具有暗电流小、噪声低、价格低等优点。
进一步的，所述S1中对双色红外测温仪进行改装具体为将双色红外测温仪所采用的两组红外线滤光片进行更换，所述双色红外测温仪所采用的红外线滤光片透过率应大于90％，两组所述红外线滤波片在1.1-1.6微米之间选定两个波长λ1和λ2，其中λ1和λ2波长不相等；
红外光的波长范围是0.76μm-1000μm。待测物体的发射率和表面特性决定测温仪的光谱响应和波长；对于高反射率的合金材料，有低的或变化的发射率，那么在高温区，测量金属材料的最佳波长是近红外，对于该种情况选取的近红外光波长必须是所测温度范围内被测物体发射的波段，以钢厂测量为例，熔融状态的钢水在500-1200℃之间发射的近红外光波长的峰值波长范围约为0.8μm-2.2μm，而可见光的干扰波长在0.39-0.78μm，为了避开可见光的干扰波长因此近红外光波长可选的范围缩小为0.78-2.2μm；双色测温能排除烟雾、响灰尘等对测量精度的影响，但不能消除水分子和二氧化碳等吸收分子对测量精度的影响，因此选择波段时需要避开这些吸收带宽。
工作时，通过采用红外光滤光波长为1.1-1.6微米之间的红外滤光片在很大程度上消除了由物体发射率带来的测量误差，同时有效的避开了水分子和二氧化碳等吸收分子的吸收带宽，提高了对温度的测量精度，通过高透过率滤光片有效的的保证了输出信号的质量，提高了信噪比，用两组窄带宽的单色滤光片接收两个相临波段的辐射能量，转化成电信号后进行比较，用此比值就可以确定被测物的温度；可以消除单色测温由于视场被粉尘遮挡带来的误差，提高了灵敏度，仅需要吸收发光物5％的能量即可对温度精准的测量。
进一步的，所述S2具体为将双色红外测温仪的读数线尺安放在被测尺寸的延长线上；
工作时，通过该安装方法可以有效的提高双色红外测温仪的测量精度，降低误差，符合阿贝原则。
进一步的，所述S2中所使用的固定件的材料为06Cr25Ni20型号不锈钢，所述固定件的内侧与双色红外测温仪之间设置有隔热材料，所述隔热材料为硅酸铝棉及其相应制品；
工作时，通过采用06Cr25Ni20型号不锈钢能够显著的增强固定件的抗氧化性和耐腐蚀，且06Cr25Ni20型号不锈钢还具有耐高温特性，长时间处于高温环境中也不会产生强度的变化，通过采用硅酸铝棉及其相应制品的隔热材料能够有效的对热量进行隔绝，且硅酸铝棉及其相应制品最高能承受1300℃的高温，能够有效的对双色红外测温仪进行保护。
进一步的，所述S2中在对双色红外测温仪进行固定时，应确保双色红外测温仪与被测高温熔融液体之间的距离处于安全范围，不会被溅射高温熔融液体，严禁安装在环境温度高于60℃并且没有充足的冷却设备的空间。
进一步的，所述滤光片所使用的胶粘材料为D-03硅橡胶密封高温胶黏剂；
工作时，D-03硅橡胶密封高温胶黏剂，具有优良的抗火焰烧灼性，对金属无腐蚀，无毒，使用温度范围为-60℃-3000℃，主要作为具有密封隔热作用的抗烧蚀材料，用于金属、玻璃、陶瓷等材料的填隙、胶接和涂覆，能够在高温环境下有效的保持对滤光片进行固定的效果。
进一步的，所述S3中当在对熔融状态的金属液体进行测量时，为提高测量数据的准确度需将金属熔融液体与空气的接触面所产生的氧化物或残渣刮除，所述S3中在对双色红外测温仪通过2级激光进行同轴瞄准前需对瞄准激光校准，使得测量目标处的激光光斑最小，最清晰，此时的双色红外测温仪在测量目标处的测量尺寸最小，在激光校准时需确保测量表面大于激光光斑尺寸；
工作时，通过将金属熔融液体与空气的接触面所产生的氧化物或残渣刮除起到避免对双色红外测温仪的检测结果产生影响的作用，双色红外测温仪的在不同测温点时的测量直径算法具体为M＝L/D，当安装距离大于L时：M1＝(L1/L)(M+d)-d，当安装距离小于L时：M2＝(L2/L)(M-d)+d，上述内容中d：表示镜头有效口径；L：表示出厂标定时的距离；M：表示标定时的光点尺寸；L：表示出厂标定时的距离；D：表示距离系数；
激光瞄准所使用的激光瞄准器需要提供独立的工作电源或使用控制器内部的电源(24Vdc，Max.100mA)，若需要延长电缆可以直接将标配电缆加长，电缆的截面积应以所延长的长度相应加粗，建议使用多芯屏蔽电缆；不得将信号电缆靠近电磁场源(如电动机、大功率电缆、电焊机等)，如果必要可使用金属套管；
为保证测温结果准确双色红外测温仪的光学镜头要进行周期性清洁，在清洁时需注意镜头清洗可以使用软纺织品或棉签清洁，如有必要可以使用一定量酒精清洗，不可长时间裸露在水或其他液体中。
实施例二
对比实施例一，作为本发明的另一种实施方式，一种高温熔融液体测温方法，该测温方法包含以下步骤：
S1：对双色红外测温仪进行改装；
S2：对改装后的双色红外测温仪使用固定件进行固定，总计安装五组双色红外测温仪；
S3：通过五组双色红外测温仪从多个角度对高温熔融液体的温度数据进行采集；
S4：对温度数据进行处理得到高温熔融液体的整体平均温度和总体热成像图。
进一步的，所述S1具体为将原光电二极管更换为铟镓砷光电二极管，设置双色测温的中心测量波长为1.1-1.6微米，所述双色红外测温仪所采用的滤光片透过率应大于90％。
进一步的，所述S2具体为将双色红外测温仪的读数线尺安放在被测尺寸的延长线上。
进一步的，所述S2中所使用的固定件的材料为06Cr25Ni20型号不锈钢，所述固定件的内侧与双色红外测温仪之间设置有隔热材料，所述隔热材料为硅酸铝棉及其相应制品。
进一步的，所述S2中在对双色红外测温仪进行固定时，应确保五组双色红外测温仪与被测高温熔融液体之间的距离皆为75cm，且五组双色红外测温仪之间的间距相等。
进一步的，所述滤光片所使用的胶粘材料为D-03硅橡胶密封高温胶黏剂。
进一步的，所述S3中当在对熔融状态的金属液体进行测量时，为提高测量数据的准确度需将金属熔融液体与空气的接触面所产生的氧化物或残渣刮除。
进一步的，所述S4中当任意一组的双色红外测温仪所测得的温度的平均值与其他任意一组的双色红外测温仪所测得的温度平均值的差值的绝对值大于100℃时提示该组双色红外测温仪出现故障。
工作原理：现有的高温熔融液体的测量方法在对金属熔融液体的进行测量时无法避免的需要操作人员手动进行测量，人为因素对测量结果的准确度影响较大，且在测量的过程中操作人员被烫伤的风险较高，热电偶在多次使用过后也会产生损坏，进而导致无法对高温熔融液体的温度进行测量或测量数据误差较大的，第一步：对双色红外测温仪进行改装；第二步：对改装后的双色红外测温仪使用固定件进行固定；第三步：双色红外测温仪通过2级激光进行同轴瞄准，指示测量点的中心位置，并特别标志出最佳的测量距离；第四步：根据标志出最佳的测量距离对双色红外测温仪的位置进行调整；第五步：启动双色红外测温仪对高温熔融液体测温。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (8)
1.一种高温熔融液体测温方法，其特征在于：该测温方法包含以下步骤：
S1：对双色红外测温仪进行改装；
S2：对改装后的双色红外测温仪使用固定件进行固定；
S3：双色红外测温仪通过2级激光进行同轴瞄准，指示测量点的中心位置，并特别标志出最佳的测量距离；
S4：根据标志出最佳的测量距离对双色红外测温仪的位置进行调整；
S5：启动双色红外测温仪对高温熔融液体测温。
2.根据权利要求1所述的一种高温熔融液体测温方法，其特征在于：所述S1具体为将原光电二极管更换为铟镓砷光电二极管，设置双色测温的中心测量波长为1.1-1.6微米。
3.根据权利要求2所述的一种高温熔融液体测温方法，其特征在于：所述S1中对双色红外测温仪进行改装具体为将双色红外测温仪所采用的两组红外线滤光片进行更换，所述双色红外测温仪所采用的红外线滤光片透过率应大于90％，两组所述红外线滤波片在1.1-1.6微米之间选定两个波长λ1和λ2，其中λ1和λ2波长不相等。
4.根据权利要求3所述的一种高温熔融液体测温方法，其特征在于：所述S2具体为将双色红外测温仪的读数线尺安放在被测尺寸的延长线上。
5.根据权利要求4所述的一种高温熔融液体测温方法，其特征在于：所述S2中所使用的固定件的材料为06Cr25Ni20型号不锈钢，所述固定件的内侧与双色红外测温仪之间设置有隔热材料，所述隔热材料为硅酸铝棉及其相应制品。
6.根据权利要求5所述的一种高温熔融液体测温方法，其特征在于：所述S2中在对双色红外测温仪进行固定时，应确保双色红外测温仪与被测高温熔融液体之间的距离处于安全范围，不会被溅射高温熔融液体，严禁安装在环境温度高于60℃并且没有充足的冷却设备的空间。
7.根据权利要求6所述的一种高温熔融液体测温方法，其特征在于：所述滤光片所使用的胶粘材料为D-03硅橡胶密封高温胶黏剂。
8.根据权利要求7所述的一种高温熔融液体测温方法，其特征在于：所述S3中当在对熔融状态的金属液体进行测量时，为提高测量数据的准确度需将金属熔融液体与空气的接触面所产生的氧化物或残渣刮除，所述S3中在对双色红外测温仪通过2级激光进行同轴瞄准前需对瞄准激光校准，使得测量目标处的激光光斑最小，最清晰，此时的双色红外测温仪在测量目标处的测量尺寸最小，在激光校准时需确保测量表面大于激光光斑尺寸。
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