CN2731420Y - 红外测温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种红外测温装置，该装置在原有红外测温仪的基础上，在其前端加装了测量管、管座、透镜、信号传输装置和透镜座；工作时，先将测量管插入待测的钢水中，将其内的水气和其他杂质蒸干后，将装有透镜的透镜座套在测量管上，测量的红外信号从测量管中，屏蔽了周围的干扰；经透镜的聚焦和光导纤维传至探头，由于管道纤维传输的信号稳定，解决了信号的长距离传输问题；还解决了在近距离测量中的测量元件老化问题；在测量过程中，避免了周围环境对其测量的影响，且能测量被测液体的内部温度，可测量得出瞬时值、实时值和平均值，精度高、测量准确、修正方便，同时可输出数据到上位数据接受及处理装置，适合冶金等高温冶炼行业。

Description

红外测温装置

技术领域：

本实用新型涉及温度测量技术领域，特别涉及非接触式红外测温技术领域。

背景技术：

在冶金行业中，对冶炼中的高温金属液进行准确的测量，是所冶炼的金属的质量的重要保障；目前，对于在冶炼中的温度测量，主要有三种方式：1)快偶测量，即是将测温元件投入高温金属液体中，测量温度，优点是测量瞬时温度准确，缺点是测温元件一次性使用，费用高且不能连续测量；2)预埋式，即是将测温元件预先设置在冶炼包中，测量温度，其优点是测量温度准确，且能连续测量高温金属液体的温度，但是其缺点明显，在高温环境中，测温元件易老化和损坏，对于老化和损坏的测温元件，更换时要耗费大量的人力和物力，浪费时间影响生产，使它的使用受的限制；3)红外测量，为非接触式测量，其原理是根据普朗克公式：W_(λT)＝ε_(λT)*C₁*λ^-5/(e*C₂/λT-1)，其中：W_(λT)为黑体单位面积在温度T时，在λ波长处的辐射能量，单位为W/m²*μm；ε_(λT)为物体的发射率；C₁为第一辐射常数，C₁＝3.7418*10^-16W.m²；C₂为第二辐射常数，C₂＝1.4388*10^-2m.K；λ为波长，单位为μm；T为热力学温度；若光电探测器件响应波段为λ₁-λ₂，所得到的辐射功率 $W={\∫}_{{\mathrm{\λ}}_1}^{{\mathrm{\λ}}_2}{W}_{2\mathrm{\λ}}\mathrm{d\λ};$ 这样在一定的条件下测得被测物体的的辐射能量，就可求得目标的表面温度，同时，ε_(λT)为物体的发射率，通常设定为1作为标准标定，在测量时对其进行修正，能减小测量误差；红外非接触式测量，其优点是可测瞬时值和实时监测，同时可计算出平均值等，测量值可修正、精度好；但是其缺点是：1)在高温环境下，不能近距离测量，受周围的杂光的影响，影响其精度；2)其测量的主要是物体的表面温度，对测量高温的金属液体的内部温度有一定的偏差。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种红外测温装置，该装置解决了一般红外测温仪的缺陷，解决了在近距离测量中的测量元件老化问题；在测量过程中，避免了周围环境对其测量的影响，且能测量被测液体的内部温度，可测量得出瞬时值、实时值和平均值，精度高、测量准确、修正方便，同时可输出数据到上位数据接受及处理装置，适合冶金等高温冶炼行业。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种红外测温装置，该红外测温装置包括探头、信号输出接口、信号处理器、温度显示器，还包括测量管、管座、透镜、信号传输光缆和透镜座；测量管垂直穿过钢包盖，一端进入到钢水里，另一端露出钢包盖，由管座固定在钢包盖上；透镜座套在测量管露出钢包盖的一端上，其内径大于等于测量管的外径；透镜设置在透镜座内，其轴心方向平行于测量管的中心线；信号传输光缆的一端在透镜座内，其端点刚好位于透镜的焦点上，另一端连接探头的输入端；探头的输出端连接信号处理器的输入端；信号处理器的输出端连接温度显示器的输入端和信号输出接口的输入端；温度显示器显示温度；信号输出接口连接其他上位设备；

信号传输光缆为光导纤维；

探头将光信号转化为电信号；

信号处理器为计算机；

信号输出接口为s232接口；

测量管为刚玉管；

温度显示器为监视器，或为液晶显示屏，或为数码管。

本实用新型提供的红外测温装置工作原理：该红外测温装置是在普通的红外测温仪的前端加装了测量管、透镜和光信号传输装置，原理是先将测量管插入待测的钢水中，待管内的气体或其他杂质受热蒸干后，将含有透镜的透镜座套在测量管上，被测量的红外信号从测量管中传出，屏蔽了周围的干扰；经透镜的聚焦和光导纤维传至探头，由于管道纤维传输的信号稳定，解决了信号的长距离传输问题；其他的原理如普通的红外测温仪，由探头转化为电信号；由计算机进行信号处理和温度补偿计算；由温度显示器显示温度，并在需要的时候，由信号输出接口将数据传输到其他上位设备。

从上述工作原理可以看出，本实用新型提供的红外测温装置，具有明显的有益效果：该红外测温装置解决了在近距离测量中的测量元件老化问题；在测量过程中，避免了周围环境对其测量的影响，且能测量被测液体的内部温度，可测量得出瞬时值、实时值和平均值，精度高、测量准确、修正方便，同时可输出数据到上位数据接受及处理装置，适合冶金等高温冶炼行业。

附图说明：

图1：红外测温装置结构示意图；

图2：红外测温装置透镜座结构示意图。

具体实施方式1：红外测温装置

如图1和2所示：

该红外测温装置包括探头1、信号输出接口2、信号处理器3、温度显示器4，还包括测量管5、管座6、透镜7、信号传输光缆8和透镜座9；测量管5为刚玉制成，长为110cm，外径为8cm，内径为7.5cm，垂直穿过钢包盖10，一端进入到钢水11里20cm，另一端露出钢包盖10，由所述管座6固定在钢包盖10上；透镜座9为圆柱体，外径为10cm，高为15cm，套在测量管5露出钢包盖10的一端上，其内径为8cm；透镜7设置在透镜座9内，直径为8cm，其轴心方向平行于测量管5的中心线；信号传输光缆8为光导纤维，长为150m，其一端在透镜座9内，其端点刚好位于透镜7的焦点上，另一端连接探头1的输入端；探头1将光信号转化为电信号，其输出连接信号处理器3的输入；信号处理器3为计算机，输出连接温度显示器4和信号输出接口2；温度显示器4为监视器，显示温度；信号输出接口2为s232接口，连接上位计算机12。

本实用新型红外测温装置的工作原理：先将测量管插入待测的钢水中，将其内的水气和其他杂质蒸干，10分钟后，将含有透镜的透镜座套在测量管上，被测量的红外信号从测量管中传出，屏蔽了周围的干扰；经透镜的聚焦和光导纤维传至探头，由于管道纤维传输的信号的稳定，解决了信号的长距离传输问题；由探头将光信号转化为电信号；由计算机依据辐射测温原理，进行信号处理和温度补偿计算；由温度显示器显示温度，并在需要的时候，由信号输出接口将数据传输到其他上位计算机上；当透镜处温度过高时，可以用水进行降温。

从上述工作原理可以看出，本实用新型提供的红外测温装置，具有明显的有益效果：该红外测温装置解决了在近距离测量中的测量元件老化问题；在测量过程中，避免了周围环境对其测量的影响，且能测量被测液体的内部温度，可测量得出瞬时值、实时值和平均值，精度高、测量准确、修正方便，同时可输出数据到上位数据接受及处理装置，适合冶金等高温冶炼行业。

Claims (6)

1、一种红外测温装置，该红外测温装置包括探头(1)、信号输出接口(2)、信号处理器(3)、温度显示器(4)，其特征在于：该红外测温装置还包括测量管(5)、管座(6)、透镜(7)、信号传输光缆(8)和透镜座(9)；所述测量管(5)垂直穿过钢包盖(10)，一端进入到钢水(11)里，另一端露出钢包盖(10)，由所述管座(6)固定在钢包盖(10)上；所述透镜座(9)套在测量管(5)露出钢包盖(10)的一端上，其内径大于等于测量管(5)的外径；所述透镜(7)设置在透镜座(9)内，其轴心方向平行于测量管(5)的中心线；所述信号传输光缆(8)的一端在透镜座(9)内，其端点刚好位于透镜(7)的焦点上，另一端连接探头(1)的输入端；所述探头(1)的输出端连接信号处理器(3)的输入端；所述信号处理器(3)的输出端连接温度显示器(4)的输入端和信号输出接口(2)的输入端；所述信号输出接口(2)连接其他上位设备。

2、根据权利要求1所述的红外测温装置，其特征在于：所述的信号传输光缆(8)为光导纤维。

3、根据权利要求1所述的红外测温装置，其特征在于：所述信号处理器(3)为计算机。

4、根据权利要求1所述的红外测温装置，其特征在于：所述信号输出接口(2)为s232接口。

5、根据权利要求1所述的红外测温装置，其特征在于：所述测量管(5)为刚玉管。

6、根据权利要求1所述的红外测温装置，其特征在于：所述温度显示器(4)为监视器，或为液晶显示屏，或为数码管。

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