黑體光纖高溫傳感器

來源：江蘇先行儀表科技有限公司 2012年03月19日 08:00

黑體光纖高溫傳感器

一概述

在工業(yè)高溫領(lǐng)域中，溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性對(duì)窯爐的壽命、對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、能耗的降低有著重要的意義。國(guó)內(nèi)外常用的測(cè)量方法有兩大類，即接觸法和非接觸法。接觸法主要使用鉑銠熱電偶，這種方法的突出缺點(diǎn)是在高溫、高壓、和有害介質(zhì)條件下工作，偶絲很快會(huì)變脆、損壞，要消耗大量的電偶絲，使用成本很高。在許多高溫爐中，使用壽命約為兩個(gè)月左右。在這一點(diǎn)上非接觸式測(cè)量具有很大的吸引力。但是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境往往很惡劣，被測(cè)對(duì)象發(fā)射率的不確定、光路中存在著許多煙霧水汽等、另外熔融狀態(tài)下的液態(tài)物質(zhì)表面往往浮著沉渣，帶來不可克服的誤差影響。非接觸測(cè)溫準(zhǔn)確度遠(yuǎn)不如熱電偶，所以在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般做監(jiān)視性用。

由于鉑銠絲價(jià)格昂貴，我國(guó)的鉑資源又缺乏，需要大量進(jìn)口，加之近幾年市場(chǎng)價(jià)格連續(xù)上漲，大大加了企業(yè)的銷售成本。在目前企業(yè)普遍不景氣的情況下，為了降低銷售成本，許多企業(yè)盡量減少測(cè)溫點(diǎn)，只在關(guān)鍵的幾個(gè)測(cè)溫點(diǎn)選用鉑銠熱電偶，有的個(gè)體企業(yè)靠工人的經(jīng)驗(yàn)判斷。這樣就會(huì)出現(xiàn)耗能增加、產(chǎn)品質(zhì)量下降等問題。因此引進(jìn)能替代鉑銠熱電偶的新型高溫傳感器技術(shù)是符合我國(guó)國(guó)情的。

二原理

黑體光纖高溫傳感器（源自美國(guó)NIST，見圖1）是以黑體輻射理論為依據(jù)，采用的是綜合型測(cè)溫方法。它是由探測(cè)管和探測(cè)器兩部分組成,兼有接觸式和非接觸式測(cè)溫兩類方法的長(zhǎng)處。可用來測(cè)量各類高溫爐和熔液內(nèi)部的實(shí)際溫度，而不受環(huán)境污染以及目標(biāo)黑度系數(shù)的影響。產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用在冶金、玻璃、陶瓷、耐火材料、熱處理等高溫測(cè)量領(lǐng)域，其將成為貴金屬熱電偶的理想替代產(chǎn)品。

圖1 黑體光纖高溫傳感器

三主要特點(diǎn)

黑體光纖高溫傳感器與貴金屬熱電偶及非接觸式測(cè)溫儀相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、不受被測(cè)物體黑度系數(shù)的影響，測(cè)溫準(zhǔn)確度高

2、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)，使用成本少（只消耗少量的探測(cè)管）

3、采用耐高溫性能好的探測(cè)管,測(cè)溫上限可達(dá)2000℃

4、統(tǒng)一分度，互換性好，響應(yīng)時(shí)間快，溫度分辨率高

5、使用方便，插入測(cè)溫孔即可

6、對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力和抗干擾能力都比較強(qiáng)，一般不需要附設(shè)風(fēng)冷水冷系統(tǒng)；能避免粉塵、煙、水汽等對(duì)光路的污染；不需要補(bǔ)償導(dǎo)線。

7、適用于熱偶難以應(yīng)用的場(chǎng)合：強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，帶電物體，強(qiáng)電磁場(chǎng)，高溫動(dòng)態(tài)測(cè)量等。

三、技術(shù) 指標(biāo)

1、測(cè)溫范圍：標(biāo)準(zhǔn)型（500～1350）℃、（500～1600）℃、（800～1350）℃

（800～1600）℃、（1200～2000）℃

2、基本誤差：△T≤±（0.2～0.5） %t℃

3、環(huán)境溫度：（-20～125）℃；（-20～200）℃；（-20～380）℃

4、探測(cè)管規(guī)格：長(zhǎng)度 500mm～2000mm；外徑φ8mm～φ30mm；可按用戶需要定制

5、傳感器輸出：標(biāo)準(zhǔn)0mV-60mV，可轉(zhuǎn)化輸出S、B、K型熱電偶信號(hào)或4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)

四安裝使用說明

1黑體光纖高溫傳感器的安裝方法基本與熱電偶相同。安裝示意圖如圖2所示，插入探測(cè)管時(shí)，應(yīng)象裝熱電偶一樣，緩慢插入，以防驟熱使管子炸裂；密封探測(cè)管和窯壁間隙時(shí)，不要用冷的粘土，以防探測(cè)管驟冷炸裂。將探測(cè)管緩緩插入測(cè)溫孔內(nèi)達(dá)到規(guī)定的深度，（插入深度與窯爐內(nèi)壁齊平即可），將探測(cè)管固定在窯壁上；用石棉繩或陶瓷棉密封好探測(cè)管和窯壁之間的空隙，以防止?fàn)t內(nèi)煙火冒出；將信號(hào)線（紅色為正）接入二次儀表的輸入端即可。

圖2 紅外熱電偶安裝示意圖

2、帶觀測(cè)孔型的熱電偶按以下方法調(diào)試，擰開目鏡蓋觀察時(shí),光闌應(yīng)位于管底像斑（光斑）的中央,否則要進(jìn)行調(diào)整。傳感器出廠前，已經(jīng)過調(diào)試檢定，不要松動(dòng)任何部件。如在使用中發(fā)現(xiàn)探測(cè)管有損壞（現(xiàn)象為顯示溫度明顯偏差或儀表顯示波動(dòng)很大，此時(shí)可從傳感器觀察窗看到成像光斑不規(guī)則、有亮線等），應(yīng)及時(shí)更換。

五特別注意事項(xiàng)

1黑體光纖高溫傳感器的環(huán)境溫度必須低于說明書規(guī)定的，如超過規(guī)定的溫度，造成器件不可逆的損害，應(yīng)采取以下措施：加防輻射擋板，加長(zhǎng)探測(cè)管長(zhǎng)度，加水冷或風(fēng)冷，或從我公司定制特種耐高溫型熱電偶

2 黑體光纖高溫傳感器水平測(cè)量時(shí)，測(cè)溫管下面一定要有支撐物，如發(fā)生彎曲，會(huì)影響到測(cè)溫精度。

六訂貨須知

1、訂貨時(shí)請(qǐng)注明：

a、探測(cè)管長(zhǎng)度及類型

b、數(shù)量及工藝溫度范圍和zui高溫度

c、所配用的二次儀表、量程（毫伏值）及各種采集系統(tǒng)

2、各種保護(hù)管：高鋁，剛玉管，藍(lán)寶石晶體、氧化鎂、碳化硅、鉭、鉬、銥、金屬陶瓷。

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