黑體光纖高溫傳感器
一 概述
在工業(yè)高溫領(lǐng)域中，溫度測量的準確性對窯爐的壽命、對產(chǎn)品的質(zhì)量、能耗的降低有著重要的意義。國內(nèi)外常用的測量方法有兩大類，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是在高溫、高壓、和有害介質(zhì)條件下工作，偶絲很快會變脆、損壞，要消耗大量的電偶絲，使用成本很高。在許多高溫爐中，使用壽命約為兩個月左右。在這一點上非接觸式測量具有很大的吸引力。但是工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境往往很惡劣，被測對象發(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。非接觸測溫準確度遠不如熱電偶，所以在工業(yè)現(xiàn)場一般做監(jiān)視性用。
由于鉑銠絲價格昂貴，我國的鉑資源又缺乏，需要大量進口，加之近幾年市場價格連續(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)盡量減少測溫點，只在關(guān)鍵的幾個測溫點選用鉑銠熱電偶，有的個體企業(yè)靠工人的經(jīng)驗判斷。這樣就會出現(xiàn)耗能增加、產(chǎn)品質(zhì)量下降等問題。因此引進能替代鉑銠熱電偶的新型高溫傳感器技術(shù)是符合我國國情的。
二 原理
黑體光纖高溫傳感器（源自美國NIST，見圖1）是以黑體輻射理論為依據(jù)，采用的是綜合型測溫方法。它是由探測管和探測器兩部分組成,兼有接觸式和非接觸式測溫兩類方法的長處?？捎脕頊y量各類高溫爐和熔液內(nèi)部的實際溫度，而不受環(huán)境污染以及目標黑度系數(shù)的影響。產(chǎn)品已廣泛應用在冶金、玻璃、陶瓷、耐火材料、熱處理等高溫測量領(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
黑體光纖高溫傳感器與貴金屬熱電偶及非接觸式測溫儀相比具有以下優(yōu)點：
1、不受被測物體黑度系數(shù)的影響，測溫準確度高
2、 價格低、壽命長，使用成本少（只消耗少量的探測管）
3、 采用耐高溫性能好的探測管,測溫上限可達2000℃
4、 統(tǒng)一分度，互換性好，響應時間快，溫度分辨率高
5、 使用方便，插入測溫孔即可
6、對惡劣環(huán)境的適應能力和抗干擾能力都比較強，一般不需要附設(shè)風冷水冷系 統(tǒng)；能避免粉塵、煙、水汽等對光路的污染；不需要補償導線。
7、適用于熱偶難以應用的場合：強腐蝕介質(zhì)，帶電物體，強電磁場，高溫動態(tài)測量等。
三、技 術(shù) 指 標
1、測溫范圍：標準型 （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、探測管規(guī)格：長度 500mm～2000mm；外徑φ8mm～φ30mm；可按用戶需要定制
5、傳感器輸出：標準0mV-60mV，可轉(zhuǎn)化輸出S、B、K型熱電偶信號或4-20mA標準信號
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，插入探測管時，應象裝熱電偶一樣，緩慢插入，以防驟熱使管子炸裂；密封探測管和窯壁間隙時，不要用冷的粘土，以防探測管驟冷炸裂。將探測管緩緩插入測溫孔內(nèi)達到規(guī)定的深度，（插入深度與窯爐內(nèi)壁齊平即可），將探測管固定在窯壁上；用石棉繩或陶瓷棉密封好探測管和窯壁之間的空隙，以防止爐內(nèi)煙火冒出；將信號線（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、帶觀測孔型的熱電偶按以下方法調(diào)試，擰開目鏡蓋觀察時,光闌應位于管底像斑（光斑）的中央,否則要進行調(diào)整。傳感器出廠前，已經(jīng)過調(diào)試檢定，不要松動任何部件。如在使用中發(fā)現(xiàn)探測管有損壞（現(xiàn)象為顯示溫度明顯偏差或儀表顯示波動很大，此時可從傳感器觀察窗看到成像光斑不規(guī)則、有亮線等），應及時更換。
五 特別注意事項
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，應采取以下措施：加防輻射擋板，加長探測管長度，加水冷或風冷，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量時，測溫管下面一定要有支撐物，如發(fā)生彎曲，會影響到測溫精度。
六 訂 貨 須 知
1、 訂貨時請注明：
a、 探測管長度及類型
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、 各種保護管：高鋁，剛玉管，藍寶石晶體、氧化鎂、碳化硅、鉭、鉬、銥、金屬陶瓷。
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