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紅外溫度傳感器原理及應(yīng)用


利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。這些呈現(xiàn)規(guī)律性變化的物理性質(zhì)主要有體。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分,品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。

在電力生產(chǎn)過程中,溫度測量與控制十分重要,溫度參數(shù)的準(zhǔn)確測量對電能的輸出品質(zhì)、生產(chǎn)效率和安全可靠的運(yùn)行至關(guān)重要。目前,在電力生產(chǎn)和檢修過程中已逐漸開始采用先進(jìn)的紅外溫度計等非傳統(tǒng)測溫傳感器,來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱電偶、熱電阻類的熱電式溫度傳感器,從而實現(xiàn)電力的生產(chǎn)過程或者重要設(shè)備的溫度監(jiān)視和控制。

紅外溫度傳感器的原理和優(yōu)點(diǎn):
紅外傳感系統(tǒng)是用紅外線為介質(zhì)的測量系統(tǒng),按照功能可分成五類,按探測機(jī)理可分成為光子探測器和熱探測器.紅外傳感技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代科技、國防和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。

紅外輻射俗稱紅外線,是指輻射波長大致為0.75-1000mm頻譜范圍內(nèi)的電磁波。紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射,當(dāng)物體溫度處于絕對零度以上時,其內(nèi)部帶電粒子的熱運(yùn)動就會向外發(fā)射出紅外線。物體的溫度越高,輻射出來的紅外線就會越多,紅外輻射的能量也就越強(qiáng)。紅外溫度計是基于物體紅外輻射的能量大小及其波長的分布,與物體表面溫度的對應(yīng)關(guān)系,并通過對物體自身輻射的紅外能量的測量,來準(zhǔn)確地測定物體的表面溫度。

與熱電偶、熱電阻等常規(guī)溫度傳感器相比,紅外溫度計具有測溫范圍寬、壽命長、性能可靠、反應(yīng)極快和非接觸性等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外,紅外溫度計還特別適合測量腐蝕性的介質(zhì)和運(yùn)動物體的溫度,而且不會破壞到被測對象的溫度場。

近年來,隨著微處理器芯片和紅外測溫傳感技術(shù)的迅速發(fā)展,紅外測溫傳感器的性能得到不斷的提高,其適用范圍已經(jīng)可以覆蓋到低、中、高溫的不同區(qū)段。

電氣設(shè)施及過程測控中的中低溫紅外溫度傳感器,爐膛應(yīng)用中的紅外高溫計一般測量高溫(700℃以上)的紅外溫度計,它的有用波段主要在0.76~3mm的近紅外區(qū),透射的光學(xué)材料主要是選用光學(xué)玻璃或石英等。

通過電廠的鍋爐爐膛和后爐膛區(qū)的溫度,不僅可以直接反應(yīng)出其內(nèi)燃料的燃燒強(qiáng)度的大小,燃燒過程中的效率優(yōu)劣,而且還能間接地影響到鍋爐的受熱面以及后續(xù)流程(如脫硝、灰份的控制等)的正常運(yùn)行。從電廠的安全控制和效率角度來看,爐膛區(qū)的溫度是十分重要的,而且需要運(yùn)行監(jiān)視的關(guān)鍵參數(shù)。在歐洲,有相當(dāng)一部分電廠或鍋爐的制造商(如法國Stein鍋爐)即采用上述類型的紅外光學(xué)高溫計,用來測量大型的鍋爐爐膛斷面的煙氣溫度,并借此實現(xiàn)鍋爐的全爐膛的火焰檢測和爐膛滅火的保護(hù)功能。

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