窑炉红外测温系统

一、 红外测温技术原理

红外测温技术是采用特殊的传感器对物体向外辐射的红外能量进行测量的技术。高于绝对零度的物体向外辐射的电磁波经过滤波聚焦后成像于传感器并转换为电信号，将该电信号进行一系列的处理获得温度信息。

二、 自动清洁皮技术原理

红外测温仪是将物体向外辐射红外能量转换成温度信号输出的专用设备。为防止红外测温仪探测红外能量的通道被物料堵塞而配套的自动清洁皮装置，可以定时清理该红外能量传输通道。由特制的空气炮组成的清洁皮装置由时间继电器控制的电磁阀实现定时清洁皮动作。

三、 系统组成

系统主要由专用的红外测温仪、自动清洁皮机构、电气控制、气源处理装置组成。

系统组态图

四、 系统主要技术参数

STEM系列红外测温仪适用于各种工业窑炉的温度检测，特别适用于高温环境的检测。针对不同的检测对象和温度监测范围，系统可配置各种专用的红外测温仪。

五、 系统配置及说明

1、系统配置

STEM系列红外测温仪根据不同的使用环境采用了相应的结构设计，并选择适合的红外测温仪进行配套。针对不同的测温范围和不同的被测物，选择适合的测量波段以确保测量精度和可靠性。系统配置清单下：

2、配置说明

系统采用红外非接触测温原理，避免了测温探头磨损和烧蚀，且红外测温的响应时间快，测量距离远。为了适应各种炉窑内部的温度检测，系统可以配置相应波段的红外测温仪。

2.1、红外测温仪

红外测温仪是系统的主要组成部分，该测温仪具有精度高，测量速度快的优点，可广泛用于水泥回转窑窑头或窑尾等恶劣场合的温度检测。根据不同的检测要求，可以选择不同的测量量程范围和不同波段的测温仪，以实现对不同物料或气体的检测。

2.1.1技术参数

测温范围：300℃～2500℃（分段）

测温精度：±0.3%±2℃

重复精度：±0.1%±1℃

光谱响应：0.9μm～14μm

光学分辨率：75:1

环境温度：-20℃～85℃

信号输出：4～20mA，500Ω

电    源：24VDC

2.1.2使用方法

参见红外测温仪使用说明书。

2.2防护罩

不锈钢防护罩是用来保护红外测温仪的双层气冷结构护套，防止现场灰尘和高温飞沙以及正压对红外测温仪的侵蚀。防护罩通过连接法兰与自动清洁皮装置密封连接，防护罩的表面有三个气管接口，两个1/4″的接口是用于接驳冷却压缩空气，后进前出。一个1/2″的接口是用于连接电缆接入的。技术参数如下：

材料：304不锈钢

密封方式：法兰+密封圈，4×M6内六角螺栓

冷却介质：压缩空气，温度＜40℃，压力＞0.2MPa，流量＞10Nm3/h，接口：1/4″，电缆接口：1/2″

2.3、就地控制箱

系统配置有三级气体油污过滤处理装置，分别是空气净化器、过滤减压阀和精密过滤器，保证了系统气源的高效净化性能，有效地解决了厂区仪表风油污过重导致设备损坏的问题。此外，系统配置的自动排污装置，会定时给空气净化装置进行自动排污，无需人工维护。技术参数如下：

供电：220VAC/0.5A

信号输入：4-20mA/500Ω

信号输出：4-20mA/500Ω

显示方式：四位7段数码管

显示精度：1℃

清洁皮周期设置：0S-99.9h

2.4、智能温度控制器

控制箱内的智能温度控制器，除了本地显示采集处理的温度数据外，还对采集到温度数据进行智能分析滤波然后上传至DCS系统，有效的避免了窑炉和烟室内恶劣工况对红外测温精度的影响，使得温度波动基本与热电偶一致。此外该控制器还配有2个报警信号量输出接口，可根据用户需求，进行温度报警控制。技术参数如下：

输入规格：

热电偶： K、 S、 R、 E、 J、 N

热电阻： Pt100、 Cu50

线性电压： 0~5V、 1~5V、 0~500mV、 0~100mV、 0~60mV、 0~20mV、 0~10V

线性电流（需外接精密电阻分流或在 MIO 位置安装 I4 模块）： 0~20mA、4~20mA 等

线性电阻： 0~80 欧、 0~400 欧（可用于测量远传电阻压力表）

测量范围：

K(-50~+1300℃ )、S(-50~+1700℃ )、R(-50~+1700℃ )、E(0~+800℃ )、J(0~+1000℃ )、N(0~+1300℃ )、PT100(-200~+800℃ )

线性输入：-9990~+30000 由用户定义

测量精度：0.3 级（0.3%FS±1 个字）

分辩率： 温度测量时对于 K、 E、 J、 N、 Pt100 为 0.1℃，对于 S、 R 为 1℃

温度漂移：≤ ±0.015%FS ／℃（典型值约 ±75ppm/℃）

电磁兼容：IEC61000-4-4（电快速瞬变脉冲群），±4KV/5KHz；

IEC61000-4-5（浪涌）， 4KV

 变送输出：在OUTP位置安装X3电流模块后，可将测量值PV变送为标准电流输出，

最大负载电阻500欧。

报警功能：上限、下限、第二上限及第二下限报警功能，

可选购安装继电器模块将报警信号输出。

隔离耐压：电源端、继电器触点及信号端相互之间≥2300VDC；

相互隔离的弱电信号端之间 ≥ 600VDC

电源：100~240VAC，-15%，+10% / 50~60Hz；或 24VDC/AC，-15%，+10%

电源消耗：≤ 5W

使用环境：温度 -10~+60℃；湿度≤ 90%RH

2.5、自动清洁皮装置

炉壁结焦（结皮）会导致红外测温的能量通道堵塞，影响测温的连续性和测量的准确性。自动清洁皮装置可以保持红外能量通道的通畅。

自动清洁皮装置采用特殊设计的空气炮实现清洁皮动作。技术参数如下：