[发明专利]一种对红外测温设备的测试结果进行修正的方法

说明书

本发明提出一种对红外测温设备的测试结果进行修正的方法，以多种红外测温设备为研究对象，对其测得的数据进行人工修正；修正后的数据接近目标的真实温度。本发明通过预设测试模型和计算公式，测试模型与公式对应的函数变量；然后通过软件针对测得的数值进行拟合，确定计算公式的系数和乘数，从而形成完整的计算公式；之后在同种测量条件下，无论这些函数变量的如何变化，均可通过同种公式计算出目标的准确温度。本发明适用于复杂条件下，各种精度和适用温度范围的红外测温设备对目标温度的修正；本方法对钢锭温度的测量有明显优势。该方法可以克服红外测温设备在温度、距离、角度等因素变化时的温度误差，实现快速、准确、安全地测温的目的。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种对红外测温设备的测试结果进行修正的方法，可在合理设置红外测温设备参数的前提下，预先进行数据处理工作并结合现场实测数据，实现对测试结果的修正。

背景技术

温度测量在冶金过程中是非常重要的因素。金属冶炼的过程中，一些重要的化学反应需要在特定的温度条件下才能进行；钢渣界面反应也需要合适的温度才能具备合适的动力学条件；在金属热处理的过程中，组织相变也需要特定的温度。因此，在这些过程中测量准确的温度值是成败的关键。

在实际生产中，主要存在接触式和非接触式两类测温方法。接触式测温主要是采用各类热电偶，通过实体接触取得目标的温度。这种测温方式直接而精准，在冶金过程中被广泛采用。但这种方式存在一定的缺点：第一，在需要密集测温的情况下测温速度较慢；第二，每次测温如果需要人工操作的话带有一定的危险性，例如炉外精炼测温需要停止给电起弧；第三，对于高温固体，采用热电偶测试时需要将其焊接在固体表面，否则测温不准；第四，高温测温通常采用一次性热电偶，每次测温需要产生一定的消耗，较大密度测量时这种消耗更高；更换新的热电偶也会消耗工时。

非接触式红外测温可对一些温度很高的区域、流动的钢水等目标进行远距离测量；使用方便、安全、快捷，目前在冶金领域已经有一定的应用。其主要原理是通过测量目标自身的辐射能量，根据对接收到的电磁波的波长、能量强度进行统计和计算，得出目标的表面温度。电磁波其辐射强度波长、温度有关，如式1。

式中：M_λ为单位面积黑体的辐射功率；λ为波长；T为绝对温度：C₁为第一辐射常数；C₂为第二辐射常数。

非接触式红外测温仪按不同的原理可分为：全辐射式测温仪、部分辐射式测温仪、双色测温仪。1)全辐射测温仪又称辐射感温仪，利用辐射总量的大小来判断物体的温度。接收元件一般是热探测器，如电热堆。这种方式机构简单，但灵敏度低，受发射率影响大。由于不同物体的总发射率不同，即使是同温度的物体必须引入不同的修正。但因为实际目标的发射率常常难以确定，加上烟尘、热空气波动等环境因素影响，修正难度较大。2)部分辐射式测温仪又称亮度式测温仪，是选取某一波段的辐射功率大小来判断目标的温度，又称单色测温仪。其接收元件一般是光电探测器，如硅光电池；接收的波段是选择的，其特点是灵敏度高，但由于是根据接收辐射能量的大小来判别目标的温度，仍然受单色发射率和环境因素的影响。对测温距离、目标大小有严格要求，通常工作在短波区，适合测量高温。3)双色测温仪又称比色测温，可以减少发射率和烟尘、水汽、距离变化及物体局部被遮挡等因素的影响。它不是根据直接接收到的物体热辐射能量的大小来判别温度，而是分别接收物体红外辐射中两个相邻波段的能量，并求其比，再根据这个比值的大小来确定物体的温度。只要物体的温度相同，两相邻波段辐射能量的比值基本保持不变；如果物体温度发生变化，则比值相应发生变化。因此采用红外双色测温，一般可不进行发射率修正。但测温时应当选择合适的工作波长，若波长选择不合适，测量误差会变大；而且两个波段的测量是分开的，信号处理速度不快，相应时间长，对运动和温度变化快的高温物体误差很大。且因设备测温及内部构造的缘故，设备体积会很大，携带不便。