电力工业中的新型红外温度传感器

在电力生产过程中，温度测量与控制十分重要，温度参数的准确测量对电能的输出品质、生产效率和安全可靠的运行至关重要。目前，在电力生产和检修过程中已逐渐开始采用先进的红外温度计等非传统测温传感器，来代替传统的热电偶、热电阻类的热电式温度传感器，从而实现电力的生产过程或者重要设备的温度监视和控制。

　　红外温度传感器的原理和优点

　　红外辐射俗称红外线，是指辐射波长大致为0.75-1000mm频谱范围内的电磁波。红外辐射的贴片电感物理本质是热辐射，当物体温度处于绝对零度以上时，其内部带电粒子的热运动就会向外发射出红外线。物体的温度越高，辐射出来的红外线就会越多，红外辐射的能量也就越强。红外温度计是基于物体红外辐射的能量大小及其波长的分布，与物体表面温度的对应关系，并通过对物体自身辐射的红外能量的测量，来准确地测定物体的表面温度。

　　与热电偶、热电阻等常规温度传感器相比，红外温度计具有测温范围宽、寿命长、性能可靠、反应极快和非接触性等诸多优点。另外，红外温度计还特别适合测量腐蚀性的介质和运动物体的温度，而且不会破坏到被测对象的温度场。

　　近年来，随着微处理器芯片和红外测温传感技术的迅速发展，红外测温传感器的性能得到不断的提高，其适用范围已经可以覆盖到低、中、高温的不同区段。

　　电气设施及过程测控中的中低温红外温度传感器

　　英国Calex电子公司生产的PyroCoupleM系列微型化红外温度传感器，其测温范围为-20℃～+500℃，精度可达读数的±1%，重复性为读数的±0.5%，响应时间是200ms，防护等级达IP65，并可在环境温度范围为0℃～70℃和相对湿度为95%下的环境中使用，而且可以输出电流、电压或热偶信号。在发电厂，其主要用于非接触方式实时测量锅炉空预器、汇流排、重要断路器、电机轴承、电机绕组、变压器绕组、UPS或其它电气接头处的温度，并用来及时发现设备的热点或连接故障等，从而提供电气系统或设备的诊断、状态检修和维护等。

　　Fluke下属的雷泰公司新推出的CM系列的小型集成式红外温度计，其输出信号为0-5V或J、K型热电偶的连续信号和开关报警的触点信号，电感生产厂并带有RS232的数字通讯接口，探头状一体成型电感器态以及自诊断显示LED，专用于工业制造流程的连续温度监视。在现场电磁干扰大的场合，可用于替代易受影响的普通热电偶和热电阻等。该温度计响应时间快，可达150ms，能够实现疏水管线温度、疏水袋温差式水位和抽气管线积水的塑封电感器探测等场合的实时监测功能，完全可以满足电厂的防进水保护，以及检测的快速响应时间和可靠性要求。

　　炉膛应用中的红外高温计

　　一般测量高温(700℃以上)的红外温度计，它的有用波段主要在0.76～3mm的近红外区，透射的光学材料主要是选用光学玻璃或石英等。

　　雷泰公司生产的Marathon系列红外测温仪是专为恶劣的工业环境应用所设计的工业级产品，测温范围为-40℃～3000℃，这款红外测湿仪拥有高性能的光学镜头，光学分辨率最高可达300:1，响应时间有2ms、60ms和120ms三种可选，并具备IP65的防护等级，可以防止安装、设置和使用过程中的污染和损伤。而且带标准的模拟量、数字量和分布式的继电器输出，能够同时传输数据、报警触发和控制信号。内置智能型的电路盒以及易于使用的操作界面等。此外，该红外测温仪坚固的不锈钢外壳也可以确保在苛刻的工业环境下能够安全使用。

　　通过电厂的锅炉炉膛和后炉膛区的温度，不仅可以直接反应出其内燃料的燃烧强度的大小，燃烧过程中的效率优劣，而且还能间接地影响到锅炉的受热面以及后续流程(如脱硝、灰份的控制等)的正常运绕行电感行。从电厂的安全控制和效率角度来看，炉膛区的温度是十分重要的，而且需要运行监视的关键参数。在欧洲，有相当一部分电厂或锅炉的制造商(如法国Stein锅炉)即采用上述类型的红外光学高温计，用来测量大型的锅炉炉膛断面的烟气温度，并借此实现锅炉的全炉膛的火焰检测和炉膛灭火的保护功能。

　　红外成像仪的应用优势

　　在电厂，运行或检修人员不仅需要知道被控对象表面的平均温度，有时更需要知晓被监测对象的温度场的分布情况，以便分析和研究运行是否正常，内部结构是否存在缺陷等。与先前叙述的点式红外测温传感器不同，红外成像仪则是采用面式测温方式，能将对象的温度场的分布以图像形式直观地显示出来，以满足温度场监视的需要。

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