专利名称：红外测温方法和红外测温系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种红外测温方法和红外测温系统。
背景技术：
在钢铁冶炼过程中，常用的测温方法之一是使用热电偶。由于钢水温度较高，测温时热电偶可能被熔化。每炼一炉钢都需要反复测量钢水温度，这一方面需要耗费大量的热电偶，另一方面会造成对钢水的污染，使钢水质量下降。红外测温技术因其具有非接触性、能实时显示、易实现自动控制、测温范围宽、速度快等优点越来越多地应用于钢铁冶炼、光伏半导体产业、陶瓷工业、玻璃生产、以及晶体生长等领域。现有红外测温装置都是基于把被测物看成黑体，来测量其辐射强度，然后再进行辐射率的修正，才能确定其温度。理想黑体是能够完全吸收入射辐射并且有最大辐射率的物体，定义其辐射率为I。理想黑体的物理模型可以用普朗克(Planck)公式来描述=-I)'式中WU，t)为黑体辐射光谱功率密度，单位为瓦 厘米2 微米' C1 =3. 7415 X 10_12瓦 厘米2为第一辐射常数，C2 = I. 43879厘米 K为第二辐射常数，A为光谱辐射的波长，单位为微米，t为黑体温度，单位为K。实际存在的被测物体，其辐射率都比理想黑体�。沂撬姹徊馕锾宓某煞�、温度、波长而变化的复杂函数，很难修正准确。现有红外测温方法基于被测物体的辐射能量与该物体的温度之间的关系、并且依靠黑体来定标温度，通常要乘以辐射率系数，只能给出一段近似直线。因而，现有红外测温方法存在两个方面的问题第一、由于辐射率的修正不准确，使得测温精度只能停留在1%的水平；第二、对于例如位于炉子中需要透过窗口进行测温或需要透过表面覆盖层进行测温的辐射物体不能准确地测温，因为窗口或覆盖层会使物体的辐射强度大幅减弱。例如钢在冶炼过程中会产生钢渣。钢渣是由钙、硅、硫、碳等元素构成，它的比重比钢水小很多，浮在钢水上面。钢渣的厚度一般在5厘米至20厘米，它的温度要比钢水低200°C至350°C左右。这是钢水红外测温的最大障碍。另外，冶炼过程中产生烟雾、粉尘等，它们的随机起伏严重干扰了红外辐射的传播。因而，现有红外测温方法的测温误差都在几十度甚至上百度的范围内，完全不符合技术发展的需要。
发明内容
本发明的目的为了克服上述现有技术中存在的问题，提供一种红外测温方法和红外测温系统，它们能够对需要透过窗口进行测温或需要透过表面覆盖层进行测温的辐射物体进行准确测温。根据本发明一方面，提供一种红外测温方法，包括如下步骤(I)在实际测得被测物的温度为t时，利用自动可变双波长红外检测装置测得被测物的辐射强度E1 U p t)和E2 U 2，t)，其中，E1 ( X p t)是对应波长\ ,时被测物的辐射强度，E2 U 2，t)是对应波长\ 2时被测物的辐射强度；(2)将测得的 E1 (入 p t)，E2U2, t)代入
权利要求
1.一种红外测温方法，包括如下步骤 (1)在实际测得被测物的温度为t时，利用自动可变双波长红外检测装置测得被测物的辐射强度E1 Upt)是对应波长λ 1时被测物的辐射强度，E2(A2jt)是对应波长λ 2时被测物的辐射强度； (2)将测得
2.如权利要求I所述的红外测温方法，其特征在于，所述红外测温方法用于对需要透过窗口进行测温的被测物进行测温。
3.如权利要求I所述的红外测温方法，其特征在于，所述红外测温方法用于对需要透过表面覆盖层进行测温的被测物进行测温。
4.如权利要求3所述的红外测温方法，其特征在于，所述红外测温方法还包括利用激光相位法对所述表面覆盖层的厚度进行测量，以所述表面覆盖层的厚度对被测物温度的实际影响对获得的被测物温度进行修正。
5.如权利要求3所述的红外测温方法，其特征在于，所述红外测温方法还包括对测温过程进行验证的步骤(5)，以确定被测物的辐射强度与被测物温度之间的对应关系曲线是否发生变化。
6.如权利要求5所述的红外测温方法，其特征在于，所述对测温过程进行验证的步骤(5)包括 (5-1)通过与所述被测物类似的方式，获得所述给定波长下所述被测物的表面覆盖层的辐射强度与所述表面覆盖层的温度之间的对应关系曲线； (5-2)实际测量所述表面覆盖层的温度； (5-3)如果实际测量的所述表面覆盖层的温度与在步骤(5-1)中获得的所述表面覆盖层的绝对温度的差值在误差范围内，在步骤(4)中获得的所述被测物的温度代表了所述被测物的实际温度；以及 (5-4)如果实际测量的所述表面覆盖层的温度与在步骤(5-1)中获得的所述表面覆盖层的绝对温度的差值超出误差范围，在步骤(4)中获得的所述被测物的温度不能代表所述被测物的实际温度，因而重复上述(1)-(4)的步骤，重新获得在所述给定波长下所述被测物的辐射强度与所述被测物温度之间的对应关系曲线，并且基于重新获得的曲线得到被测物的温度。
7.如权利要求3-6任一所述的红外测温方法，其特征在于，所述需要透过表面覆盖层进行测温的被测物是钢水，所述表面覆盖层是位于钢水表面的钢渣。
8.一种红外测温方法，包括如下步骤(1)在实际测得被测物的温度为t时，利用自动可变双波长红外检测装置测得被测物的辐射强度E1 Upt)是对应波长λ 1时被测物的辐射强度，E2(A2jt)是对应波长λ 2时被测物的辐射强度； (2)将测得WE1UpthE2Uyt)代入
9.如权利要求8所述的红外测温方法，其特征在于，所述红外测温方法用于对需要透过窗口进行测温的被测物进行测温。
10.如权利要求8所述的红外测温方法，其特征在于，所述红外测温方法用于对需要透过表面覆盖层进行测温的被测物进行测温。
11.如权利要求10所述的红外测温方法，其特征在于，所述红外测温方法还包括利用激光相位法对所述表面覆盖层的厚度进行测量，以所述表面覆盖层的厚度对被测物温度的实际影响对获得的被测物温度进行修正。
12.如权利要求10所述的红外测温方法，其特征在于，所述红外测温方法还包括对测温过程进行验证的步骤(5)，以确定被测物的辐射强度与被测物温度之间的对应关系曲线是否发生变化。
13.如权利要求12所述的红外测温方法，其特征在于，所述对测温过程进行验证的步骤(5)包括 (5-1)通过与所述被测物类似的方式，获得所述给定双波长中的一个波长下所述被测物的表面覆盖层的辐射强度与所述表面覆盖层的温度之间的对应关系曲线； (5-2)实际测量所述表面覆盖层的温度； (5-3)如果实际测量的所述表面覆盖层的温度与在步骤(5-1)中获得的所述表面覆盖层的绝对温度的差值在误差范围内，在步骤(4)中获得的所述被测物的温度代表了所述被测物的实际温度；以及 (5-4)如果实际测量的所述表面覆盖层的温度与在步骤(5-1)中获得的所述表面覆盖层的绝对温度的差值超出误差范围，在步骤(4)中获得的所述被测物的温度不能代表所述被测物的实际温度，因而重复上述(1)-(4)的步骤，重新获得在所述给定双波长下被测物的辐射强度之比与被测物温度之间的对应关系曲线，并且基于重新获得的曲线得到被测物的温度。
14.如权利要求10-13任一所述的红外测温方法，其特征在于，所述需要透过表面覆盖层进行测温的被测物是钢水，所述表面覆盖层是位于钢水表面的钢渣。
15.一种用于实施如权利要求1-14任一所述红外测温方法的红外测温系统，所述红外测温系统包括 用于测量被测物的辐射强度的双波长红外检测装置； 用于对所述双波长红外检测装置检测的结果以及实际测量的温度进行计算和处理的计算和处理单元；以及 用于显示测量结果的显示单元。
全文摘要
一种红外测温方法，包括如下步骤(1)在实际测得被测物的温度为t时，利用自动可变双波长红外检测装置测得被测物的辐射强度E1(λ1，t)和E2(λ2，t)，其中，E1(λ1，t)是对应波长λ1时被测物的辐射强度，E2(λ2，t)是对应波长λ2时被测物的辐射强度；(2)将测得的E1(λ1，t)，E2(λ2，t)代入和的公式中，并解出α，δ系数的值，其中，α，δ是随被测物的材料成分、温度以及测量波长而变的系数；(3)将解出的系数α，δ的值代回被测物辐射强度公式E(λ，t)＝αλ-5(eδ/λt-1)-1中，得到在给定波长下被测物的辐射强度与被测物温度之间的对应关系曲线；以及(4)利用自动可变双波长红外检测装置在给定波长下测得被测物的辐射强度，并且基于在给定波长下被测物的辐射强度与被测物温度之间的对应关系曲线得到被测物的温度。根据本发明的红外测温方法可以对被测物的温度进行准确测量。
文档编号G01J5/00GK102620833SQ201110036109
公开日2012年8月1日 申请日期2011年2月1日 优先权日2011年2月1日
发明者徐浩桐, 田乃良 申请人:徐光宇, 田乃良
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