紅外測溫儀一體式WFD-600D-II

一、概述

    WFD-600D-II型紅外測溫儀是一種智能化高精度非接觸式數字顯示測溫儀表。它利用被測物體的紅外輻射能量來確定物體的溫度。測量距離與被測目標的大小成正比。測量范圍劃分幾個溫度段。儀表顯示讀數直觀，性能穩定、響應速度快、操作簡單，安裝與調整方便。集光學、機械、微機和電子技術于一體，是**的非接觸式測溫儀。

    WFD-600D-II型紅外測溫儀可廣泛應用于冶金、機械、陶瓷、玻璃等行業。適用于爐窯、加熱爐、鋼坯、鋼材、鋼包（中間包）等場合生產過程中的溫度測量，具有響應速度快和非接觸式測量等優點。

二、主要特點

1．采用透射式固定焦距光學系統。

2．紅外測溫探頭自身耐環境溫度達90℃，這就大大延長了使用壽命。

3．具有實時值、平均值、峰值和自動環境溫度補償。

4．電路采用8位單片機89C52芯片作中央處理器，并采用CMOS電路，使整機工作電流小并工作穩定可靠。

5．紅外測溫系統結構簡單，設計成一體結構，安裝調試方便。

6．測溫探頭帶有氣源冷卻裝置，減少物鏡灰塵，保證測量精度。

7．紅外探頭有安裝支架和底座固定，支架可45°角調整范圍。

8．紅外測溫探頭工作在短波段，對窗口污染有較好的適應性，窗口透過率降低36%，測溫示值僅降低4%。

三、技術指標

1．測量范圍：0~1000℃（根據現場情況，結合用戶需要確定測量范圍）

2．標定精度：±0.5%±1℃（測量溫度的上限）（黑體標定）

3．距離系數：L/D=50    L—探頭到目標距離，D—測斑直徑

4．響應時間：1秒（根據現場條件可調整）

5．工作波段：8~14μm

6．發射率：0.0~1.0（連續可調）

7．溫度分辨率：1℃

8．顯示值：4位LED發光數碼管顯示。

9．使用環境：見表一

表一   使用環境參數

10．供電電源：24VDC供電

11．重    量：探頭3Kg

四、工作原理與結構特征

1．輻射測溫原理：

根據普郎克公式，溫度為T（K）的物體所輻射的波長為λ的輻射能量：

式中：W_（λT）—為黑體單位面積在溫度T時，在λ波長處的輻射能量，^W/m².μm。

         ε_（λT）—物體的發射率。

          C₁ —**輻射常數   C₁=3.7418×10^-16 W.m²。

          C₂ —第二輻射常數   C₂ =1.4388×10^-2 m.K。

          λ—波長、μm

          T —熱力學溫度K   （T=273.15+t，t為攝氏溫度值）

    本儀表選用光電探測器件，它的λ=1.0--1.7μm，所得到輻射功率為： 因此，在一定條件下測得被測目標的輻射能量，就可以求得被測目標的溫度。ε_（λT）為發射率，它是波長、溫度、物體種類、表面狀態等諸因素的復雜函數。儀表通常由ε_（λT）=1的黑體爐標準裝置標定，在測量具體對象溫度時，用修正發射率辦法，減少測量誤差。

常用材料發射率詳見表二，供用戶參考。

表二   常用材料發射率

2．信號處理方框圖：（見圖一）

圖一   信號處理方框圖

    被測目標的輻射能量透過物鏡會聚到探測器件（光電器件）靈敏面上。探測器件將入射的光信號轉化為電信號，其輸出被前置放大電路放大。經中央處理器處理后溫度值送入顯示窗口顯示，同時輸出4-20mA信號。

2．紅外探測系統部分

1）   紅外探測器外形見圖一。

圖一紅外探測器外形圖

2）紅外測溫儀結構外形見圖二。

圖二紅外測溫儀外形結構

3）測量時將紅外測溫儀對準被測目標中心，即保證被測目標充滿現場。

4）探測器中裝有接收紅外輻射的探測器件，同時裝有溫度補償電路，對環境溫度影響進行補償。

5）紅外探測系統外形尺寸見圖三

圖三   探測系統尺寸圖

五、安裝和調試

1．安裝方式

    紅外測溫系統由紅外探測器，冷卻裝置和信號電纜組成，結構簡單，安裝維護方便。安裝方式及接線圖見圖四：

        圖四紅外測溫儀安裝接線圖

2．探測系統的安裝

    探測器下部有安裝支架，可以調節高低、方位角和俯仰角，非常容易尋找被測目標，當找到被測目標后有緊固螺栓給予固定，底盤上有四個固定孔，將探測器牢固地固定在支架、支板上。

由于輻射溫度計采用的是一種遠距離非接觸式測溫方式，因此受環境因素影響比較大。具體應注意以下幾點：

l安裝距離

    因輻射溫度計的安裝距離對測量精度有直接影響，所以安裝時，在條件允許的情況下應力求使安裝點盡量靠近被測目標，以能保證被測目標能夠充滿視場，從而保證測量精度。

l安裝環境

    安裝位置的周圍環境對測量是否成功起著至關重要的作用。安裝位置的環境應滿足以下條件：

首先，周圍應沒有振動、電磁等其它干擾，并避免外輻射及雜散光進入探頭；

其次，環境溫度也十分重要，它直接關系到儀表是否能夠正常工作。環溫應適宜，不能過高或過低，如位置較難改變應考慮增加水冷和風冷，以給儀表降溫；

其它值得注意的地方有潮氣、煙塵、電源走線等。

l尋找觀測點

    觀測點應盡量選在被測物位置變化小、比較固定的位置，觀測點附近應盡量少氧化物層或表面情況均勻，這樣可以保證測量數據穩定、變化小。

l選位安裝

    根據以上條件選好位置后就可安裝，安裝點應穩定，同時周圍有大點空間，以利于調整視野。

注：被測物有左右擺動時應保證水平安裝；上下擺動時垂直安裝。

儀表出廠時探測器和支架連成一體供貨，用戶按底盤尺寸在支架、支板上開4孔Ф10，用M8螺栓、螺母固定即可。

支架、支板高度由用戶根據被測目標制作定位，它的剛性以不允許探測器有擺動為度。

探測器光學系統光軸與被測目標法線之間夾角≤45°，如果大于45°時，發射率明顯

減小，如圖五所示：

圖五   發射率隨角度的變化

    探測器與被測目標的距離應保證被測目標充滿視場。

    探測器應安裝在現場條件符合本儀表技術指標要求的位置，當超過技術指標時，應在吹掃器輸入咀通入0.17~0.2MPa氣源，保持鏡筒內為正氣壓，避免外界灰塵沉積在物鏡上，在有熱輻射與傳導熱源場合，應接水管冷卻，在進、出水口接上0.1MP水源，使探測器不受外界影響而能正常檢測。

3．調試

探測器的距離系數決定測量距離（見圖六）

圖六   距離系數和測量直徑示意圖

移動紅外探測頭，對準被測目標。再**調整測溫探頭，將激光瞄準器打開并插入探頭前筒，將紅色激光點對準被測目標中心的位置。調整好后固定底座及各個緊固螺釘。

根據被測目標物體直徑和距離系數公式，很方便計算出測量距離，只要在測量距離范圍之內均可進行測量溫度。

六、測溫探頭使用方法

1、窗口顯示

顯示窗口為4位高亮數碼管實時顯示溫度值，見圖一。

按鍵定義：

2、操作說明：

按下mode鍵開機。

“+”鍵和“-”鍵同時按下可切換三種工作狀態。

（1）d狀態：有兩個參數d001和d002。

     d001：顯示當前溫度值。

     d002：輻射系數（可修改），按“+”鍵和“-”鍵增加或減小輻射系數值，按mode鍵切換同時新輻射系數存入測溫儀。

     d003：未定義。

（2）E狀態，4位數碼顯示當前各個測量、計算的值，用mode鍵切換。

     分別有：

    E001---ad-buf AD轉換后的值

    E002---用于測溫的值

    E003---輸出mA值

    E004---器件溫度

    E005---目標溫度值

    E006---環溫值

（3）F狀態，可修改F001---F250所有參數，修改方法：按“+”鍵和“-”鍵修改到目標值后，用mode鍵切換到下一個參數同時存入測溫儀。

    F001---標準表值1

    F002---被測表值1

    F003---標準表值2

    F004---被測表值2

    F005---環溫修正加、減值

    F006---目標溫度修正加、減值

    F007---目標溫度上限值-對應20ma

    F008---目標溫度下限值-對應4ma

    F009---標定溫度

    F010---輻射系數

    F011---1mv對應值

    F012---配置字—目前用到末8位

        F012=a ×128 + b ×64 + c ×32 + d ×16 + e ×8 + f ×4 + g ×2 + h

                其中a、b、c、d為溫度數據處理參數，有三組選擇：

a    b   c   d    只有下面三組取值，不能出錯！！！

1)      1    0   0   0   -------取溫度**值(F014個溫度里的)。

2)      0    0   1   0   -------取溫度算數平均值(F014個溫度)

3)      0    0   0   0   -------溫度直接輸出

e = 0--- 攝氏溫度，= 1----華氏溫度

f = 0--- 溫度不整定，=1----整定

g=0、h=0 都取0。

根據需要確定a、c、e、f的值，b、d、g、h都取0。把參數代入F012計算公式，把計算出的F012值寫入測溫儀。

            F013 ---ad平均的寬度（<24），就是做ad采樣平均值的采樣數目---默認=4。

            F014 --- 數據的寬度(<24)，求平均值或**值時溫度的采樣數目---默認=8。

            F015 --- 標定點數(<64)。

            F016 --- 未定義

            F017---F144為標定數據：

             信號值，       對應溫度

（F017---信號值，   F018---溫度值）-----   **低溫

（F019---信號值，   F020---溫度值）

。。。 。。。

（F143---信號值，   F144---溫度值）----- **溫度

F145----F176為環溫補償參數：

信號值，     對應補償系數

（F145---信號值，   F146---參數值）------ 低溫點

（F147---信號值   ，   F148---參數值）

。。。 。。。

（F175---信號值，   F176---參數值）----- 高溫點

F177----F240   溫度整定參數。

         測量溫度，        標準溫度

（F177---溫度值，   F178---溫度值）------   低溫點

（F179---溫度值，    F180---溫度值）

。。。 。。。

（F239---溫度值，   F240---溫度值）-------   高溫點

七、檢定方法

1．系統所用的WFD-500D-Ⅰ系列紅外測溫儀必須按檢定規程JJG415-86進行檢定。

2．按儀表要求精度檢定。

3．將探頭對準黑體爐內物體靶標，達到調試規定要求。

4．按儀表使用方法檢查發射率應在“1.00”值，不在“1.00”時應按使用方法修正到“1.00”值，檢定合格后，再恢復到用戶原設定的修正值。

5．按儀表技術要求溫度段范圍，從下限值、中間值、上限值進行檢定。

6．按檢定規范要求，在測量溫度段上行、下行、各標定一次，按測量值與標準值即可計算儀表的誤差值。

7．根據誤差值，在儀表精度范圍之內即為“合格”。

八、維護

1．測溫儀在使用和搬運過程中，應注意防潮、防止強烈沖擊和振動。

2．測溫儀出廠已標好，請用戶不要更改設定值。

3．防止電纜靠近高溫區，以防損壞。每月檢查一次線纜和接頭。

4．定期觀察瞄準位置，如有偏離須重新調整。

5．窗口變臟時，用酒精棉擦洗物鏡。

6．勿將紅外探頭直瞄太陽，以防燒器件。

7．為保證正常使用，請勿隨意拆探測器。

九、常見故障及排除方法

表二   常見故障及排除方法

十、售后服務

我公司生產的紅外測溫儀，售出后保修一年，一年內設備自身出現問題，免費更換各種元件。一年后更換元件只收成本費。我公司提供終身技術服務，常年提供備品、備件。

十一、訂貨須知

    歡迎廣大用戶來訂購我公司紅外測溫儀，敬請提供技術參數：

1．測量范圍溫度段

2．環境要求

3．選擇件

4．其它要求

十二、裝箱清單

1．WFD-500D-Ⅰ紅外探測器               1臺

2．冷卻風罩                            1臺

3．安裝底座                            1套

4．安裝附件                            1套

5．信號電纜                            1根

6. 說明書                              1本

7．產品合格證                          1張