千野(CHINO)光纖式紅外線紅外溫度儀(以下簡稱“本儀器")是由株式會社千野在累積七十余年輻射測溫經(jīng)驗基礎上,面向現(xiàn)代工業(yè)高溫、強電磁、防爆及空間受限等復雜工況而研制的非接觸式溫度測量系統(tǒng)。其產(chǎn)品架構、技術特征與應用規(guī)范,可系統(tǒng)闡述如下:
一、產(chǎn)品定義與系列歸屬
本儀器屬于千野 IR-FA 系列“光纖透射式輻射溫度計"(Fiber Optic Radiation Thermometer)。它通過前端小型光學探頭(φ10 mm 左右)采集被測對象在 0.85 μm~1.55 μm 波段內(nèi)的紅外輻射能量,經(jīng)低損耗石英光纖傳導至主機內(nèi)的光電檢測元件(Si 或 InGaAs)完成光電轉(zhuǎn)換、線性化及溫度計算,最終以模擬量、數(shù)字量或現(xiàn)場總線形式對外輸出實測溫度值。
依據(jù)檢測元件及波長的不同,IR-FA 系列細分為:
• IR-FAS:400 ℃~3000 ℃,Si 元件,0.9 μm,響應 10 ms;
• IR-FAI:150 ℃~1600 ℃,InGaAs 元件,1.55 μm,響應 10 ms;
• IR-FAQ:300 ℃~3000 ℃,Si/InGaAs 復合,0.85–1.55 μm,響應 40 ms。
二、核心架構與工作原理
光學探頭:采用耐溫 150 ℃ 的不銹鋼外殼,內(nèi)置微型透鏡組,數(shù)值孔徑經(jīng)優(yōu)化以兼顧集光效率與景深;可選激光瞄準附件,實現(xiàn)測量點可視化。
光纖組件:使用多模石英光纖,標準長度 3 m(可擴展至 20 m),護套為金屬波紋管或 PTFE 編織層,具備耐彎折、耐腐蝕及 EMI 免疫特性。
主機單元:盒式結構,內(nèi)部包含帶溫控的檢測器、24-bit ADC、DSP 及通信接口。主機環(huán)境工作溫度 0~50 ℃,通過空氣自然對流或附加散熱片即可長期穩(wěn)定運行。
信號處理:采用“金屬-碳共晶定點溯源"算法,對探測器非線性、發(fā)射率變化及光纖衰減進行實時補償,保證全量程準確度 ≤ ±0.5 %·rdg 或 ±2 ℃(取大者)
三、技術特點
無需水冷:光纖及探頭在 150 ℃ 環(huán)境可直接連續(xù)工作,省去傳統(tǒng)紅外測溫必須配置的水冷套或渦流制冷器,顯著降低系統(tǒng)復雜度與能耗。
電磁免疫與防爆:光纖為非導電介質(zhì),可在高頻感應加熱、強磁場或 Zone2 防爆區(qū)安全使用;主機可置于安全區(qū),滿足 IECEx 及 ATEX 認證要求。
狹小空間適應性:探頭外徑最小可達 φ6 mm,配合柔性光纖,可深入爐壁小孔、晶體生長腔體或拉絲模內(nèi)部進行精準測溫。
高速響應:最快響應時間 10 ms,滿足快速熱處理、激光焊接、粉末燒結等瞬態(tài)過程的溫度閉環(huán)控制需求。
多輸出接口:標配 4–20 mA / 0–10 V 模擬量、RS-485(Modbus-RTU)及 Ethernet(Modbus-TCP),可無縫接入 DCS、PLC 或 MES 系統(tǒng)。
四、典型應用領域
• 鋼鐵冶金:高爐風口、連鑄坯表面、熱軋帶鋼;
• 有色金屬:鋁電解槽、銅冶煉爐、鈦合金真空熔煉;
• 半導體與光伏:Czochralski 單晶爐、MOCVD 反應腔、PECVD 石墨舟;
• 玻璃與陶瓷:浮法錫槽、鋼化爐、光纖預制棒拉絲;
• 科研實驗:等離子體、激光材料加工、燃燒診斷。
五、安裝與使用規(guī)范
瞄準:利用激光瞄準附件或取景器,使探頭光軸垂直于被測表面;若無法垂直,需按 cosθ 修正發(fā)射率設置。
發(fā)射率設定:儀器支持 0.10~1.00 可調(diào),可通過現(xiàn)場比對(接觸式或金點法)標定,亦可調(diào)用內(nèi)置材料數(shù)據(jù)庫。
光纖布線:彎曲半徑 ≥ 50 mm,避免銳角彎折;穿越高溫區(qū)時需外加陶瓷纖維套管。
維護:探頭窗口每月用無水乙醇擦拭一次;主機濾網(wǎng)半年清潔一次;校準周期建議 12 個月一次,可在千野授權實驗室完成。
六、符合標準與質(zhì)量保證
本儀器設計、制造及檢驗符合以下標準:
• IEC 60529 IP65(主機);
• IEC 61326-1 EMC 工業(yè)級;
• IECEx Ex ia IIC T4 Ga(防爆型);
• JJG 856-2015《工作用輻射溫度計》國家計量檢定規(guī)程。
千野通過 ISO 9001 與 ISO/IEC 17025 質(zhì)量管理體系,對每臺儀器實施溫漂、長期穩(wěn)定性及沖擊振動測試,出廠附帶可追溯至國家基準的校準證書。
綜上所述,千野光纖式紅外線紅外溫度儀通過“前端光學探頭—石英光纖—主機信號處理"的模塊化設計,實現(xiàn)了在高溫、強電磁干擾、防爆及空間受限等環(huán)境下的高精度、高響應、免維護的非接觸溫度測量,是現(xiàn)代工業(yè)過程控制與科研實驗溫度監(jiān)測的理想解決方案。