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光纤高温测量的研究
资料介绍
目前,在炼钢、炼铁的行业中,钢水或铁液的温度是决定炼钢或炼铁的重要参数之一.目前世界上广泛采用的是消耗性热电偶来测量该温度,这种技术在世界上已经十分的成熟,测量的精度也十分理想.但是,用消耗型热电偶测温也存在着如下几个问题:(1)测温探头为一次性,测温费用较高.每年在这一测量成本的方面就花费几十甚至几百万元人民币.(2)每次测量后必须更换探头,难以实现自动化.(3)不能连续的高频率测温.现在,开发的消耗型光纤高温计是一种全新的测量熔融金属温度的方法.它的测温精度与消耗型热电偶相同,完全可以取代目前使用的消耗型热电偶测温的方法.该文详细的阐述了辐射测温的基本原理,其中包括有辐射的基本理论和黑体辐射定律.这里面最为重要的是普朗克定律和维恩位移定律,也正是这两个十分重要的辐射定律成为了该课题的基本理论和最初依据.文中详细的叙述了消耗型光纤高温计的理论以及应用.根据普朗克定律和维恩位移定律推导出了比色测温的理论公式,并分析了该方法的优点:该系统能大大降低发射率对测温结果的影响,在最佳条件下,该影响可降至零.并在文中分类介绍了几种光电比色温度计.消耗型光纤高温计的设计方案共分为三大部分:高温探头的设计研究、光电转换和电信号的放大、信号的处理以及显示.具体的步骤是先将消耗型光纤插入熔融金属提取光信号,在将光信号转换为电信号并作放大,放大后的信号经过采样滤波等处理后经单片机进行显示,得到钢水内部的真实温度.鉴于目前普遍采用的热电偶测量钢水的温度,在技术上比较成熟,对该系统有很大的参考作用,故该文也给出了一例热电偶测温的实例,与该系统作了对比,其对比的结果在文中给出.总之,消耗型光纤高温计可以克服许多测温方法上的缺点,其测温精度与消耗型热电偶相同,测温费用也可大幅降低,具有良好的性价比.该系统不仅在炼钢和炼铁的行业大有前景,而且有望向铸造和汽车领域进军.
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