千野(CHINO)光纤式红外线红外温度仪(以下简称“本仪器”)是由株式会社千野在累积七十余年辐射测温经验基础上,面向现代工业高温、强电磁、防爆及空间受限等复杂工况而研制的非接触式温度测量系统。其产品架构、技术特征与应用规范,可系统阐述如下:
一、产品定义与系列归属
本仪器属于千野 IR-FA 系列“光纤透射式辐射温度计”(Fiber Optic Radiation Thermometer)。它通过前端小型光学探头(φ10 mm 左右)采集被测对象在 0.85 μm~1.55 μm 波段内的红外辐射能量,经低损耗石英光纤传导至主机内的光电检测元件(Si 或 InGaAs)完成光电转换、线性化及温度计算,最终以模拟量、数字量或现场总线形式对外输出实测温度值。
依据检测元件及波长的不同,IR-FA 系列细分为:
• IR-FAS:400 ℃~3000 ℃,Si 元件,0.9 μm,响应 10 ms;
• IR-FAI:150 ℃~1600 ℃,InGaAs 元件,1.55 μm,响应 10 ms;
• IR-FAQ:300 ℃~3000 ℃,Si/InGaAs 复合,0.85–1.55 μm,响应 40 ms。
本仪器属于千野 IR-FA 系列“光纤透射式辐射温度计”(Fiber Optic Radiation Thermometer)。它通过前端小型光学探头(φ10 mm 左右)采集被测对象在 0.85 μm~1.55 μm 波段内的红外辐射能量,经低损耗石英光纤传导至主机内的光电检测元件(Si 或 InGaAs)完成光电转换、线性化及温度计算,最终以模拟量、数字量或现场总线形式对外输出实测温度值。
依据检测元件及波长的不同,IR-FA 系列细分为:
• IR-FAS:400 ℃~3000 ℃,Si 元件,0.9 μm,响应 10 ms;
• IR-FAI:150 ℃~1600 ℃,InGaAs 元件,1.55 μm,响应 10 ms;
• IR-FAQ:300 ℃~3000 ℃,Si/InGaAs 复合,0.85–1.55 μm,响应 40 ms。
二、核心架构与工作原理
- 光学探头:采用耐温 150 ℃ 的不锈钢外壳,内置微型透镜组,数值孔径经优化以兼顾集光效率与景深;可选激光瞄准附件,实现测量点可视化。
- 光纤组件:使用多模石英光纤,标准长度 3 m(可扩展至 20 m),护套为金属波纹管或 PTFE 编织层,具备耐弯折、耐腐蚀及 EMI 免疫特性。
- 主机单元:盒式结构,内部包含带温控的检测器、24-bit ADC、DSP 及通信接口。主机环境工作温度 0~50 ℃,通过空气自然对流或附加散热片即可长期稳定运行。
- 信号处理:采用“金属-碳共晶定点溯源”算法,对探测器非线性、发射率变化及光纤衰减进行实时补偿,保证全量程准确度 ≤ ±0.5 %·rdg 或 ±2 ℃(取大者)
三、技术特点
- 无需水冷:光纤及探头在 150 ℃ 环境可直接连续工作,省去传统红外测温必须配置的水冷套或涡流制冷器,显著降低系统复杂度与能耗。
- 电磁免疫与防爆:光纤为非导电介质,可在高频感应加热、强磁场或 Zone2 防爆区安全使用;主机可置于安全区,满足 IECEx 及 ATEX 认证要求。
- 狭小空间适应性:探头外径最小可达 φ6 mm,配合柔性光纤,可深入炉壁小孔、晶体生长腔体或拉丝模内部进行精准测温。
- 高速响应:最快响应时间 10 ms,满足快速热处理、激光焊接、粉末烧结等瞬态过程的温度闭环控制需求。
- 多输出接口:标配 4–20 mA / 0–10 V 模拟量、RS-485(Modbus-RTU)及 Ethernet(Modbus-TCP),可无缝接入 DCS、PLC 或 MES 系统。
四、典型应用领域
• 钢铁冶金:高炉风口、连铸坯表面、热轧带钢;
• 有色金属:铝电解槽、铜冶炼炉、钛合金真空熔炼;
• 半导体与光伏:Czochralski 单晶炉、MOCVD 反应腔、PECVD 石墨舟;
• 玻璃与陶瓷:浮法锡槽、钢化炉、光纤预制棒拉丝;
• 科研实验:等离子体、激光材料加工、燃烧诊断。
• 钢铁冶金:高炉风口、连铸坯表面、热轧带钢;
• 有色金属:铝电解槽、铜冶炼炉、钛合金真空熔炼;
• 半导体与光伏:Czochralski 单晶炉、MOCVD 反应腔、PECVD 石墨舟;
• 玻璃与陶瓷:浮法锡槽、钢化炉、光纤预制棒拉丝;
• 科研实验:等离子体、激光材料加工、燃烧诊断。
五、安装与使用规范
- 瞄准:利用激光瞄准附件或取景器,使探头光轴垂直于被测表面;若无法垂直,需按 cosθ 修正发射率设置。
- 发射率设定:仪器支持 0.10~1.00 可调,可通过现场比对(接触式或金点法)标定,亦可调用内置材料数据库。
- 光纤布线:弯曲半径 ≥ 50 mm,避免锐角弯折;穿越高温区时需外加陶瓷纤维套管。
- 维护:探头窗口每月用无水乙醇擦拭一次;主机滤网半年清洁一次;校准周期建议 12 个月一次,可在千野授权实验室完成。
六、符合标准与质量保证
本仪器设计、制造及检验符合以下标准:
• IEC 60529 IP65(主机);
• IEC 61326-1 EMC 工业级;
• IECEx Ex ia IIC T4 Ga(防爆型);
• JJG 856-2015《工作用辐射温度计》国家计量检定规程。
千野通过 ISO 9001 与 ISO/IEC 17025 质量管理体系,对每台仪器实施温漂、长期稳定性及冲击振动测试,出厂附带可追溯至国家基准的校准证书。
本仪器设计、制造及检验符合以下标准:
• IEC 60529 IP65(主机);
• IEC 61326-1 EMC 工业级;
• IECEx Ex ia IIC T4 Ga(防爆型);
• JJG 856-2015《工作用辐射温度计》国家计量检定规程。
千野通过 ISO 9001 与 ISO/IEC 17025 质量管理体系,对每台仪器实施温漂、长期稳定性及冲击振动测试,出厂附带可追溯至国家基准的校准证书。
综上所述,千野光纤式红外线红外温度仪通过“前端光学探头—石英光纤—主机信号处理”的模块化设计,实现了在高温、强电磁干扰、防爆及空间受限等环境下的高精度、高响应、免维护的非接触温度测量,是现代工业过程控制与科研实验温度监测的理想解决方案。
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