两件式红外测温仪(分体式红外测温仪)|恶劣工况分体测温系统选型、安装与应用技术探讨(2189 字)一、行业背景与技术现状
在很多工业现场,测温探头安装位置环境温度高,或者空间狭小、振动强烈,测温传感器本体无法直接放置在现场高温区域;或者需要将信号处理、显示操作单元放置在远离高温、粉尘、辐射的安全控制室,此时一体式红外测温仪难以满足安装需求,两件式红外测温仪,也常被称为分体式红外测温仪,应运而生。
两件式红外测温仪分为测温探头(光学传感头)与信号处理显示单元两个独立部分,两者之间通过专用线缆连接。传感头体积小巧,耐高温、耐恶劣环境,可安装在炉膛、轧钢线、铸造浇铸区等高温强辐射区域;信号处理主机放置在环境友好的控制室、操作柜内,负责参数设置、温度计算、数据显示、信号输出。
一体式测温仪的电路板、显示屏全部集成在传感器壳体,无法承受过高环境温度,而分体式将光学探测部分与电子电路分离,解决了高温安装位置的电子元件过热问题。红加科技两件式红外测温产品,传感头结构紧凑,可配套水冷吹扫组件,信号主机安装于远离现场的控制柜,广泛应用冶金、窑炉、热处理、玻璃等高温工况。很多采购人员容易混淆分体式与一体式产品的适用边界,在高温现场选用一体式设备,造成电路板过热损坏,项目返工。
二、两件式红外测温仪工作原理
两件式红外测温仪的测温物理过程,和普通红外测温仪一致,依靠光学镜头采集被测目标红外辐射,由光电探测器转换光信号。核心区别在于硬件结构拆分:
1. 传感头(探测端):只包含光学镜头、红外探测器,不集成复杂运算电路、显示屏。体积小,结构简化,外壳耐高温,可搭配水冷套、空气吹扫保护窗口,承受现场高温、粉尘飞溅。传感头采集到的原始微弱信号,通过专用屏蔽线缆传输至远端信号处理主机。
2. 信号处理主机(显示单元):接收传感头传来的原始信号,完成放大、滤波、发射率补偿、环境温度补偿运算,计算出温度数值,本地屏幕显示温度,同时输出模拟量、RS485 数字信号对接工控系统,在主机端完成参数设置,例如发射率、报警阈值、响应时间等。
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> 关键要点:传感头与主机之间的连接线缆是专用屏蔽线缆,线缆长度存在上限,线缆过长会造成信号衰减,引入干扰,采购选型时必须确认允许的最大线缆长度。线缆不能随意替换为普通电线。
三、核心技术指标深度解读
1. 传感头测温量程与光谱波段:传感头承担红外辐射采集,波段根据被测材质选择,高温金属选用短波传感头,非金属选用长波。量程分段标定。
2. 传感头环境耐温:传感头本体可以承受的环境温度,区别于被测物体温度。例如传感头环境耐温 80℃,当现场环境超过该数值,必须配套水冷组件。
3. 距离系数 D:S:指标集中在传感头光学镜头,核算安装距离与被测工件光斑匹配关系。
4. 线缆规格与最大传输距离:专用屏蔽信号线缆,不同型号允许传输距离不同,部分型号最长可达数十米。距离超过上限,信号衰减,容易引入电磁干扰,造成读数漂移。
5. 信号处理主机功能:发射率调节、高低温报警、温度显示、峰值保持、数据记录;输出接口:4-20mA,RS485 Modbus。
6. 防护等级:传感头安装在车间现场,防护等级一般 IP65;主机放置控制柜,防护等级可相对低。
7. 抗电磁干扰能力:冶金、感应加热现场强电磁环境,传感头和线缆需要具备抗 EMC 电磁干扰能力,避免变频器、大功率感应电源带来信号干扰。
四、现场普遍痛点
痛点 1:选型忽略线缆最大传输距离,现场安装线缆超过允许长度,信号衰减,温度读数波动大。
痛点 2:使用普通非屏蔽线缆替代原厂专用信号线,引入电磁干扰,数据不稳定。
痛点 3:传感头安装环境温度过高,没有配套水冷,传感头窗口、内部元件老化加速,寿命缩短。
痛点 4:分不清传感头耐环境温度和被测目标温度,误把传感头暴露在超温环境,造成设备损坏。
痛点 5:参数设置操作在主机端,现场调试不方便,没有预留调试窗口,现场排查故障难度大。
痛点 6:分体系统校准容易被忽略,很多用户只校准传感头,忽略线缆、主机带来的系统误差,整套系统计量不准。
五、采购选型评估维度
1. 现场安装条件:测温点环境温度、粉尘、飞溅、振动,判断传感头是否需要水冷、空气吹扫。
2. 安装距离:传感头到信号主机的布线距离,确认设备允许最大线缆长度,预留布线余量。
3. 被测对象:材质、温度区间、工件尺寸,确定传感头光谱波段、距离系数、测温量程。
4. 电磁环境:现场有无大功率变频器、感应加热设备,评估 EMC 抗干扰性能。
5. 系统输出需求:是否需要 4-20mA 模拟量,RS485 组网,报警继电器输出。
6. 安装空间:传感头安装位置空间狭小程度,确认传感头外形尺寸。
7. 供应商配套:原厂线缆、接头,现场布线指导,整套系统的计量校准方案。
8. 维护便利性:后期检修、窗口清洁是否方便。
六、典型行业应用场景
1. 冶金轧钢、钢坯测温:传感头安装在轧机高温区域,主机放置中控室。
2. 热处理感应加热:感应线圈周边强高温强电磁环境,传感头靠近工件,主机远离热源。
3. 窑炉行业:窑炉外壁、窑内物料测温,炉体周边环境温度高,分体式结构保护电子电路。
4. 铸造浇铸:铁水、钢水浇铸工位,高温飞溅区域,传感头安装在浇铸工位,主机放置控制室。
5. 玻璃加工:玻璃熔融、退火工段,高温炉体周边测温。
七、维护校准要点
传感头光学窗口定期吹扫清洁,避免粉尘、熔融物飞溅污染镜片;定期检查线缆接头紧固情况,接头松动会引入干扰。线缆做好防护,避免高温烘烤、机械拉扯磨损。
整套两件式红外测温系统作为完整计量单元,校准需要传感头 + 线缆 + 主机整套一起使用黑体源校准,不能单独校准传感头。每年至少一次计量校准。布线做好屏蔽接地,屏蔽层单点接地,防止地环路干扰。
八、总结采购建议
两件式红外测温仪的核心优势是光学传感端与电子处理单元物理分离,适配探头安装位置高温、狭小、强辐射的恶劣工况。选型首要确认传感头环境耐温能力、最大线缆传输距离,不能随意加长信号线或者替换普通线缆。整套系统是一个整体,校准、调试必须整套进行。适合现场测温点位环境恶劣,不允许放置电子显示主机的场景;如果测温点位环境温度适宜,空间充足,一体式工业红外测温仪会具备更高性价比。采购时综合评估现场安装条件、布线距离、电磁干扰,选择分体或一体式方案。