北京市科海龙华工业自动化仪器有限公司
Beijing Ke Hai Longhua Industrial Automation Instrument Co., Ltd.

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红外测温仪WFD-600D

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一、概述

    WFD-600D型红外测温仪是一种一体化智能高精度非接触式数字显示测温仪表。它利用被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度,测量距离与被测目标的大小成正比。测量范围划分几个温度段,仪表显示读数直观,性能稳定、操作简单,安装与调整方便。集光学、微机、电子技术与一体,是理想的非接触式测温仪。

    WFD-600D型红外测温仪可广泛应用于冶金、机械、陶瓷、玻璃等行业。对炉窑、加热炉、钢坯、钢材、钢包(中间包)等场合的生产过程中的温度测量,具有响应速度快和非接触式测量等优点。

二、主要特点

1.具有光学瞄准系统,采用调焦折透式,加分划板瞄准,可以方便地找到被测目标及其对中,能够通过调整焦距,使安装距离有足够的选择性。

2.为满足用户需要,对测量范围划分几个温度段。

3.具有实时值、平均值、峰值和自动环境温度补偿。

4.电路采用8位单片机89C52芯片作中央处理器并采用CMOS电路,使整机工作电流小并工作稳定可靠。

5.设计成一体化结构,由探测器和数字显示组成。

6.探测器配有空气吹扫装置,可另选择水冷套使仪表能在高温环境下使用。

7.探测器有安装支架和底座固定,支架可45°角调整范围。

三、技术指标

1.测量范围(见表一)



分段温度段

距离系数

300~1000

L/D = 50

                 表一   温度段与距离系数

                      注:L—测量距离;D—被测物直径

2.标定精度:±1%(测量温度的上限)(黑体标定)

3.重性:±0.5%±1(测量温度的上限)(黑体标定)

4.距离系数:见表一

5.工作波段:0.7~1.1μm(高温型);1.0~1.6μm(中温型)

6.响应时间:0.1秒(根据现场条件可调整)

7.发率:0.1~1.0(连续可调)

8.温度分辨率:1

9.输出接口:提供标准4~20mA电流输出(电流对应范围可调)

负载能力>500Ω

10.显值:4LED发光数码管显示有平均值、峰值、实时值等三种显示方式。

11.使用环境:见表二

表二   使用环境参数


探测器

环境温度

相对湿度

0 ~ 55

85%

12.供电电源:220VAC功率1.44W额定电流60mA

13.重    量:3.5Kg

四、工作原理与结构特征

1.辐射测温原理:

根据普郎克公式,温度为TK)的物体所辐射的波长为λ的辐射能量:

式中:W(λT为黑体单位面积在温度T时,在λ波长处的辐射能量, W/m2.μm

          ε(λT物体的发射率。

          C1 **辐射常数   C1=3.7418×10-16 W.m2

          C2 第二辐射常数   C2 =1.4388×10-2 m.K

          λ波长、μm

          T 热力学温度K   T=273.15+tt为摄氏温度值)


    本仪表选用光电器件,它的λ=0.7­-1.1μm,所得到辐射功率为: 因此,在一定条件下测得被测目标的辐射能量,就可以求得被测目标表面的温度。ε(λT为发射率,它是波长、温度、物体种类、表面状态等诸因素的复杂函数。仪表通常由ε(λT=1的黑体炉标准装置标定,在测量具体对象温度时,用修正发射率办法,减少测量误差。

常用材料发射率详见表三,供用户参考。

                               表三   工作波长0.7~1.1时常用材料发射率

材料

黄铜

氧化的黄铜

青铜

氧化的青铜

氧化的铜

氧化的铁

碳钢

氧化的碳钢或不锈钢

发射率

0.05~0.2

0.15~0.3

0.5~0.8

0.2~0.4

0.5~0.8

0.05~0.2

0.4~0.8

0.35~0.5

0.8~0.95

0.35~0.5

0.8~0.95

材料

不锈钢

氧化的钽

焦炭

耐火砖(高纯氧化铝)

耐火砖(高纯硅铝)

玻璃(1.27mm)

玻璃(>100mm)

发射率

0.4~0.6

0.05~0.2

0.05~0.2

0.2~0.4

0.4~0.8

0.75~0.9

0.95~1

<0.2

<0.2

<0.05

0.95~1

.信号处理方框图:(见图一)

图一   信号处理方框图

    被测目标的辐射能量透过物镜投射到分光镜上,其可见光透时分划板到达目镜,用以观察被测目标。红外辐射能量经分光镜反射后会聚到探测器件(光电器件)灵敏面上。探测器件将入射的光信号转化为电信号,其输出被前置放大电路放大。

3.红外探测器与数字显示:


1)外形见图二


五芯输出插座(不带串口)   七芯输出插座(带串    键盘插座

1—可调焦镜筒    2—调焦紧固螺钉    3—探测器外壳

4—显示窗        5—瞄准镜          6—调焦旋钮

7—键盘插座    824VDC电源和4-20mA输出插座

图二   红外探测器外形图

2)探测器内具有光学瞄准系统,通过物镜调整,在目镜上可以很容易对准被测目标,其中分划板的圆圈对应的部分即为被测部分,测量时必须保证目标在分划板上的象比圆圈大,即保障被测目标充满现场。

3)探测器中装有接收红外辐射的探测器件,同时装有温度补偿电路,对环境温度影响进行补偿。


4)探测器下部有安装架,可以调节高低、方位角和俯仰角,非常容易寻找被测目标,当找到被测目标后有固紧螺栓给予固定,底盘上有四个固定孔,将探测器牢固地固定在支架、支板上。

5)数字显示功能

l实时温度显示   

l峰值温度显示和峰值保持

l输出4~20mA.DC

6)键盘操作


一体化红外测温仪配有操作键盘(可选件),标定时或要改变工作参数(如发射率)须使用键盘。外形见图三:

图三   红外操作键盘图

4.红外测温仪二次表

1)外形及尺寸见图四


图四   红外测温仪二次表外形图

2WFD-600D红外测温仪二次表的主要功能是显示和变送。它的输入是测温探头的4-20mA输出。它的输出是经过隔离的0-10mA信号。面板显示窗上有四位LED发光数码管数字显示。

3)功能

l   实时温度显示

l   峰值温度显示和峰值保持

l   输出0~10mA信号

五、安装和调试

由于红外表采用的是一种远距离非接触式测温方式,因此受环境因素影响比较大。具体应注意以下几点:

l   安装距离

    因红外表的安装距离对测量精度有直接影响,所以安装时,在条件允许的情况下应力求使安装点尽量靠近被测目标,以能保证被测目标能够充满视场,从而保证测量精度。

l   安装环境

安装位置的周围环境对测量是否成功起着至关重要的作用。安装位置的环境应满足以下条件:

首先,周围应没有振动、电磁等其它干扰并避免外辐射及杂散光进入探头;

其次,环境温度也十分重要它直接关系到仪表是否能够正常工作。环温应适宜,不能过高或过低,如位置较难改变应考虑增加水冷和风冷,以给该仪表降温;

其它值得注意的地方有潮气、烟尘、电源走线等。

l   寻找观测点

    观测点应尽量选在被测物位置变化小、比较固定的位置,观测点附近应尽量少氧化物层或表面情况均匀,这样可以保证测量数据稳定、变化小。

l   选位安装

    根据以上条件选好位置后就可安装,安装点应稳定,同时周围有大点空间,以利于调整视野。


注:被测物有左右摆动时应保证水平安装;上下摆动时垂直安装。


1.探测器的外形和安装图(见图五)

图五   探测器的外形和安装图

    仪表出厂时探测器和支架连成一体供货,用户按底盘尺寸在支架、支板上Ф100上开4孔Ф10,用M8螺栓、螺母固定即可。

    支架、支板高度由用户根据被测目标制作定位,它的刚性以不允许探测器有摆动为度。


探测器光学系统光轴与被测目标法线之间夹角≤45°,如果大于45°时,发射率明显减小,如图六所示:

图六   发射率随角度的变化

探测器与被测目标的距离应保证被测目标充满视场。

探测器应安装在现场条件应符合本仪表技术指标要求,当超过技术指标时,应在吹扫器输入咀通入0.17~0.2MPa气源,保持镜筒内为正气压,避免外界灰尘沉积在物镜上,在有热辐射与传导热源场合,应另配水冷套,在水冷套进、出口按上0.1MP水源,进行冷却,使探测器不受外界影响而能正常检测。

2.红外测温仪二次表安装

1)红外测温仪二次表外形尺寸见图四。

2)红外测温仪二次表应安装在控制室或值班室。

3)红外测温仪二次表插座

1)+24V                2)脚:地   

3)4~20mA+       4)脚:4~20mA-   

5)屏蔽地          6)、7)脚:空

3.红外测温仪安装接线

4.调试

1)   探测器的距离系数决定测量距离(见图七)

图七   距离系数和测量直径示意图

    根据被测目标物体直径和距离系数公式,很方便计算出测量距离,只要在测量距离范围之内均可进行测量温度。

2)通过调节探测器的物镜位置,经瞄准系统从目镜中瞄准目标,反复2~3次调整目镜,使眼睛通过目镜看被测物最清晰为止,并使探测器内十字线中心瞄准被测目标物体中心,若偏离很大,可调节支架的高低、方位、俯仰角度,至使被测目标进入视场内,要求将被测目标的物体像斑比圆圈大,以保证被测目标物体充满视场(见图八),调整完毕后锁紧探头螺钉。


图八   物体像斑位置图

六、仪表使用方法

1.探测器的使用方法:

1)将探测器接上电源。

2)接通电源后,将电源开关放在“开”位置上。

3)设定参数方法:

    将操作键盘连接电缆头插到测温仪键盘插座。打开操作开关,方可操作键盘,输入参数操作方法:

按数字键“0-9”,输入2位参数号xx,显示窗右二位显示参数号

按“#”,显示窗显示该号参数值(10进制)

按数字键,输入参数(4位数字),显示窗显示所按数值

按“*”,存储输入的参数值

       1#参数为温度修正系数,一般为1.000

       2#参数为输出4mA对应温度,如0600

       3#参数为输出20mA对应温度,如1200

       4#参数为保持时间,设为0005

       5#参数为允许显示的最高测量温度,应设定为一个正确的数值。如测温仪用于轧线,测量范围                为750-1400.正常工作时,如用于初轧可设为1250;如用于终轧可设为1000,标定时应设为上限              温度如1400

       6#参数一般设定为0000

       7#参数为33是测温状态

       8#为密码

       9#为温度点数(用户不要更改)

       11#-50#标定时用,工作时用户不要更改。

4)温度测量

7#参数设为91,测量方式为取平均值

7#参数设为9293,测量方式为取峰值

7#参数设为33,测量方式为取瞬时值

2.红外测温仪二次表的使用方法

1)接通电源后,将操作键盘连接电缆头插到测温仪二次表键盘插座。打开操作开关,方可操作键盘。

2)设定参数方法:

按数字键“0-9”,输入2位参数号xx,显示窗右二位显示参数号

按“#”,显示窗显示该号参数值(10进制)

按数字键,输入参数(4位数字),显示窗显示所按数值

按“*”,存储输入的参数值

举例说明:如何设定“2#(4 mA对应下限温度)参数值为“0650(原始2#参数值为“0500)

   将键盘开关打开。

   按“02”键后显示窗右二位显示显示“02”参数号

   按“#”键,显示窗显示原始参数值“0500

   然后依次键入所要设定的新参数值“0650

   按“*”键即可存储上述所设定的新参数值“0650”。

       1#参数为温度修正系数,一般为1.000

       2#参数为输出0mA对应温度,如0600

       3#参数为输出10mA对应温度,如1200

       4#参数为保持时间,设为0005

       5#参数为允许显示的最高测量温度,应设定为一个正确的数值

       6#参数一般设定为0000

       7#参数为33是测温状态

       8#为密码

       9#为温度点数(用户不要更改)

       10#-50#标定时用,工作时用户不要更改。

编号

参 数 与 参 数 值


编号

参 数 与 参 数 值

01

温度修正系数1.000

11

  厂方在标定时设定的参数与

  参数值,用户不能随意修改。

02

输出0mA对应温度下限

12

03

输出10mA对应温度上限

13

04

保持时间,一般设为0005

14

05

许可显示最高测量温度 用户决定

15

06

设定0000

16

07

取瞬时值(测温状态)0033

取平均值0091

取峰值0092或0093

08

密码(厂方设定)

09

温度点数

49

10


50

七、检定方法

1WFD-600D型红外测温仪必须按检定规程JJG415-86进行检定。

2.按调试和仪表使用方法使仪表正常工作,接上操作键盘,将操作键盘上的“测量一设定”开关放在“测量”位置上。

3.将探测器对准黑体炉内物体目标,达到调试规定要求。

4.按仪表使用方法检查发射率应在“1000”值,不在“1000”时应按使用方法修正到“1000”值,检定合格后,再恢复到用户原设定的修正值。

5.按仪表技术要求温度段范围,从下限值、中间值、上限值进行检定。

6.按检定规范要求,在测量温度段上行、下行、各标定一次,按测量值与标准值即可计算仪表的误差值。

7.根据误差值,在仪表精度范围之内即为“合格”。

八、维护

1.测温仪在使用和搬运过程中,应注意防潮、防止强烈冲击和振动。

2.要用擦镜纸定期清理物镜上灰尘,否则影响测温效果。

3.若环境温度高于+55℃时,要加水冷却。

4.切勿将电缆靠近高温区,以防烧坏短路。

5.勿将红外探头直瞄太阳,以防烧器件。

6.为保证正常使用,请勿随意拆探测器。

7.测温仪出厂已标好,请用户不要更改设定值。

九、常见故障及排除方法

序号

故障特征

1

无显示

1.电源没接通

2.电源电压低所需DC24V

3.电源转换模块坏

1.查线接通

2.电源电压应达到所需24V

3.换电源模块

2

显示不稳定

1.电源波动大

2.晶振环

3.电容坏

4.探头线没有接牢

1.提供专用电源DC24V

2.换晶振

3.换电容

4.重新连接

3

显示正常,无温度显示

1.探头没对准所需目标

2.显示处于设定状态

1.对准目标

2.把开关打到温度状态

4

显示乱码

检查显示芯片是否正常

若坏更换8279

5

只显示“0000

信号线没接好

须重新连接

6

显示和实际温度不符

1.探头没对准目标

2.发射率调节不对

1.对准目标

2根据被测物重新设定发射率

7

个别字块不亮或断笔

1.字块本身公共端断

2.驱动三极管坏

1.换字块

2.换驱动三极管

8

输出电流与显示不对应

1.设定参数和显示不对应

2.光隔坏

3.DA转换坏

1.从新设定参数

2.H11L1

3.AD421

9

二次表无数字显示

1.保险丝断

2.二次表插头座接触不好

3.二次表的主机板与显示板的连线脱落

1.更换保险丝

2.插紧插头座

3.打开面板使之牢固连接

10

二次表上限指示灯亮

瞬间干扰

重新插电源

11

二次表无温度显示

1.接插头座接触不良或断线

2.探测器没对准被测目标

3.探测器无工作电压

1.拧紧插头或接好断线

2.按调试方法对准目标

3.检查工作电压

表四   常见故障及排除方法

十、售后服务

    我公司生产的红外测温仪,售出后保修一年,一年内不管出现何种设备问题,免费更换各种元件。一年后更换元件只收成本费。我公司提供终身技术服务,常年提供备品、备件。

十一、订货须知

    欢迎广大用户订购我公司生产的WFD-600D型红外测温仪,敬请提供技术参数:

1.测量范围温度段

2.环境要求

3.选择件

4.其它要求

十二、装箱清单

1WFD-600D红外测温仪                 1

2WFD-600D红外测温仪(二次表)       1

3.电源线                             1

4.信号线                             1

4.调整支架                           1

5.说明书                             1

6.产品合格证                         1