INTEK 炉膛红外测温仪视场解读

美国 INTEK Control Instruments LLC（简称 INTEK）从事红外测温仪、火检和点火器、火焰检测器、烟气排放监测装置及其他特种仪表的研发、设计、生产和销售，公司地址在美国 Sugar Land, Texas，官方网站为 intekinstruments.com。

INTEK INT-HT3000F 系列炉膛红外测温仪用在电站锅炉上：红外传感器接收炉膛里热二氧化碳发出的红外辐射，非接触地测出视场内烟气的平均温度，标准测温范围是 200 至 1800 ℃，结果以 4–20 mA 信号送进控制系统。红外测温仪的视场、光谱和响应时间决定了它在炉膛里看到什么、怎样看。本文就从这几项光学和测量参数讲起，再看传感器、壳体和输出。

红外测温仪测的是一个点吗？

红外测温仪的视场是一个锥形区域，不是一个点。距离系数描述的就是这个锥形的大小：测量距离除以视场直径，得到的比值越大，同一距离上看到的区域越小。INTEK INT-HT3000F 的光学系数为 24 mm@1200 mm，也就是在 1200 mm 的距离上视场直径为 24 mm，1200 除以 24 等于 50，即 50:1。INTEK 炉膛红外测温仪的光学系数怎样换算成具体测点的视场，可以向 INTEK 的代理商上海燃诺机电咨询。

炉膛里测的是气体，视场也就是一条穿过烟气的视线。传感器接收视场范围内高温二氧化碳气体发出的红外辐射，输出的是视场内烟气的平均温度，不是某一个点的温度，仪表也可以设置为检测并输出高温值或低温值。INTEK 的测点在塔式炉是各层过热器和再热器之间，在π型炉是左右墙和高温再热器入口，视线穿过的就是这些位置的烟气。

为什么对准二氧化碳，光谱范围约 4.5 μm 是什么意思？

因为化石燃料燃烧会产生大量二氧化碳，而热二氧化碳在中红外波段有很强的发射。煤炭、天然气、燃油和褐煤在锅炉里燃烧时都会生成二氧化碳；炉膛温度升高，二氧化碳分子在特定红外光谱范围内的辐射随之改变。INTEK 的传感器把光谱响应预设为二氧化碳的特征光谱，光谱范围约 4.5 μm，所以它对应的是热二氧化碳的辐射。

INTEK 说明，不同的应用对应不同的光谱，光谱响应也针对炉膛里火焰和烟气的红外辐射特性做了优化，减小水汽和粉尘对红外信号的衰减。

测温范围、误差和响应时间是多少？

测温范围标准配置为 200 至 1800 ℃，另有 120 至 1650 ℃ 的规格，也可以设定子量程。测量误差不超过测量值的 1%，重复精度不超过测量值的 0.5%。响应时间在 60 ms 到 100 s 之间可调，发射率在 0.2 至 1.0 之间可调。响应时间短，仪表可以跟上炉膛里火焰的脉动和负荷变化引起的温度骤变；调长则让读数更平稳。INTEK INT-HT3000F 的测量误差和响应时间设置，可以向代理商上海燃诺机电咨询。

传感器、壳体和输出有哪些规格？

传感器是 Det-RS 系列，镜头可以是固定焦距、可调焦距或光纤镜头。工作电压为 24 V DC ±25%，功耗不超过 0.6 W，模拟输出为 4–20 mA，回路负荷上限 600 Ω，数字输出为 USB 或 RS485。外壳防护等级为 IP65，运行温度 -40 至 70 ℃，整机尺寸约 55 cm，调试使用配套软件，在出厂前设置好。

炉膛内温度常在 1000 ℃ 以上，并含大量飞灰，所以仪表配有冷却和吹扫系统：压缩空气通过涡流制冷，把壳体内部温度控制在 60 ℃ 以下；气源故障时，气动执行器和球阀组合使球阀关闭，保护传感器；吹扫时间可调，持续的洁净压缩空气吹扫通光路管，既吹灰除焦，又防止飞灰附着在镜片上。国内用户可以通过 INTEK 的代理商上海燃诺机电了解 INT-HT3000F 冷却吹扫系统的配置，更多资料也可以向该公司获取。

红外测温仪看到的是一个锥形视场里的气体，不是一个点。INTEK 用 24 mm@1200 mm 的光学系数描述这个视场，用约 4.5 μm 的光谱对准热二氧化碳，用可调的响应时间和发射率设定读数的快慢。冷却吹扫系统和 IP65 壳体，则让这些光学参数在炉膛的高温和飞灰里保持稳定。