近年來，我國工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程和電子信息產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長，也帶動(dòng)了國內(nèi)整個(gè)傳感器市場需求的快速上升，投資熱，讓許多不成熟的企業(yè)也相繼加入，從不同程度上加劇了溫度傳感器的市場“混戰(zhàn)”，造成的結(jié)果是：溫度傳感器型號(hào)眾多，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小且分散，行業(yè)集中度低。相對(duì)應(yīng)的國內(nèi)市場“價(jià)格戰(zhàn)”也就不期而至。企業(yè)亟待需要轉(zhuǎn)型升級(jí)。
而事實(shí)上，除了升級(jí)產(chǎn)品性能，業(yè)界也確實(shí)是在致力于提供價(jià)格更低的溫度傳感器。例如德州儀器(TI)于今年年中所發(fā)布的非接觸型紅外線溫度傳感器芯片TMP006，其價(jià)格較現(xiàn)有溫度傳感器下降1/25至1/8的幅度。不過TMP006的封裝面積減少95%，耗電量亦降低90%；其相繼推出的業(yè)界最小型、最低功耗數(shù)字溫度傳感器TMP103，與實(shí)力最接近的同類競爭產(chǎn)品相比，更是功耗銳降97%，體積縮小75%。這似乎是在傳遞一個(gè)行業(yè)新信號(hào)：微型化、高精度、低功耗或?qū)⒊蔀樾滦蜏囟葌鞲衅饕粋€(gè)新的發(fā)展趨勢。
電力是現(xiàn)代社會(huì)使用最為廣泛的二次能源，電力工業(yè)則是關(guān)系到國計(jì)民生的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè)。不言而喻，傳感器相當(dāng)于電力工業(yè)的視覺神經(jīng)，是電力能夠安全、可靠運(yùn)行和保質(zhì)保量穩(wěn)定供應(yīng)的重要保障。
在電力生產(chǎn)過程中，溫度測量與控制十分重要，溫度參數(shù)的準(zhǔn)確測量對(duì)電能的輸出品質(zhì)、生產(chǎn)效率和安全可靠的運(yùn)行至關(guān)重要。目前，在電力生產(chǎn)和檢修過程中已逐漸開始采用先進(jìn)的紅外溫度計(jì)等非傳統(tǒng)測溫傳感器，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱電偶、熱電阻類的熱電式溫度傳感器，從而實(shí)現(xiàn)電力的生產(chǎn)過程或者重要設(shè)備的溫度監(jiān)視和控制。
紅外溫度傳感器的原理和優(yōu)點(diǎn)
紅外輻射俗稱紅外線，是指輻射波長大致為頻譜范圍內(nèi)的電磁波。紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射，當(dāng)物體溫度處于絕對(duì)零度以上時(shí)，其內(nèi)部帶電粒子的熱運(yùn)動(dòng)就會(huì)向外發(fā)射出紅外線。物體的溫度越高，輻射出來的紅外線就會(huì)越多，紅外輻射的能量也就越強(qiáng)。紅外溫度計(jì)是基于物體紅外輻射的能量大小及其波長的分布，與物體表面溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并通過對(duì)物體自身輻射的紅外能量的測量，來準(zhǔn)確地測定物體的表面溫度。
與熱電偶、熱電阻等常規(guī)溫度傳感器相比，紅外溫度計(jì)具有測溫范圍寬、壽命長、性能可靠、反應(yīng)極快和非接觸性等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，紅外溫度計(jì)還特別適合測量腐蝕性的介質(zhì)和運(yùn)動(dòng)物體的溫度，而且不會(huì)破壞到被測對(duì)象的溫度場。
近年來，隨著微處理器芯片和紅外測溫傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，紅外測溫傳感器的性能得到不斷的提高，其適用范圍已經(jīng)可以覆蓋到低、中、高溫的不同區(qū)段。
電氣設(shè)施及過程測控中的中低溫紅外溫度傳感器
英國Calex電子公司生產(chǎn)的PyroCoupleM系列微型化紅外溫度傳感器，其測溫范圍為-20℃～500℃，精度可達(dá)讀數(shù)的±1%，重復(fù)性為讀數(shù)的±0.5%，響應(yīng)時(shí)間是200ms，防護(hù)等級(jí)達(dá)IP65，并可在環(huán)境溫度范圍為0℃～70℃和相對(duì)濕度為95%下的環(huán)境中使用，而且可以輸出電流、電壓或熱偶信號(hào)。在發(fā)電廠，其主要用于非接觸方式實(shí)時(shí)測量鍋爐空預(yù)器、匯流排、重要斷路器、電機(jī)軸承、電機(jī)繞組、變壓器繞組、UPS或其它電氣接頭處的溫度，并用來及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的熱點(diǎn)或連接故障等，從而提供電氣系統(tǒng)或設(shè)備的診斷、狀態(tài)檢修和維護(hù)等。
Fluke下屬的雷泰公司新推出的CM系列的小型集成式紅外溫度計(jì)，其輸出信號(hào)為0-5V或J、K型熱電偶的連續(xù)信號(hào)和開關(guān)報(bào)警的觸點(diǎn)信號(hào)，并帶有RS232的數(shù)字通訊接口，探頭狀態(tài)以及自診斷顯示LED，專用于工業(yè)制造流程的連續(xù)溫度監(jiān)視。在現(xiàn)場電磁干擾大的場合，可用于替代易受影響的普通熱電偶和熱電阻等。該溫度計(jì)響應(yīng)時(shí)間快，可達(dá)150ms，能夠?qū)崿F(xiàn)疏水管線溫度、疏水袋溫差式水位和抽氣管線積水的探測等場合的實(shí)時(shí)監(jiān)測功能，完全可以滿足電廠的防進(jìn)水保護(hù)，以及檢測的快速響應(yīng)時(shí)間和可靠性要求。
爐膛應(yīng)用中的紅外高溫計(jì)
一般測量高溫(700℃以上)的紅外溫度計(jì)，它的有用波段主要在～3mm的近紅外區(qū)，透射的光學(xué)材料主要是選用光學(xué)玻璃或石英等。
雷泰公司生產(chǎn)的Marathon系列紅外測溫儀是專為惡劣的工業(yè)環(huán)境應(yīng)用所設(shè)計(jì)的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，測溫范圍為-40℃～3000℃，這款紅外測濕儀擁有高性能的光學(xué)鏡頭，光學(xué)分辨率最高可達(dá)300:1，響應(yīng)時(shí)間有2ms、60ms和120ms三種可選，并具備IP65的防護(hù)等級(jí)，可以防止安裝、設(shè)置和使用過程中的污染和損傷。而且?guī)?biāo)準(zhǔn)的模擬量、數(shù)字量和分布式的繼電器輸出，能夠同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)、報(bào)警觸發(fā)和控制信號(hào)。內(nèi)置智能型的電路盒以及易于使用的操作界面等。此外，該紅外測溫儀堅(jiān)固的不銹鋼外殼也可以確保在苛刻的工業(yè)環(huán)境下能夠安全使用。
通過電廠的鍋爐爐膛和后爐膛區(qū)的溫度，不僅可以直接反應(yīng)出其內(nèi)燃料的燃燒強(qiáng)度的大小，燃燒過程中的效率優(yōu)劣，而且還能間接地影響到鍋爐的受熱面以及后續(xù)流程(如脫硝、灰份的控制等)的正常運(yùn)行。從電廠的安全控制和效率角度來看，爐膛區(qū)的溫度是十分重要的，而且需要運(yùn)行監(jiān)視的關(guān)鍵參數(shù)。在歐洲，有相當(dāng)一部分電廠或鍋爐的制造商(如法國Stein鍋爐)即采用上述類型的紅外光學(xué)高溫計(jì)，用來測量大型的鍋爐爐膛斷面的煙氣溫度，并借此實(shí)現(xiàn)鍋爐的全爐膛的火焰檢測和爐膛滅火的保護(hù)功能。
