當(dāng)前，國(guó)內(nèi)煙草行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，穩(wěn)定的卷煙產(chǎn)品質(zhì)量是煙草企業(yè)贏得消費(fèi)者信任的關(guān)鍵。許多企業(yè)正在利用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)保證生產(chǎn)質(zhì)量；智能化、高精度的計(jì)量?jī)x表在煙草生產(chǎn)線中得到了廣泛應(yīng)用。在煙草制絲生產(chǎn)線中，煙葉的潤(rùn)葉、加料及烘絲過(guò)程中，都需要對(duì)制品進(jìn)行溫度測(cè)量和控制，以保證產(chǎn)品工藝質(zhì)量的穩(wěn)定性。溫度測(cè)量?jī)x器在生產(chǎn)控制過(guò)程中就顯得十分重要。下面就紅外測(cè)溫儀在制絲線的應(yīng)用進(jìn)行探討通測(cè)儀器。

 
紅外測(cè)溫儀器的選型與應(yīng)用
 
      物體紅外輻射能量的大小及波長(zhǎng)的分布與其表面溫度關(guān)系密切。因此，通過(guò)對(duì)物體自身紅外輻射的測(cè)量，能準(zhǔn)確地確定它的表面溫度，紅外測(cè)溫儀就是利用這一原理來(lái)測(cè)量溫度的。紅外測(cè)溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、信號(hào)放大器及信號(hào)處理、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，視場(chǎng)的大小由測(cè)溫儀的光學(xué)零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測(cè)器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器和信號(hào)處理電路，并按照儀器內(nèi)的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的溫度值。
 
      紅外測(cè)溫儀在煙草制絲生產(chǎn)線中主要應(yīng)用于潤(rùn)葉、加料滾筒及烘絲機(jī)出口物料的溫度測(cè)量及控制。紅外測(cè)溫儀的品牌較多，濟(jì)南卷煙廠制絲線主要選用美國(guó) Raytek（雷泰）公司的產(chǎn)品，早期的生產(chǎn)線上主要選用GP系列紅外測(cè)溫儀；“十五”技改后，新的片煙生產(chǎn)線和制絲線均采用了小型化的MID系列低溫紅外測(cè)溫儀。它采用微型探頭、24VDC直流電源供電，具有多種輸出方式、溫度顯示和參數(shù)調(diào)節(jié)，現(xiàn)場(chǎng)適用能力強(qiáng)。輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)連接到PLC的模擬輸入模板，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)參與生產(chǎn)過(guò)程的PID控制。
 
      Raytek公司的紅外測(cè)溫儀產(chǎn)品包括便攜式紅外測(cè)溫儀、在線式紅外測(cè)溫儀和掃描式紅外測(cè)溫儀3大系列，每一系列中又有各種型號(hào)及規(guī)格。在不同規(guī)格的各種型號(hào)測(cè)溫儀中，正確地選擇紅外測(cè)溫儀型號(hào)對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是十分重要的。
 
選擇紅外測(cè)溫儀可分為3個(gè)方面：
 
     （1）性能指標(biāo)方面，如溫度范圍、光斑尺寸、工作波長(zhǎng)、測(cè)量精度、響應(yīng)時(shí)間等；
 
     （2）環(huán)境和工作條件方面，如環(huán)境溫度、窗口、顯示和輸出、保護(hù)附件等；
 
     （3）其他選擇方面，如使用方便、維修和校準(zhǔn)性能以及價(jià)格等，也對(duì)測(cè)溫儀的選擇產(chǎn)生一定的影響。
 
      隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，紅外測(cè)溫儀的最新設(shè)計(jì)和進(jìn)展為用戶提供了各種功能和多用途的儀器，擴(kuò)大了選擇余地。
 
      實(shí)際工作中，主要考慮以下幾點(diǎn)：
 
1.確定測(cè)溫范圍
 
      測(cè)溫范圍是測(cè)溫儀最重要的一個(gè)性能指標(biāo)，美國(guó)Raytek（雷泰）產(chǎn)品測(cè)溫范圍為－50～＋3000℃，但這不是由一種型號(hào)的紅外測(cè)溫儀來(lái)完成。每種型號(hào)的測(cè)溫儀都有自己特定的測(cè)溫范圍。因此，用戶的被測(cè)溫度范圍一定要考慮準(zhǔn)確、周全，既不要過(guò)窄，也不要過(guò)寬，測(cè)溫時(shí)應(yīng)盡量選用短波段測(cè)量精度較高。
 
2.確定目標(biāo)尺寸
 
       紅外測(cè)溫儀根據(jù)原理可分為單色測(cè)溫儀和雙色測(cè)溫儀（輻射比色測(cè)溫儀）。
 
      單色測(cè)溫儀，在進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，被測(cè)目標(biāo)面積應(yīng)充滿測(cè)溫儀視場(chǎng)。建議被測(cè)目標(biāo)尺寸超過(guò)視場(chǎng)大小的50％為好。如果目標(biāo)尺寸小于視場(chǎng)，背景輻射能量就會(huì)進(jìn)入測(cè)溫儀的視場(chǎng)，干擾測(cè)溫讀數(shù)，造成誤差。相反，如果目標(biāo)大于測(cè)溫儀的視場(chǎng)，測(cè)溫儀就不會(huì)受到測(cè)量區(qū)域外面的背景影響。
 
      對(duì)于Raytek（雷泰）雙色測(cè)溫儀，其溫度是由兩個(gè)獨(dú)立的波長(zhǎng)帶內(nèi)輻射能量的比值來(lái)確定的。因此當(dāng)被測(cè)目標(biāo)很小，沒有充滿視場(chǎng)，測(cè)量通路上存在煙霧、塵埃、阻擋對(duì)輻射能量有衰減時(shí)，都不會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。對(duì)于目標(biāo)細(xì)小，又處于運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)之中的目標(biāo)；有時(shí)在視場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，或可能部分移出視場(chǎng)的目標(biāo)，在此條件下，使用雙色測(cè)溫儀是最佳選擇。煙草企業(yè)生產(chǎn)線一般采用單色測(cè)溫儀，雙色測(cè)溫儀價(jià)格較貴，一般用在高溫等特殊場(chǎng)合。
 
3.確定光學(xué)分辨率
 
      光學(xué)分辨率由測(cè)溫儀到目標(biāo)之間的距離D與測(cè)量光斑直徑S之比來(lái)確定。如果測(cè)溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處，而又要測(cè)量小的目標(biāo)，就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測(cè)溫儀。光學(xué)分辨率越高，即增大D∶S比值，測(cè)溫儀的成本也越高。
 
4.確定響應(yīng)時(shí)間
 
      響應(yīng)時(shí)間表示紅外測(cè)溫儀對(duì)被測(cè)溫度變化的反應(yīng)速度，它與光電探測(cè)器、信號(hào)處理電路及顯示系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)。
 
      美國(guó)Raytek（雷泰）新型紅外測(cè)溫儀響應(yīng)時(shí)間可達(dá)1ms，比接觸式測(cè)溫方法快很多。如果目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度很快或者測(cè)量快速加熱的目標(biāo)時(shí)，要選用快速響應(yīng)紅外測(cè)溫儀，否則達(dá)不到足夠的信號(hào)響應(yīng)，會(huì)降低測(cè)量精度。然而，并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的紅外測(cè)溫儀。對(duì)于靜止的或目標(biāo)過(guò)程存在熱慣性時(shí)，測(cè)溫儀的響應(yīng)時(shí)間就可以放寬要求了。因此，紅外測(cè)溫儀響應(yīng)時(shí)間的選擇要和被測(cè)目標(biāo)的情況相適應(yīng)。
 
5.信號(hào)處理功能
 
      測(cè)量離散過(guò)程和連續(xù)過(guò)程不同，要求紅外測(cè)溫儀有信號(hào)處理功能，如發(fā)射率可調(diào)、峰值保持、谷值保持、平均值測(cè)量。如測(cè)量傳送帶上的煙葉溫度時(shí)，就要用平均值（5s左右）測(cè)量功能，其溫度的輸出信號(hào)傳送至控制器內(nèi)。
 
6.環(huán)境條件
 
      測(cè)溫儀所處的環(huán)境條件對(duì)測(cè)量結(jié)果有很大影響，應(yīng)加以考慮并適當(dāng)解決，否則會(huì)影響測(cè)溫精度甚至引起測(cè)溫儀的損壞。當(dāng)環(huán)境溫度過(guò)高，存在灰塵、煙霧和蒸汽時(shí)，可選用廠商提供的保護(hù)套、水冷卻、空氣冷卻系統(tǒng)、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環(huán)境影響并保護(hù)測(cè)溫儀，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)溫。
 
7.物體發(fā)射率對(duì)輻射測(cè)溫的影響
 
      影響發(fā)射率的主要因素有材料種類、表面粗糙度、理化結(jié)構(gòu)和材料厚度等。所有實(shí)際物體的輻射量除依賴于輻射波長(zhǎng)及物體的溫度之外，還與構(gòu)成物體的材料種類、熱過(guò)程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件等因素有關(guān)。因此，必須引入一個(gè)與材料性質(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數(shù)，即發(fā)射率。該系數(shù)表示實(shí)際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度，其值在0和小于1的數(shù)值之間。煙草制品的發(fā)射率一般取缺省值0.95即可。
 
8.紅外輻射測(cè)溫儀的標(biāo)定
 
      紅外測(cè)溫儀必須經(jīng)過(guò)標(biāo)定才能使它正確地顯示出被測(cè)目標(biāo)的溫度。如果所用的測(cè)溫儀在使用中出現(xiàn)測(cè)溫超差，則需退回廠家或維修中心重新標(biāo)定。可以根據(jù)規(guī)定定期對(duì)測(cè)溫儀進(jìn)行標(biāo)定。