淺談運動物體表面的溫度測量

【摘 要】 用常規方法對運動物體表面溫度測量時誤差較大，采用紅外熱像儀法測量運動物體表面溫度預期效果非常好。文章對運動物體表面溫度的測量進行了淺談，希望能夠對溫度計量和操作人員有一定的啟發。

【關鍵詞】 紅外熱像儀 運動物體表面 溫度測量

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.09.011

1 接觸法測量

用熱電偶測量旋轉或移動物體表面溫度時，通常是將它壓在旋轉體上測溫，為此，因摩擦熱而產生較大誤差。為減少摩擦熱，可安裝滑輪或滑板。也可將傳感器固定在旋轉體上，通過滑環將信號導出。但是，無論哪種方法均不能避免摩擦熱及熱傳導誤差。

2 非接觸法測量

用非接觸法測量運動物體表面溫度時，被測表面發射率對其結果影響很大，這點必須注意。由于輻射溫度計的性能不斷完善，使其測量準確度也有所提高。

3 熱像儀法測量表面溫度

3.1 鋼板表面溫度測量

（1）實驗裝置

鋼板在軋制過程中，各道次間隔很短，只有幾秒鐘。用普通傳感器測量鋼板溫度有困難，要測出鋼板的溫度發布更不可能。但是用熱像儀測溫方便、迅速、準確，并有圖像、數據存儲和處理功能，因此，用熱像儀測溫，既不影響軋鋼生產，又能獲得各道軋件動態溫度場圖像。

（2）實驗結果與分析

鋼胚出爐溫度的測量結果為1206℃，而軋制工藝要求為1140℃～1160℃。超出工藝要求40℃多。不僅浪費能源，而且使其氧化損失增加。鋼板黑印溫度用常規方法很難測準，但是熱像儀卻獲得了滿意的結果。可以清楚地看出各道次鋼板的黑印溫度及黑印溫差。為改進各種熱滑軌結構提供了可靠依據。利用熱像儀還測量了軋制時各道次及精整工序的鋼板溫度及溫度發布等，得到了許多常規熱工儀表測不出的數據。

3.2 鋼錠軋制過程中動態溫場的測定

采用熱像儀進行現場測試時，可以在不改變軋制速度的情況下，跟蹤測量鋼錠溫度場隨時間的變化。測量時可將結果存入熱像儀內存卡中，拿回實驗室后，在計算機上進行分析處理，非常方便。

實際測量結果可給出每塊鋼錠的最高、最低及平均溫度、平均溫度的均方差及溫度中位值等。通過測量由均熱爐加熱的鋼錠，在出爐后軋制過程中的溫度發布，可以看出：在加擋風墻措施后，同爐各鋼錠間的平均溫差從±100℃降到±60℃，說明加擋風墻后均熱爐內各鋼錠間的溫度發布情況有了較大改善。

3.3 發電機定子鐵心溫度場的測量

首先用熱像儀測出某廠發電機定子鐵心的黑度，結果是磨光前后分別為0.9和0.4。然后測出等溫顯示、立體剖面圖、頻率分布圖、區域熱像圖及慮波后的熱像圖等。通過對多個熱像圖進行分析、處理后，找到了該廠發電機定子鐵心的最高點及溫度值。用熱像儀尋找過熱點迅速、準確、方便。因此，可以用類似的方法測量工業爐窯及鍋爐等熱設備的表面溫度場，找出易損部位，及時進行維修，可以避免較大損失。

4 示溫涂料法

將示溫涂料涂在旋轉物體的表面上，通過涂料顏色的改變，可粗略地確定溫度。雖不太準，但簡單方便，常用于車軸及軸承的發熱控制等。

4 結束語

為了準確地測量溫度，只靠提高傳感器的準確度難以達到預期效果。必須根據測量對象的要求，選擇適宜的傳感器及正確的測量方法，才有可能達到預期的目的。

作者簡介

高福生，本科，學士學位，目前于遼寧省計量科學研究院溫度室從事溫度計量工作。

（責任編輯：張曉明）