连铸在线测温解决方案
1、概述
红外测温仪已应用与冶金生产线的各种场合，但在测量连铸机二冷区板坯温度的测量方面，对测温精度和系统的可靠性等各方面一直存有疑问。为精确测量二次冷却铸坯表面温度，以提高铸坯质量。针对用户反映的各种问题，提出红外测温方案的可行性。
2、影响铸坯温度测量的各种因素
（1）表面状态
测量物体是不锈钢板，发射率与物体的表面的粗糙度和氧化程度有关。对光滑清洁的表面，物体的发射率为0.05-0.5。如果表面的氧化程度增加，发射率变大。当物体表面的氧化膜在10um以上时，发射率趋于稳定。
使用单色测温仪会受到发射率变化的影响，尤其测量不锈钢时，发射率变化对测温结果影响很大。使用双色测温仪时，可避免发射率的影响，测量类似的金属材料时，只需要校准一次即可。
（2）热辐射的影响
铸坯的温度很高、体积大，普通仪器的温度只能达到85℃，一般推荐使用温度小于50℃。即使采用军工级产品也不能达到要求，必须选用光纤测温仪，传感头和检测器分开，传感头能够承受250℃的高温，不需要冷却。检测器安装在环境温度较低的场合，环境温度较高时也可对检测器进行水冷却，这样能够极大地提高仪器的使用寿命。
（3）氧化铁皮
采用特殊的软件算法，可以避免氧化铁皮对测温结果的影响。判断氧化铁皮的发射率特性，系统的采样时间必须足够快（10ms以上），信号需要同步采集不能有延时，对采集信号要进行取舍。各种软件算法的综合应用，可以避免氧化铁皮对测温精度的影响。
（4）光学通道的水汽和灰尘
使用双色测温仪可以基本避免水汽和灰尘的影响，即使测量物体的信号下降95%，也不会对测温有影响。选用0.8-1um波段内的双波长红外测温仪，可以避免水汽的影响，水蒸气在0.8-1um的波段内，基本是透明的。
参考了相关资料来解释不同测量距离和测量温度下水蒸气对测温的影响。
双色测温仪对水蒸气和一定的灰尘影响基本可以忽略不计，但是完全避免这些因素的影响，设计了一根延长杆，加压缩空气吹扫，保持光学通道清洁。测温仪与最厚测量板坯的位置保留20cm即可。这样处理，可以使设备能够达到基本免维护的状态。
（5）板坯表面水膜的影响
红外测温仪的测温准确性与板坯表面水膜的水雾有关，水膜介质越厚，表面辐射能量衰减的越多。参考下列的文献：
在连铸二冷区铸坯由于冷却水的冲击，存在一定的水聚集区和一定的水膜，即使选用双色测温仪，也应该尽量避开这些区域。实际测量中选用1.1um以下的双色测温仪进行测量，并对温度进行修正。
3、双色测温仪与单色测温仪比较的优势
双色测温不会随物体表面的状态而变化（表面粗糙度不一样、或表面的化学状态不一样），不会影响测温的准确性，而单色测温仪就会有影响。
测温仪的光学部分如玻璃，在使用一段时间后会留下一些灰尘，空气中有水、气、油等，都会使发射率系数降低，所以单色测温仪在此时测量温度会降低。双色测温仪是通过测量物体在特定的两个波段范围内的比值，当出现灰尘、水汽等，所测得的两个波段范围内的信号同时下降，相除以后，比值不变。但这并不指使用双色测温仪就不需要进行维护，灰尘、水汽等太脏时，仍需擦拭玻璃。
单色测温仪不能测量比视场范围小的物体。当目标不能充满视场时，会使测量温度低双色测温仪能测量比视场范围小的物体。
4、系统框图
控制器带水冷，为提高使用安全性，建议选用DC24V供电，每路供电不小于10W。光纤和电缆用高温石棉保护，由现场负责完成。每个检测器必须配吹扫和水冷，保证系统长时间可靠运行。
