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1.溫度測量?jì)x器在煙草制絲生產(chǎn)線(xiàn)的應用
當前，國內煙草行業(yè)的競爭日益激烈，穩定的卷煙產(chǎn)品質(zhì)量是煙草企業(yè)贏(yíng)得消費者信任的關(guān)鍵。許多企業(yè)正在利用*的生產(chǎn)設備和自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)保證生產(chǎn)質(zhì)量；智能化、高精度的計量?jì)x表在煙草生產(chǎn)線(xiàn)中得到了廣泛應用。
在煙草制絲生產(chǎn)線(xiàn)中，煙葉的潤葉、加料及烘絲過(guò)程中，都需要對制品進(jìn)行溫度測量和控制，以保證產(chǎn)品工藝質(zhì)量的穩定性。溫度測量?jì)x器在生產(chǎn)控制過(guò)程中就顯得十分重要。下面就溫度測量?jì)x器在制絲線(xiàn)的應用進(jìn)行探討通測儀器。

2 溫度測量的分類(lèi)
溫度測量按測溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)。
接觸式測溫儀表比較簡(jiǎn)單、可靠，測量精度高；但因測溫傳感器與被測物質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交換，且需要一定的時(shí)間才能達到熱平衡，所以存在測溫的延遲現象；同時(shí)受耐高溫材料的限制，不能用于很高的溫度測量。
非接觸式儀表測溫是通過(guò)熱輻射原理來(lái)測量溫度的，測溫傳感器不需與被測物質(zhì)直接接觸，測溫范圍廣，不受測溫上限的限制，反應速度比較快；設計、安裝、調試方便。接觸式測溫儀器一般是Pt100、熱電偶等，非接觸式測溫儀表一般指紅外測溫儀。

3 接觸式測溫儀器的選型與應用
PT100、熱電偶接觸式測溫元件在制絲生產(chǎn)線(xiàn)中主要用于蒸汽溫度、熱風(fēng)溫度或者料罐溫度的測量，通過(guò)在測量設備上打孔固定。所測量的溫度變化通測儀器不大，變化緩慢，控制要求不高。根據PLC的模擬量輸入模板決定電壓、電流輸入方式，的Pt100、熱電偶都帶有轉換模塊，可以直接提供4～20mA的電流，使抗干擾性、通用性得到提高。
熱電偶用來(lái)直接測量各種生產(chǎn)過(guò)程中0～1800℃范圍內的流體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度。它是由兩種不同成分的導體兩端接合成回路，當兩接合點(diǎn)溫度不同時(shí)，就會(huì )在回路內產(chǎn)生熱電流。當熱電偶的工作端與參照端存在溫差時(shí)，熱電偶的熱電勢將隨著(zhù)測量端溫度升高而增長(cháng)，其大小只與熱電偶材料和兩端的溫度有關(guān)，與熱電極的長(cháng)度、直徑無(wú)關(guān)。轉換器可將熱電偶產(chǎn)生的熱電勢轉換為4～20mA的電流信號。
熱電阻作為溫度測量傳感器可以直接測量各種生產(chǎn)過(guò)程中 －200℃～＋500℃范圍內的液、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度。熱電阻是利用物質(zhì)在溫度變化時(shí)本身電阻也隨之變化的特性通測儀器來(lái)測量溫度，所測的溫度是感溫元件所在測量范圍內一定時(shí)間的平均溫度。
如果熱電阻、熱電偶輸出為標準的4～20mA的電流信號，需將SIEMENS的模擬量輸入模板的量程卡設為電流，PLC編程中可以調用SIEMENS的標準功能FC105SCALE使模擬信號轉換為數字信號用于控制。
如果熱電阻沒(méi)有轉換為標準的4～20mA的輸出電流信號，熱電阻的接線(xiàn)可以直接與模擬量輸入模板連接。使用時(shí)必須把SIEMENS的模擬量輸入模板的量程卡設為PT100選項，PLC編程中溫度值是模擬通道整數輸入值的1/10。

4 紅外測溫儀器的選型與應用
物體紅外輻射能量的大小及波長(cháng)的分布與其表面溫度關(guān)系密切。因此，通過(guò)對物體自身紅外輻射的測量，能準確地確定它的表面溫度，紅外測溫儀就是利用這一原理來(lái)測量溫度的。紅外測溫儀由光學(xué)系統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統匯聚其視場(chǎng)內的目標紅外輻射能量，視場(chǎng)的大小由測溫儀的光學(xué)零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉變?yōu)橄鄳碾娦盘?。該信號?jīng)過(guò)放大器和信號處理電路，并按照儀器內的算法和目標發(fā)射率校正后轉變?yōu)楸粶y目標的溫度值。
紅外測溫儀在煙草制絲生產(chǎn)線(xiàn)中主要應用于潤葉、加料滾筒及烘絲機出口物料的溫度測量及控制。紅外測溫儀的品牌較多，濟南卷煙廠(chǎng)制絲線(xiàn)主要選用美國 Raytek（雷泰）公司的產(chǎn)品，早期的生產(chǎn)線(xiàn)上主要選用GP系列紅外測溫儀；“十五”技改后，新的片煙生產(chǎn)線(xiàn)和制絲線(xiàn)均采用了小型化的MID系列低溫紅外測溫儀。它采用微型探頭、24VDC直流電源供電，具有多種輸出方式、溫度顯示和參數調節，現場(chǎng)適用能力強。輸出標準電流信號連接到PLC的模擬輸入模板，轉化為數字信號參與生產(chǎn)過(guò)程的PID控制。
Raytek公司的紅外測溫儀產(chǎn)品包括便攜式、在線(xiàn)式和掃描式3大系列，每一系列中又有各種型號及規格。在不同規格的各種型號測溫儀中，正確地選擇紅外測溫儀型號對用戶(hù)來(lái)說(shuō)是十分重要的。
選擇紅外測溫儀可分為3個(gè)方面：
（1）性能指標方面，如溫度范圍、光斑尺寸、工作波長(cháng)、測量精度、響應時(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、保護附件等；
（3）其他選擇方面，如使用方便、維修和校準性能以及價(jià)格等，也對測溫儀的選擇產(chǎn)生一定的影響。
隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展，紅外測溫儀的設計和進(jìn)展為用戶(hù)提供了各種功能和多用途的儀器，擴大了選擇余地。

實(shí)際工作中，主要考慮以下幾點(diǎn)：

4．1 確定測溫范圍
測溫范圍是測溫儀zui重要的一個(gè)性能指標，美國Raytek（雷泰）產(chǎn)品測溫范圍為－50～＋3000℃，但這不是由一種型號的紅外測溫儀來(lái)完成。每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍。因此，用戶(hù)的被測溫度范圍一定要考慮準確、周全，既不要過(guò)窄，也不要過(guò)寬，測溫時(shí)應盡量選用短波段測量精度較高。

4．2 確定目標尺寸
紅外測溫儀根據原理可分為單色測溫儀和雙色測溫儀（輻射比色測溫儀）。
單色測溫儀，在進(jìn)行測溫時(shí)，被測目標面積應充滿(mǎn)測溫儀視場(chǎng)。建議被測目標尺寸超過(guò)視場(chǎng)大小的50％為好。如果目標尺寸小于視場(chǎng)，背景輻射能量就會(huì )進(jìn)入測溫儀的視場(chǎng)，干擾測溫讀數，造成誤差。相反，如果目標大于測溫儀的視場(chǎng)，測溫儀就不會(huì )受到測量區域外面的背景影響。
對于Raytek（雷泰）雙色測溫儀，其溫度是由兩個(gè)獨立的波長(cháng)帶內輻射能量的比值來(lái)確定的。因此當被測目標很小，沒(méi)有充滿(mǎn)視場(chǎng)，測量通路上存在煙霧、塵埃、阻擋對輻射能量有衰減時(shí)，都不會(huì )對測量結果產(chǎn)生影響。對于目標細小，又處于運動(dòng)或振動(dòng)之中的目標；有時(shí)在視場(chǎng)內運動(dòng)，或可能部分移出視場(chǎng)的目標，在此條件下，使用雙色測溫儀是*選擇。煙草企業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)一般采用單色測溫儀，雙色測溫儀價(jià)格較貴，一般用在高溫等特殊場(chǎng)合。
4．3 確定光學(xué)分辨率
光學(xué)分辨率由測溫儀到目標之間的距離D與測量光斑直徑S之比來(lái)確定。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠離目標之處，而又要測量小的目標，就應選擇高光學(xué)分辨率的測溫儀。光學(xué)分辨率越高，即增大D∶S比值，測溫儀的成本也越高。
4．4 確定響應時(shí)間
響應時(shí)間表示紅外測溫儀對被測溫度變化的反應速度，它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統的時(shí)間常數有關(guān)。
美國Raytek（雷泰）新型紅外測溫儀響應時(shí)間可達1ms，比接觸式測溫方法快很多。如果目標的運動(dòng)速度很快或者測量快速加熱的目標時(shí)，要選用快速響應紅外測溫儀，否則達不到足夠的信號響應，會(huì )降低測量精度。然而，并不是所有應用都要求快速響應的紅外測溫儀。對于靜止的或目標過(guò)程存在熱慣性時(shí)，測溫儀的響應時(shí)間就可以放寬要求了。因此，紅外測溫儀響應時(shí)間的選擇要和被測目標的情況相適應。
4．5 信號處理功能
測量離散過(guò)程和連續過(guò)程不同，要求紅外測溫儀有信號處理功能，如發(fā)射率可調、峰值保持、谷值保持、平均值測量。如測量傳送帶上的煙葉溫度時(shí)，就要用平均值（5s左右）測量功能，其溫度的輸出信號傳送至控制器內。
4．6 環(huán)境條件
測溫儀所處的環(huán)境條件對測量結果有很大影響，應加以考慮并適當解決，否則會(huì )影響測溫精度甚至引起測溫儀的損壞。當環(huán)境溫度過(guò)高，存在灰塵、煙霧和蒸汽時(shí)，可選用廠(chǎng)商提供的保護套、水冷卻、空氣冷卻系統、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環(huán)境影響并保護測溫儀，實(shí)現準確測溫。
4．7 物體發(fā)射率對輻射測溫的影響
影響發(fā)射率的主要因素有材料種類(lèi)、表面粗糙度、理化結構和材料厚度等。所有實(shí)際物體的輻射量除依賴(lài)于輻射波長(cháng)及物體的溫度之外，還與構成物體的材料種類(lèi)、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，即發(fā)射率。該系數表示實(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的數值之間。煙草制品的發(fā)射率一般取缺省值0.95即可。
4．8 紅外輻射測溫儀的標定
紅外測溫儀必須經(jīng)過(guò)標定才能使它正確地顯示出被測目標的溫度。如果所用的測溫儀在使用中出現測溫超差，則需退回廠(chǎng)家或維修中心重新標定?？梢愿鶕幎ǘㄆ趯y溫儀進(jìn)行標定。