钢坯、铁水、炉内工件 · 非接触测温

红外测温仪

固定安装在轧线、钢包、加热炉旁的在线红外测温仪,靠接收目标的红外辐射读温度。订货前先定三件事:工作波长、单色还是双色(比色)、在安装距离上光斑是否小于目标。

帮热加工现场的设备和采购人员把测温目标、温度、距离和现场烟尘条件,换算成波长、测温方式、D:S 和冷却吹扫配置,并拿几款公开型号的规格对照报价单。

红外测温仪应用场景
示意图:不锈钢圆筒外壳的在线测温仪装在支架上,带软管和接线,红色瞄准光束对准辊道上一根炽热的方钢坯,坯料上方有烟气。

在线红外测温仪测的是表面辐射温度

产品作用

红外测温仪(工业上也叫红外高温计、辐射测温仪)用透镜收集被测物发出的红外辐射,聚焦到探测器上,变成电信号,再换算成温度输出。[3] 它适合测运动中、过热或处在危险环境里的物体,测量时不接触、不磨损。[3] 本页讲固定安装、连续输出的在线式单点测温仪,用于钢坯、带钢、铁水、钢包和炉内工件;手持测温枪和红外热像仪另属一类。

工作原理

物体温度越高,辐射峰值越往短波移动,维恩位移定律写作 λmax·T = 2898 µm·K。[3] 实际物体的辐射比同温度黑体弱,二者之比就是发射率;发射率随材料、表面状态、温度和波长变化,金属尤其低且多变。[3] 单色测温仪只在一个波段测,读数依赖设定的发射率;双色(比色)测温仪用两个探测器在两个波长同时看同一目标,按两路信号的比值定温度。[2] 信号经放大、模数转换和数字处理后,以 0/4–20 mA、0–10 V 等模拟量或 RS485 等数字接口送到控制系统。[3]

透镜、探测器、处理电路、外壳和吹扫口

下表按测温头拆分。窗口、冷却套和吹扫环常作为附件单独订货,Micro-Epsilon 的 CT 系列附件清单就把它们列为独立料号。[4]

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部件作用材料与配置
光学透镜与保护窗收集目标辐射并聚焦到探测器,决定 D:S(测量距离与光斑直径之比),D:S 越大光学分辨率越高。[3] 隔着炉壁或容器测量时,窗口的透射波段要与测温仪的光谱范围对上。[3]按波长选:Micro-Epsilon 资料列出 Al₂O₃ 适用 1–4 µm、窗口最高 1800 °C,SiO₂ 适用 1–2.5 µm、最高 900 °C;8–14 µm 低温测量用锗、AMTIR 或硒化锌。[3]
红外探测器把红外辐射转换成电信号。单色型一个探测器;双色型两个探测器分别工作在两个波长、看同一目标。[2] 量子探测器响应在纳秒到微秒级,热探测器(如热电堆)较慢。[3]热电堆等热探测器,或光电(量子)探测器;具体类型随型号的光谱范围而定。[3]
信号处理与输出电路放大和数字化探测器信号,扣除背景辐射,做线性化,按设定的发射率(双色型还有斜率/E-slope)算出温度,并提供峰值保持、平均等处理功能和模拟/数字输出。[3] [4] [2]放大器、模数转换器和微处理器组成的电子单元。[3] 有的型号测温头与控制器分体,Micro-Epsilon CTM3 为小型测温头加独立控制器,两部分环境温度分开标注。[4]
防护外壳与冷却套保护光学和电子元件,抵御高温、粉尘和水汽;环境温度超出本体额定值时加风冷或水冷套。迪凯 DIT 双色测温仪本体环境温度 0–70 ℃,加风冷可到 120 ℃,加水冷可到 175 ℃。[6]按型号:迪凯 DIT 为铝外壳 [6],Micro-Epsilon CT 系列另有不锈钢或阳极氧化铝的厚壁防护外壳附件。[4]
吹扫空气接口(吹扫环)装在光学前端,用压缩空气吹出一层气幕,防止粉尘、烟气和悬浮物沉积在镜头上。[3] 吹扫气的压力、流量和洁净度要求按所选型号的安装说明配置。Micro-Epsilon CT 系列附件中有标准吹扫环、不锈钢吹扫环和层流式吹扫环,按镜头规格选配。[4]

订货单上的测温参数,逐项对到实际型号

下表每一项尽量给出公开型号的实际数值和测试条件,方便与报价单逐行比对。同一名称出现两次的参数,一行讲数值,一行讲怎么用。

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参数资料与范围选型含义
测温范围按型号分档:AMETEK Land SPOT+ M100(1.0 µm)为 500–1800 °C,M3-5(3–5 µm)为 0–500 °C [5];迪凯 DIT-6H1/6H2/6H3 分别为 600–1400、800–1800、1000–3000 ℃。[6]量程越宽,满量程百分比精度对应的误差越大;按工艺正常温度落在量程中段来选档。
发射率设定范围Micro-Epsilon CTM3:0.100–1.100 [4];迪凯 DIT:0.10–1.00,步长 0.01。[6]设定值要用本测温仪所在波段的发射率,同一种钢在 1 µm 和 8–14 µm 的发射率差别很大。[1]
光学分辨率(D:S)Micro-Epsilon CTM3 有 22:1、33:1、75:1 三种 [4];迪凯 DIT 为 280:1,最小光斑 2 mm [6];万年(MANYYEAR)MPT600 为 100:1。[7]光斑直径 ≈ 测量距离 ÷ D:S;目标宽度要大于光斑,单色型尤其如此。[3]
发射率怎么取值Fluke Process Instruments 表中,氧化钢在 1.0 µm 为 0.8–0.9,抛光钢板为 0.35,钢水为 0.35;未氧化铝在 1.0 µm 为 0.1–0.2。[1]现场可用热电偶同时测量,把发射率调到读数一致;也可在工件上钻深孔当黑体,或贴已知发射率的胶带对比。[3]
响应时间Micro-Epsilon CTM3 为 1 ms(90%)[4];迪凯 DIT 为 ≤5 ms(95%)[6];MPT600 技术参数表为 10 ms(95%)。[7]比较时看清是 90% 还是 95% 终值;线速度高、目标短的场合选快的,读数跳动大时再用平均或峰值保持处理。
光谱响应(工作波长)SPOT+ 单色型有 1.0、1.6、2.3、3.9、3–5 µm,双色型有 1.0/1.2、1.0/1.5、2.1/2.4 µm [5];Micro-Epsilon 资料称高温金属的最佳波长在 0.8–1.0 µm,另可用 1.6、2.2、3.9 µm。[3]金属尽量用短波;Fluke 表中钢水、未氧化铝、抛光铜在 8–14 µm 都标为不推荐。[1]
视场与光斑尺寸CTM3 75:1 型号在 1000 mm 距离光斑约 15.8 mm,22:1 型号同距离约 46 mm。[4]按实际安装距离查光斑图,近距离测小目标可选近焦(CF)镜头。[4]
按工艺温度选量程档AMETEK Land 的专用型号:铝材 SPOT+ AL 为 200–900 °C,镀锌退火带钢 GS 为 200–1000 °C,金属液 MM 为 600–1800 °C。[5]铝、镀锌板等发射率低或多变的材料,优先看有无专用型号。
精度(系统精度)CTM3:±(0.3% 读数 + 2 °C),条件为环境 23±5 °C、ε=1 [4];迪凯 DIT:±0.75% 满量程 [6];MPT600:±1% 或 ±1.5 ℃取大者,环境 23±5 ℃。[7]样本精度在黑体条件下测得,现场误差主要来自发射率设定和视线遮挡。
重复性CTM3:±(0.1% 读数 + 1 °C) [4];迪凯 DIT:0.2% [6];MPT600:±0.3% 或 ±1 ℃取大者。[7]做工艺控制时,重复性比绝对精度更直接影响控制稳定性。
外壳与光学材料迪凯 DIT 为铝外壳,最大长度 185 mm、直径 58 mm [6];Micro-Epsilon CT 系列另有不锈钢或阳极氧化铝的厚壁防护外壳附件。[4] 窗口材料按波长选,见光学透镜一行。[3]按外形尺寸和冷却套外径设计支架。
环境温度(含冷却)SPOT+ 多数型号额定 60 °C、70 °C 内可工作但精度下降,水冷套可到 250 °C,光纤测温头可到 200 °C [5];迪凯 DIT 本体 0–70 ℃,风冷 120 ℃,水冷 175 ℃。[6]按测温头安装点的实际环境温度选冷却方式,炉口和辊道上方的辐射热要计入。
防护等级CTM3 为 IP65(NEMA-4)[4];MPT600 为 IP65(NEMA-4)[7];迪凯 DIT 为 NEMA 4(IP66)。[6]有冲洗水、冷却水飞溅的位置,按现场水汽条件选等级并配防护套。
输出信号与通信SPOT+:2 路 4–20 mA 输出、继电器,EtherNet/IP、Modbus TCP、Profinet、RS-485 [5];CTM3:0/4–20 mA、0–5/10 V、热电偶 J/K,可选 RS485、Modbus RTU、Profibus DP、以太网 [4];迪凯 DIT:0–20 mA、4–20 mA 或 0–5 V,可选 RS485。[6]按控制系统的接口选;需要远程改发射率或斜率时选带数字通信的型号。
供电CTM3:8–36 VDC,最大 100 mA [4];迪凯 DIT:24 VDC,100 mA [6];MPT600:12–24 VDC(100 mA)[7];SPOT+:24 V DC 或以太网供电(PoE)。[5]长电缆时核算压降和 4–20 mA 回路负载;MPT600 标注 24 VDC 下最大回路阻抗 750 Ω。[7]
运行方式在线式测温仪按连续运行设计,输出连续温度信号接入控制系统。[3]吹扫气和冷却水也要连续供应,断气断水时应能报警。
使用寿命与校准周期按厂家提供的校准证书和推荐校准周期执行;Micro-Epsilon 把校准证书列为可选附件。[4]寿命和 MTBF 按厂家书面数据。
环境温度(无冷却)CTM3 测温头 -40–85 °C、控制器 0–85 °C [4];MPT600 为 0–60 ℃。[7]分体型号的测温头和电子单元分别核算环境温度。
相对湿度CTM3:10–95%,无凝露 [4];MPT600:10–95%,无凝露。[7]冷却水温过低会让镜头结露,水冷时控制进水温度高于露点。
振动与冲击CTM3 测温头:振动 IEC 68-2-6,3 G、11–200 Hz;冲击 IEC 68-2-27,50 G、11 ms。[4] 迪凯 DIT 振动按 GB/T 2423.8-1995。[6]装在轧机、辊道附近时,支架要有足够刚度,振动会让光斑偏离目标。
安装环境压力与密封常压安装;需要隔着真空室或密闭炉壁测量时加测量窗。Micro-Epsilon 资料举例:直径 25 mm、承受 1 个大气压差的窗口厚度应为 1.7 mm。[3]窗口会造成透射损失,带增透膜的窗口透射率可到 95%,损失可用测温仪的透射率设置补偿。[3]
目标发射率(现场实际值)铁水在 1.0 µm 为 0.35、1.6 µm 为 0.4–0.6;氧化铁在 1.6 µm 为 0.5–0.9。[1]发射率随合金和表面状态变化时,单色读数会漂,此时考虑双色型。[2]

测热金属用短波:发射率差 10% 时误差差多少

金属发射率低,而且随表面状态和波长变化,波长越长,发射率设错带来的温度误差越大,所以 Micro-Epsilon 建议金属测量用尽可能短的波长。[3] Fluke Process Instruments 的建议也是:目标越热,越用短波仪器,并且发射率要按所用仪器的波段去查。[1]

按维恩近似估算(第二辐射常数取 14388 µm·K),一根 1200 °C(1473 K)的钢坯,发射率设错 10% 时,读数偏差约为 λT²/c₂×0.1:1.0 µm 约 15 K,1.6 µm 约 24 K,2.3 µm 约 35 K,10 µm 约 150 K。这是按公式算出的量级,用来说明波长的影响;各型号的实际误差曲线可参照 Micro-Epsilon 资料中的波长-误差图。[3]

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材料与表面1.0 µm1.6 µm8–14 µm
钢,抛光板 [1]0.350.250.1
钢,氧化 [1]0.8–0.90.8–0.90.7–0.9
钢水 [1]0.350.25–0.4不推荐
铝,未氧化 [1]0.1–0.20.02–0.2不推荐
铝,氧化 [1]0.40.40.2–0.4
铁水 [1]0.350.4–0.6不推荐

什么工况要上双色(比色)测温仪

Fluke Process Instruments 列出单色测温仪容易读错的几种情况:目标太小、填不满视场;视线上有粉尘、烟气或水汽;窗口脏污;合金或表面变化导致发射率变化。[2] 双色测温仪按两个波长的信号比定温度,两路信号同比例衰减时比值不变。Fluke 的例子是:1500 °C 黑体在两个波长分别给出 500 和 1000 个单位,比值为 2;信号同时损失 90% 后变为 50 和 100,比值和读数都保持不变。[2]

每台双色仪都有允许的信号衰减上限,Fluke 称因仪器而异,最高可达 95%。[2] 钢水等目标在两个波长的发射率并不相同,所以双色仪设有 E-slope(斜率)调节:对准金属液,以一次性热电偶测得的温度为准调斜率,直到读数一致。[2] 迪凯 DIT 双色测温仪的斜率可在 0.850–1.150 之间以 0.001 步长设定,并能在单色和双色模式间切换。[6]

目标稳定、能充满光斑、视线干净时,单色型结构简单,设好发射率即可;轧线上有氧化皮、水汽,或者坯料摆动、目标窄小,就按双色型选,再向厂家要该型号的衰减上限。

安装距离、D:S 和光斑大小

D:S 是测量距离与光斑直径之比,目标必须大于光斑,读数才正确;目标只占光斑一部分时,仪器给出的是热区和冷背景的平均值。[3] 例如 Micro-Epsilon CTM3 的 75:1 型号在 1000 mm 处光斑约 15.8 mm,22:1 型号同距离约 46 mm;同一系列的近焦镜头型号在焦点处光斑更小,适合近距离测细小目标。[4]

瞄准方式影响装调:Micro-Epsilon 资料介绍了十字激光标示光斑和视频瞄准 [3];AMETEK Land SPOT+ 标准型号带电动调焦和 LED 瞄准图案,并有过程视频。[5] 迪凯 DIT 为通过镜头的光学瞄准。[6]

四个公开型号的关键指标并排看

表中数值取自各厂家页面,“—”表示页面未列出。

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指标AMETEK Land SPOT+ R100Micro-Epsilon CTM3迪凯 DIT-6H2万年 MPT600
测温方式双色/单色 [5]单色 [4]双色/单色可切换 [6]多波长可选 [7]
波长1.0 与 1.2 µm [5]2.3 µm [4]0.8–1.1 µm 或 0.4–1.1 µm [6]1、1.4、1.6、7–14 µm [7]
测温范围400–1800 °C,另有 700–3500 °C 档 [5]50–1000 °C(分三档)[4]800–1800 ℃ [6]300–1400 ℃ 等多档 [7]
D:S—22:1 / 33:1 / 75:1 [4]280:1 [6]100:1 [7]
响应时间—1 ms(90%)[4]≤5 ms(95%)[6]10 ms(95%)[7]
防护等级—IP65 [4]IP66 [6]IP65 [7]
供电24 V DC 或 PoE [5]8–36 VDC [4]24 VDC [6]12–24 VDC [7]

冷却、吹扫、窗口,以及随报价要回的资料

粉尘、烟气和悬浮物会污染镜头,造成读数偏低,在光学前端加压缩空气吹扫环可防止沉积;风冷、水冷附件让测温仪能在高温环境下工作。[3] 测加热炉内金属时,炉壁比工件热,墙体反射会抬高读数,测温仪需要补偿环境辐射,必要时用第二个测温头测环境温度。[3]

询价时一次交代清楚:被测材料和表面状态(氧化、氧化皮、光亮、液态)、温度范围、目标尺寸和安装距离、视线上的烟尘水汽和窗口、目标速度、测温头处的环境温度和可用的冷却水与压缩空气、输出接口。请供货方随报价提供:该型号的完整技术参数表(含精度、响应时间的测试条件)、安装距离下的光斑图、双色型的衰减上限和斜率设定方法、冷却与吹扫附件的耗水耗气量,以及可溯源的校准证书。同一厂家资料前后数值不一致时,例如 MPT600 页面特性栏写 1 ms、技术参数表写 10 ms(95%),以书面确认的数值为准。[7]

关联的应用系统与部件

以下入口来自产品关系,用于继续查阅;具体机型的装配和兼容性仍需对应型号资料。

应用系统

资料来源与适用范围

核对日期:2026-10-17。原理与发射率数据来自 Fluke Process Instruments 和 Micro-Epsilon 的技术资料,型号数值来自 AMETEK Land、Micro-Epsilon、迪凯光电和 MANYYEAR 的产品页面,均于 2026-10-17 打开查阅。发射率为参考值,实际随表面状态变化;误差量级按维恩近似计算。

  1. Fluke Process Instruments — Emissivity values for metals金属在 1.0、1.6、8–14 µm 的发射率表及选波长建议,用于波长一节的表格、发射率参数和 FAQ。
  2. Fluke Process Instruments — How do ratio pyrometers work?单色仪易读错的工况、双色原理、1500 °C 算例、最高 95% 衰减上限和 E-slope 设定方法,用于原理、双色一节和 FAQ。
  3. Micro-Epsilon — Basics of non-contact temperature measurement(PDF)维恩定律、金属发射率与短波测量、发射率测定方法、D:S、窗口材料、瞄准、吹扫冷却与输出信号。
  4. Micro-Epsilon — thermoMETER CTM3 数据表(CT 系列样本摘录,PDF)CTM3 的波长、量程、D:S 光斑表、精度、响应时间、输出、供电、IP65、环境指标和附件清单。
  5. AMETEK Land — SPOT+ 非接触红外测温仪产品页SPOT+ 各型号波长与量程、通信接口、供电、环境温度与水冷、瞄准方式。
  6. 武汉迪凯光电 — DIT 双色红外测温仪产品页DIT 量程、D:S、光谱范围、精度、响应时间、斜率设定、输出、供电、冷却、防护和外壳。
  7. MANYYEAR — MPT600 红外测温仪产品页MPT600 的波长选项、100:1、精度与重复性、响应时间、IP65、环境温湿度、输出与供电。

红外测温仪相关厂家

比较厂家官网列出的产品系列,在本页查看资料、准备采购需求。

2 家 · 产品来源可查

Dikai Optoelectronics

武汉迪凯光电自述专业从事红外测温仪的生产和研发,产品有 DIT 双色(比色)测温仪、IRPT 系列、FOT 光纤测温仪、IT 通用系列、两线制测温仪和 DKHIRT 手持测温仪,另有热像仪和黑体炉。DIT-6H1/6H2/6H3 覆盖 600–3000 ℃,D:S 为 280:1。

查看产品资料依据
官网产品分类
迪凯光电 · DIT 双色红外测温仪
资料核查日期
2026-10-17

MANYYEAR Technology Co., Ltd.

广东 · 深圳

深圳万年科技(MANYYEAR)以称重传感器和压力仪表为主,网站在红外测温仪类目下列出 MPT600 在线红外测温仪,波长可选 1、1.4、1.6、7–14 µm,D:S 100:1,4–20 mA 输出,IP65。

查看产品资料依据
官网产品分类
MANYYEAR · MPT600 红外测温仪
资料核查日期
2026-10-17

采购需求由 CNFX 接收处理。厂家认领标识与产品资料来源分别展示;具体型号、供货及交期以双方确认为准。

常见问题

测钢坯温度,红外测温仪选哪个波长?

热钢优先用 1 µm 附近的短波。Fluke 表中氧化钢在 1.0 µm 的发射率为 0.8–0.9,而 8–14 µm 测钢水被标为不推荐;按维恩近似估算,1200 °C 时发射率设错 10%,1 µm 仪器偏差约 15 K,10 µm 约 150 K。

双色测温仪和单色测温仪差在哪里,贵的值不值?

双色仪用两个波长的信号比算温度,粉尘、水汽、脏窗口或目标没充满光斑时,只要信号衰减在仪器允许范围内(Fluke 称最高可达 95%),读数基本不受影响。目标干净稳定、能充满光斑的场合,单色仪就够用。

测温仪装多远合适?

先量目标最窄处宽度,再用安装距离除以 D:S 得到光斑直径,光斑要小于目标。例如 75:1 的仪器装在 1 m 处,光斑约 15.8 mm(Micro-Epsilon CTM3 光斑表)。距离受环境温度限制时,可以选光纤测温头或加水冷套。

现场读数和热电偶对不上,先查什么?

先查发射率是否按本仪器波段设定,再查镜头和窗口是否脏污、吹扫气是否正常、光斑是否全落在目标上,以及炉壁等更热物体的反射。双色仪还要用热电偶对照调整斜率。

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