1 导言
在航天、资料、动力、化工、冶金等范畴中，高温丈量占有及其重要的位置。现在，在高温丈量中，依据丈量探头是否与被测目标触摸，测温仪器分为触摸式和非触摸式两种。
跟着光纤技能的呈现，为完成触摸式测温供给了条件。触摸式光纤测温即选用一根长的石英光纤作为测温探头与传输体系，使仪器远离环境恶劣的现场，一起，光纤光路不受环境气氛的影响，大大提高了测温体系的环境适应能力。但因为探头选用一般的辐射接纳原理，仍难以解决发射率困扰问题。为战胜这一难题，提出了灰体测温原理，选用比色法测温，能大大下降发射率对测温成果的影响，在最佳条件下，该影响可降至零。这样测温的优点是测温呼应速度快，呼应速度为10s左右[3]。
本文开发的耗费型光纤高温丈量仪，战胜了上述缺陷，是一种全新的丈量熔融金属温度的办法。其测温精度与耗费型热电偶相同，但测温费用却大幅度下降，有着巨大的经济效益，完全能够替代耗费型热电偶。
2 比色测温原理
比色测温是经过丈量物体在两个不同波利益的辐射亮度之比来确认物体温度的办法，其特点是能够消除丈量途径上的大气、烟雾、尘埃、环境温度等要素所带来的搅扰。
3 作业波长的挑选
由式(3)可见，正确挑选波长 和是至关重要的。一般被测目标的光谱辐射亮度与波长和温度都有关，如图1所示。图中的纵坐标表明黑体的辐射亮度，横坐标表明波长，曲线从下至上温度越来越高。
从图中曲线能够看出黑体辐射的几个特性：(1)总的辐射亮度随温度的升高敏捷添加，温度越高光谱辐射亮度越大;(2)当温度一守时，光谱辐射亮度随波长的不同按必定规则改动，曲线有一个极大值，此处的波长界说为，当波长小于 时，辐射亮度随波长添加而添加，当波长小于时，改动规则相反;(3)温度添加时，光谱辐射亮度的峰值波长向短波方向移动，物体的辐射亮度添加，发光色彩也产生改动。
开始将波长规模定在800～1000nm，并且在该规模波段上不存在水蒸气的首要吸收带，能够下降丈量误差。当分别为800nm和1000nm时，相对灵敏度曲线如图2所示。图中曲线1的相对灵敏度较高，由此可知，应挑选在800nm邻近。依据光电探测器的光谱呼应与温度的联系，要求 具有杰出的线性联系，依据线性联系，取 在950nm邻近为好。
经过试验，最终挑选 =890nm， =940nm，比色测温作用较好。
图2 相对灵敏度与温度的联系曲线
4 高温丈量仪的规划
高温丈量仪由光学部分和电路部分组成，如图3所示，包含高温探头、光电转化部分、信号放大器、信号的处理与显现输出等部分。
图3 测温仪的结构框图
丈量时，要将耗费型光纤高温丈量仪的光纤端头浸入到被测熔融金属液中，刺进深度约40cm。被测金属液内部温度经过对光纤端面的辐射由光纤传输到光电转化及信号处理体系。因为光纤不宜直接刺进到被测目标中，因为在光纤刺进到所需深度之前，光纤现已被烧坏了，取出的信号就没有意义了。为完成触摸测温，有必要规划一个光纤的维护设备，这个设备不只要耐高温，还要能透过红外线，使光纤能够顺畅取出光信号。所以在光纤测温探头的最前端设置了一段耐高温导管，这样既维护了物镜等监测体系，又能够确保探头能够刺进到金属液中，消除了烟气和熔渣的搅扰。一般耐高温导管可用的耐火料有刚玉、石墨、金属陶瓷、碳化硅、三氧化二铝等，最终选取了透红外陶瓷-镁铝尖晶石，其熔点为2080 C，在900～1100nm的红外透过率约为79～80%，是一种耐热冲击、能长时间耐雨蚀和耐磨损的高强度红外窗口资料和整流罩资料[4]。
由所以高温丈量，在高温下，光纤每丈量一次就会损坏一段，因而还要规划一个合理的光纤导入和堵截体系。
光电转化体系的功用便是将光信号转化成电信号，然后送到信号处理体系进行处理。丈量体系运用光纤分叉器，构成两路光路。输出的光信号经过两个窄带干与滤波片得到两路波长分别为和的光信号，最终由硅光电池接纳并转化为电信号。因为在丈量现场存在着许多的噪声，这些噪声对丈量体系会形成很大的影响，因而有必要要规划一个适宜的滤波电路来滤掉这些噪声。转化后的电信号经过滤波电路、放大器和信号处理电路依照仪器内部算法校对后转变为被测目标的温度值，最终经过LED显现出来。为了便于保存丈量数据，还规划了打印机接口电路，将数据打印出来进行比较、剖析和处理。除此之外，信号处理还应考虑被测目标和测温仪所在的环境条件对性能指标的影响和批改办法。
为了避免操控温度过高，还规划了报警电路，当温度超越设定值时，进行声光报警[5]。
5 结束语
耗费型光纤高温丈量仪装置便利，其外部结构与热电偶结构相同，可用于炼钢炉、锅炉、铸造炉等高温丈量范畴，具有广泛的推行价值，经济效益明显。
