CHINO IR-FA光纖式紅外溫度儀詳解

一、產品定位與系列構成

CHINO IR-FA系列是千野（CHINO）基于70余年輻射測溫經驗開發的光纖透射式輻射溫度計，專為現代工業中高溫、強電磁干擾、防爆及空間受限等復雜工況設計。其核心優勢在于通過光纖分離光學探頭與主機，實現非接觸式溫度測量，同時具備高精度、高響應速度和強環境適應性。
系列包含三大機型：

1. IR-FAS：中高溫型（400℃～3000℃），采用Si檢測元件，波長0.9μm，響應時間10ms，適用于金屬冶煉、熱處理等場景。

2. IR-FAI：中低溫型（150℃～1600℃），采用InGaAs檢測元件，波長1.55μm，響應時間10ms，適用于半導體制造、食品加工等低溫環境。

3. IR-FAQ：雙色型（300℃～3000℃），Si/InGaAs復合檢測，波長0.85～1.55μm，響應時間40ms，通過雙波長比值消除煙塵、蒸汽干擾，適用于燃燒診斷、垃圾焚燒等惡劣環境。

二、核心技術解析

1. 光學探頭設計

• 小型化與耐高溫：探頭外徑最小僅φ6mm，采用不銹鋼外殼，內置微型透鏡組，數值孔徑優化以兼顧集光效率與景深，耐溫達150℃，可直接深入爐壁小孔或晶體生長腔體。

• 激光瞄準功能：可選激光瞄準附件，實現測量點可視化，確保探頭光軸垂直于被測表面（非垂直時需按cosθ修正發射率）。

2. 光纖傳輸系統

• 低損耗石英光纖：標準長度3m（可擴展至20m），護套為金屬波紋管或PTFE編織層，具備耐彎折（彎曲半徑≥50mm）、耐腐蝕及EMI免疫特性，可在高頻感應加熱或強磁場環境中穩定傳輸信號。

• 波長選擇性傳輸：光纖僅允許特定波段（如0.9μm或1.55μm）的紅外輻射通過，減少雜散光干擾，提升信噪比。

3. 主機信號處理

• 高精度檢測器：內置帶溫控的Si或InGaAs檢測元件，配合24-bit ADC和DSP芯片，實現信號線性化與溫度計算。

• 實時補償算法：采用“金屬-碳共晶定點溯源”算法，對探測器非線性、發射率變化及光纖衰減進行動態補償，確保全量程準確度≤±0.5%·rdg或±2℃（取大者）。

• 多輸出接口：標配4-20mA/0-10V模擬量、RS-485（Modbus-RTU）及Ethernet（Modbus-TCP）接口，可無縫接入DCS、PLC或MES系統，支持遠程監測與控制。

三、核心優勢與差異化特點

1. 免水冷設計

• 光纖及探頭在150℃環境中可直接連續工作，省去傳統紅外測溫儀必需的水冷套或渦流制冷器，顯著降低系統復雜度與能耗。

2. 電磁免疫與防爆認證

• 光纖為非導電介質，可在高頻感應加熱、強磁場或Zone2防爆區安全使用；主機可置于安全區，滿足IECEx及ATEX認證要求，適用于石油化工、冶金等高危行業。

3. 狹小空間適應性

• 探頭外徑最小φ6mm，配合柔性光纖，可深入爐壁小孔、晶體生長腔體或拉絲模內部進行精準測溫，解決傳統測溫儀無法觸及的盲區問題。

4. 高速響應與動態控制

• 最快響應時間10ms，滿足快速熱處理、激光焊接、粉末燒結等瞬態過程的溫度閉環控制需求，助力工業自動化升級。

5. 發射率智能修正

• 發射率支持0.10～1.00可調，可通過現場比對（接觸式或金點法）標定，亦可調用內置材料數據庫（如氧化鐵、鋁、銅等常見材料），減少人為誤差。

四、典型應用場景

1. 鋼鐵冶金：高爐風口、連鑄坯表面、熱軋帶鋼溫度監測，優化生產工藝，提升產品質量。

2. 有色金屬：鋁電解槽、銅冶煉爐、鈦合金真空熔煉溫度控制，防止過熱或欠熱導致的材料缺陷。

3. 半導體與光伏：Czochralski單晶爐、MOCVD反應腔、PECVD石墨舟溫度均勻性檢測，確保晶圓生長質量。

4. 科研實驗：等離子體診斷、激光材料加工、燃燒火焰溫度場測量，為理論研究提供高精度數據支持。

5. 能源與環保：垃圾焚燒爐、生物質鍋爐、燃氣輪機排氣溫度監測，優化燃燒效率，減少污染物排放。

五、操作與維護指南

1. 安裝與布線

• 光纖彎曲半徑需≥50mm，避免銳角彎折；穿越高溫區時需外加陶瓷纖維套管防護。

• 主機環境工作溫度0～50℃，通過空氣自然對流或附加散熱片即可長期穩定運行。

2. 日常維護

• 探頭窗口每月用無水乙醇擦拭一次，防止灰塵或油污遮擋；主機濾網半年清潔一次，確保散熱效率。

• 校準周期建議12個月一次，可在千野授權實驗室完成，確保測量準確性。

3. 故障排查

• 若溫度顯示異常，首先檢查探頭窗口是否清潔，其次確認光纖連接是否松動，最后檢查主機參數設置（如發射率、波長選擇）是否正確。