IMPAC IGAR 12-LO：合金发射率斜率未知时的双色测温方案

IMPAC IGAR 12-LO：合金发射率斜率未知时的双色测温方案

感应加热线上，工件材质换一批，发射率就跟着变。双色测温仪要设的那个斜率值，随合金牌号、氧化层厚薄一起动，等到测出偏差再回头调，往往已经废掉一批料。

IGAR 12-LO 是 IMPAC 的分体式光纤双色高温计，量程覆盖 300 至 2500°C。它在双色与单色之外，还提供一种金属模式，专门应对斜率未知的金属与合金。

图1：IGAR 12-LO 系统。绿色为转换器主机，带显示与操作键；不锈钢护管内为光纤，前端为光学头

一、这台仪器面向什么场合

IGAR 12-LO 由三部分组成：光学头、光纤、转换器。光学头收集到的辐射经光纤送到转换器，电子部分集中在转换器一侧，所以光学头和光纤可以直接待在高温现场。数据表给出的耐温上限是 250°C，不需要外加冷却；带色标的一端位于仪器侧，上限 125°C，敷设时要留意这一点。

转换器因此可以放进控制室或阴凉位置，避免电子元件长期受热。光纤传的是光信号，不受电磁场影响，在感应加热、中频电源等强电磁环境下，不会像长距离电缆那样引入干扰。

IMPAC 在数据表里列出的应用包括感应加热、焊接、铸造、锻造、退火、烧结、轧机、回转窑、玻璃滴料、浇注流，以及研发与激光应用；可测对象包括金属、陶瓷与石墨。

二、双色、单色与金属模式

这些场合的发射率条件差别很大，仪器为此准备了三套测量模式。切换在面板上就能完成，用串口设置也行。

双色模式用两个相邻波长算温度，取的是比值。现场烟尘和窗口污染对两个波长的衰减程度接近，进入比值后大部分会被抵消。因此双色模式在恶劣工况下比单色模式更稳定。抵消有个前提：两个波长的衰减要一样多。视场里一旦出现火焰、水汽这类选择性吸收介质，两个波长的衰减比例不同，比值同样会被带偏。

单色模式按传统方式工作，此时要设置发射率。发射率可调范围 0.1 至 1，步进 0.001。

金属模式针对的是另一种情况：K 因子未知的金属与合金。K 因子即两个波长的发射率之比。这类材料牌号多、表面状态不一致，这个比值很难事先给准。金属模式下不必先确定它就能测量，K 的可调范围是 0.800 至 1.200，步进 0.001。

三、五个子量程与两套波段配置

IGAR 12-LO 把 300 至 2500°C 拆成五个子量程，选型时按被测温度落在哪一段来定：

MB 10 单独用了 1.52 μm 与 1.64 μm 一对波长，其余四段共用 1.28 μm 与 1.65 μm。选型时按量程对应即可。

选型速查：被测温度在 300 至 1000°C 之间选 MB 10；350 至 1300°C 选 MB 13；450 至 1700°C 选 MB 17；500 至 2200°C 选 MB 22；550 至 2500°C 选 MB 25。相邻量程有重叠，同一温度可能落在两段里，按现场常用温度带选一段即可。

每一段内部还能再划子区间，最小跨度 51°C。模拟输出的分辨力按所设量程的 0.025% 计算，用子区间把范围收窄，分辨率随之提高。显示分辨力 1°C，串口读出 0.1°C。

同系列还有短波版本 ISR 12-LO，量程 600 至 3300°C，适用于更高温度的场合。

四、光纤与光学头

量程和波段定下来之后，剩下的事是把现场的辐射收进仪器。这一步靠光纤和光学头完成。

光纤是单玻璃光纤，外套柔性不锈钢保护管。标准配置 2.5 m，可选 5 m、7.5 m、10 m、15 m；30 m 需要按要求订购。

敷设光纤时要注意弯曲半径。红色标记对应 IGAR 12-LO 的 MB 13、17、22、25，短时可到 50 mm，长期敷设 120 mm。蓝色标记对应 MB 10，短时 100 mm，长期 300 mm。低于这个数，损耗会上升，长期弯折还可能损伤光纤。

光学头分两种。I 型体积小，适合位置狭窄的现场。II 型个头大一些，能做出更小的光斑，有固定调焦与可调焦两种设计。

II 型光学头固定调焦、配 IGAR 12-LO 中高量程时，光斑随距离的变化如下：

可调焦款提供六个距离区间，每个区间内都能调焦，把光斑收到所需尺寸。同样按 MB 13、17、22、25 计，六组区间与对应的光斑范围如下：

焊点、丝材、小型感应加热工件的尺寸本来就小，0.45 mm 的光斑才测得准。非聚焦距离下的光斑尺寸，可以用配套的 InfraWin 软件算出来。瞄准用内置激光，功率低于 1 mW，波长 630 至 680 nm，属 CDRH class II。

五、响应速度与信号处理

光斑和对焦解决的是测哪里、测多准。目标一旦在动，对速度的要求就上来了。

曝光时间标注为 t90 2 ms。信号弱时它会自动延长，手动设置可到 10 s。浇注流、快速锻造的目标移动快，温度跳变也明显，2 ms 的响应能把整个过程记下来。遇到低温弱信号，仪器自己会把节奏放慢，避免读数乱跳。

最大值存储可以选单次或双次。清除方式有三种：按定时清除，间隔可选 0.01 s、0.05 s、0.25 s、1 s、5 s、25 s；外部触发清除；或者下一个被测物到来时自动清除。浇注、焊接等一次性过程，用它抓峰值比较方便。

内置的镜头污染监控会持续判断镜片脏污程度，超时报警。光学头装在炉口、浇注位，积灰是常态。靠人定期巡查容易漏掉，有个报警信号更省事。

六、接口、显示与系统集成

测出来的数据要送进 PLC、记录仪或上位机。

模拟输出可在 0 至 20 mA 与 4 至 20 mA 之间切换，负载上限 500 Ω，接到 PLC 或记录仪都不成问题。数字侧走 RS232 或 RS485，半双工，波特率 2.4 至 115.2 kBd。电源、模拟输出与数字接口之间做了电气隔离，现场共地干扰不容易串进来。

供电为 24 VDC（15 至 40 VDC）或 24 VAC（12 至 30 VAC），电流消耗不超过 600 mA。转换器面板上是 4 位 7 段 LED 显示，字高 13 mm，现场直接读数够用。

需要接产线控制时，可以配 PI 6000 控制器、DA 6000 系列显示表，或者用协议转换器接到 Profibus-DP、ProfiNet。订购时容易漏掉一点：转换器到系统的连接电缆不随主机发货，需要单独选。

七、主要指标

数据表注明，该机型的技术数据依据 VDI/VDE IEC TS 62942-2 确定，校准与调整按 VDI/VDE 3511 第 4.4 部分执行；交付时随附出厂证书、InfraWin 软件与用户手册，转换器重 2.2 kg。

八、技术咨询与服务支持

上海明策光电技术有限公司作为 IMPAC 品牌在中国的授权代理商，提供包括技术咨询、产品选型、安装指导、调试校准、维修保养在内的服务。