真空爐作為高溫材料處理的核心設備,其溫度測量與控制的精度直接影響產品質量與工藝穩定性。傳統熱電偶與新興紅外測溫技術的競爭,成為工業領域的技術焦點。
熱電偶與紅外測溫儀的核心對比
1. 熱電偶的局限性
原理與優勢
熱電偶基于塞貝克效應,通過接觸式測量將溫度轉化為電信號,適用于1200℃~1800℃高溫環境,安裝簡便且成本較低。
真空環境缺陷:
測量滯后性
熱電偶需通過物理接觸傳導熱量,響應時間長達數秒至數分鐘,導致控溫系統存在“時滯現象”
輻射熱干擾
真空爐內加熱元件裸露,熱電偶易受輻射熱影響,實測溫度高于物料真實溫度。
維護成本高
長期高溫工作易使熱電偶老化,壽命僅幾周至數月,且真空密封要求嚴苛,維護頻繁。
2. 紅外測溫儀的技術突破
非接觸式測量
通過檢測物體表面紅外輻射能量計算溫度,避免接觸式測量的物理干擾,尤其適合旋轉、移動或危險目標。
性能優勢:
響應速度
毫秒級響應(如15ms),實時捕捉溫度變化,提升控溫精度。
抗干擾能力
雙色紅外技術(比值法)可消除煙霧、灰塵、水蒸氣及部分遮擋的影響,適應復雜工況。
寬溫區覆蓋
支持150℃~4000℃范圍,覆蓋真空爐全流程需求。
真空環境適配性
通過短波長(0.8~1.1μm)設計減少氣體吸收干擾,結合PID算法優化信號處理,確保真空環境下穩定性。
對比結論:在真空爐高溫、高壓、快速變溫場景中,紅外測溫儀在響應速度、抗干擾性及長期可靠性上顯著優于熱電偶。
紅外測溫儀選型關鍵參數
1. 核心性能指標
測溫范圍與精度
需匹配工藝要求,例如碳化硅晶體生長需2500℃~3000℃雙色測溫儀,精度需≤0.75%FS。
光學分辨率(距離系數)
高分辨率(如280:1)確保小目標(≥2mm)的精準測量,避免背景輻射干擾。
響應波長選擇
真空環境下優先選用0.8~1.1μm短波設備,減少氣體分子吸收影響。
抗干擾設計
需具備電磁屏蔽、抗氧化涂層及信號濾波功能,應對真空爐內高頻感應加熱干擾。
2. 功能擴展需求
數據接口
支持4~20mA、RS485等輸出,兼容PLC或溫控器實現閉環控制。
可視化輔助
集成激光瞄準或視頻目鏡,便于安裝校準與實時監控。
環境適應性
耐高溫透鏡(如藍寶石)與不銹鋼外殼,確保長期穩定運行。
3. 雙色 vs. 單色技術
雙色優勢
通過兩個波長比值計算溫度,降低發射率誤差與局部遮擋影響,適合表面氧化或污漬的物料。
單色適用場景
發射率穩定的均質材料(如金屬),成本較低。
中科紅外測溫儀的技術亮點與應用案例
1. 產品技術優勢
高精度雙色測溫
采用Si-Si探測器與雙膠合透鏡,測溫范圍600~3000℃,重復精度達0.2%,滿足真空爐超高溫需求。
智能抗干擾設計
內置控制算法與補償功能,有效抑制電磁干擾與信號波動。
工業級耐用性
IP65防護等級、抗氧化涂層及不銹鋼外殼,適應真空、氫氣等苛刻環境。
2. 典型應用場景
真空熱壓爐
實時監測碳化鎢燒結溫度,替代熱電偶減少維護成本,控溫精度提升30%。
晶體生長爐
通過300:1光學分辨率精準測量晶體溫度,誤差≤±1℃,保障晶體均勻性。
熱風爐拱頂
在壓力波動與振動環境中,雙色技術實現±5℃穩定性,壽命延長至3年以上。
3. 客戶價值