GB/T 35141-2017 插入式红外辐射测温仪技术规范

　　ICS 17 . 200 . 20;25 . 040 . 40 N 1 1

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 35141—2017

　　插入式红外辐射测温仪技术规范Specificationsforinsertiontypeinfraredradiationthermometer

　　2017-12-29 发布 2018-07-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 35141—20 17

　　GB/T 35141—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国机械工业联合会提出。

　　本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会(SAC/TC 124)归口 。

　　本标准起草单位：河北省计量科学研究所、中国航天空气动力技术研究院、河北省计量监督检测院、天津市计量监督检测科学院、上海工业自动化仪表研究院。

　　本标准主要起草人：康志茹、郭强、蔡捷伟、陈素、刘红彦、李杰、肖红练、田昀、陈昊、刘敏。

　　GB/T 35141—20 17

　　引 言

　　插入式红外辐射测温仪是结合了接触测温和辐射测温两种特点的测温仪表，因此同时具有辐射测量可测高温以及接触式测温准确度高的优点，且价格低、使用方便，广泛应用于冶金、冶炼等行业生产过程中的温度测量和控制。

　　由于没有统一的国家标准，各厂家按自己的企业标准进行生产，使得产品质量参差不齐，在使用中不能保证温度测量的准确度。

　　本标准统一了技术参数、误差公式的表述、试验方法、数据处理等，对仪表测温的准确度提出了较高要求，可规范仪表的生产，对行业发展起到促进作用。

　　GB/T 35141—20 17

　　插入式红外辐射测温仪技术规范

　　1 范围

　　本标准规定了插入式红外辐射测温仪(以下简称“测温仪”)的术语和定义、原理和结构、产品分类和基本参数、技术要求、试验设备和试验方法、检验规则、标识、包装、运输和贮存要求。

　　本标准适用于测温范围 800 ℃ ~1 600 ℃, 以刚玉管为测温探头，连接光电转换器及显示仪表输出温度值的测温仪。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 13384—2008 机电产品包装通用技术条件

　　GB/T 18271 . 3—2000 过程测量和控制装置 通用性能评定方法和程序 第 3 部分：影响量影响的试验

　　GB/T 25475—2010 工业自动化仪表 术语 温度仪表

　　GB/T 25480—2010 仪器仪表运输、贮存基本环境条件及试验方法

　　JJF 1001—2011 通用计量术语及定义

　　3 术语和定义

　　GB/T 25475—2010 和 JJF 1001—2011 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　红外辐射测温仪 infraredradiationthermometer

　　利用热辐射体在红外波段的辐射通量来测量温度的仪表。

　　3.2

　　光电转换器 photoelectrictransducer

　　将光信号转换成电信号的器件。

　　4 原理和结构

　　测温仪由刚玉管、光电转换器和显示仪表组成。 在测量温度时，将刚玉管插入到被测介质内，刚玉管测量端与被测介质达到热平衡时，光电转换器将亮度温度转换成直流电压信号，由显示仪表显示温度值 。测温仪结构示意图见图 1 。

　　图 1 测温仪结构示意图

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　　5 产品分类和基本参数

　　5 . 1 产品分类

　　测温仪按使用方式分为：

　　— 普通型;

　　— 高压型。

　　注：根据需要，允许用户使用其他类型的测温仪。

　　5 . 2 基本参数

　　5 . 2 . 1 测温范围

　　测温仪测温范围为 800 ℃ ~1 600 ℃ 。

　　5 . 2 . 2 刚玉管尺寸

　　刚玉管的公称直径 D 为：φ10 mm、φ16 mm、φ20 mm、φ25 mm。

　　刚玉管的长度 L 为：500 mm~2 000 mm。

　　注：根据需要，允许用户使用其他尺寸的刚玉管。

　　5 . 2 . 3 材料

　　刚玉管材料采用纯度为 99%以上的 Al2 O3 ,烧结温度 1 760 ℃ ~1 830 ℃ ,耐热温度高于 1 700 ℃ 。刚玉管与光电转换器的连接处采用抗变形、抗氧化、耐高温、防腐蚀的材料。

　　5 . 2 . 4 安装和连接

　　根据被测炉窑要求，选择长度合适的刚玉管，插入深度不少于 300 mm。

　　普通型测温仪的安装方法与热电偶基本相同。 安装和连接线路见图 2 。

　　图 2 普通型测温仪安装示意图

　　高压型测温仪主要用于各种高压密封腔体，安装时刚玉管从炉壁测温孔缓慢插入被测介质中，可垂直或水平插入，插入后用法兰密封紧固。 线路连接方法与普通型相同。 安装和连接线路见图 3 。

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　　图 3 高压型测温仪安装示意图

　　5 . 2 . 5 正常工作条件

　　测温仪应能在下述条件下正常工作：

　　— 电源电压：AC 220 V±22 V;

　　— 电源频率：50 Hz±2.5 Hz;

　　— 环境温度：光电转换器环境温度：室温 ~80 ℃;显示仪表环境温度：室温 ~50 ℃ ;

　　— 相对湿度：≤85% ;

　　— 无振动。

　　6 技术要求

　　6 . 1 装配质量和外观

　　测温仪装配质量和外观应满足下列要求：

　　— 各部分装配正确、可靠、无缺件;

　　— 测温仪结构件应有良好的表面处理，金属件不应有脱落、锈蚀、划伤等现象;

　　— 测温仪各功能键不应松动、破损，在工作状态下应具有相应的功能，且灵敏可靠;

　　— 刚玉管应无砂眼、气孔、裂纹、整体无弯曲;刚玉管与金属件连接应牢固，无松动;光电转换器的光学系统应清洁，无明显擦伤、霉斑、划痕等缺陷;

　　— 显示仪表显示读数应清晰、无叠字、亮度均匀，不应出现笔画残缺现象;

　　— 测温仪上的标志应清晰、端正、正确，应标明刚玉管长度、规格型号。

　　6 . 2 基本误差

　　测温仪示值的基本误差不应超过制造厂规定的最大允许误差，一般分为以下几个等级，见表 1 。

　　表 1 测温仪示值最大允许误差

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　　6 . 3 稳定性

　　测温仪三个月的稳定性不应超过最大允许误差的绝对值。

　　6 . 4 安全性能

　　6 . 4 . 1 绝缘电阻

　　测温仪显示仪表的绝缘电阻应不小于表 2 中的要求。

　　表 2 各端子间绝缘电阻

　　6 . 4 . 2 绝缘强度

　　测温仪的显示仪表按表 3 的要求进行试验时应无击穿和飞弧现象产生。

　　表 3 绝缘强度试验电压

　　6 . 5 影响量试验

　　6 . 5 . 1 环境温度影响

　　当光电转换器在室温 ~80 ℃的温度下工作时，测温仪基本误差应符合 6 . 2 的要求。

　　6 . 5 . 2 电源电压变化

　　电源电压在 220 V±22 V 内变化时，测温仪基本误差应符合 6 . 2 的要求。

　　6 . 5 . 3 振动

　　测温仪按表 4 规定的参数进行振动试验后，其基本误差应符合 6 . 2 的要求。

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　　表 4 振动试验参数

　　6 . 6 抗运输环境性能

　　6 . 6 . 1 高温贮存

　　测温仪在最高温度为 55 ℃ ±2 ℃的高温环境下贮存后，其基本误差应符合 6 . 2 的要求。

　　6 . 6 . 2 低温贮存

　　测温仪在最低温度为-25 ℃ ±2 ℃的低温环境下贮存后，其基本误差应符合 6 . 2 的要求。

　　6 . 6 . 3 恒定湿热

　　测温仪在湿热条件下贮存后，其基本误差和绝缘电阻应符合 6 . 2 和 6 . 4 . 1 的要求。

　　6 . 6 . 4 冲击

　　测温仪在运输包装条件下，应能承受 GB/T 25480—2010 规定的冲击试验，试验后包装件应无损坏，基本误差应符合 6 . 2 的要求。

　　7 试验设备

　　7 . 1 标准器

　　二等标准铂铑30 -铂铑6 热电偶，二等标准铂铑10 -铂热电偶。

　　7 . 2 标准器配套设备

　　7 . 2 . 1 高温炉

　　高温炉长度不少于 600 mm, 测温范围 800 ℃ ~ 1 600 ℃ ,炉内最高温度点偏离炉中心不得超过20 mm。 在炉温最高点±20 mm 内，温度梯度 ≤1 ℃ / cm。 在测量过程中，炉温变化应 ≤0 . 5 ℃ 。

　　7 . 2 . 2 电测设备

　　准确度等级不低于 0 . 05 级的数字多用表，或具有同等准确度等级的其他电测仪表。

　　7 . 2 . 3 冰点恒温器

　　冰点恒温器在工作区域内温场均匀度在 0 ℃ ±0 . 02 ℃范围内。

　　注：也可使用整套测温标准装置总不确定度不大于测温仪最大允许误差的 1/3 的其他设备。

　　7 . 3 其他设备

　　用于安全性能试验、影响量试验和抗运输环境性能试验的设备应齐全，并符合有关标准中的规定。

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　　7 . 4 溯源

　　所有计量仪器仪表应具有有效的检定证书或校准证书。

　　8 试验方法

　　8 . 1 试验条件

　　8 . 1 . 1 环境条件

　　温度：15 ℃ ~35 ℃ ;

　　相对湿度：30%~85% ;

　　气压：86 kPa~106 kPa。

　　8 . 1 . 2 电源条件

　　电源电压：AC 220 V±22 V;

　　电源频率：50 Hz±2.5 Hz。

　　8 . 1 . 3 其他条件

　　设备周围应无强烈振动及腐蚀性气体存在，应避免其他冷、热源影响。

　　8 . 2 装配质量和外观

　　用目测法检查测温仪的装配质量和外观是否满足要求。

　　8 . 3 性能试验

　　8 . 3 . 1 试验温度点的选取

　　温度点一般应选择测温仪的下限、上限及中间点，也可根据需要，选择实际常用温度点。

　　8 . 3 . 2 基本误差试验

　　将测温仪的刚玉管和二等标准热电偶的测量端用细铂铑丝捆扎在一起，确保二等标准热电偶和测温仪的刚玉管的测量端在同一几何位置，然后缓慢插入检测炉最高温区中心并加以固定。 热电偶参比端正负极与铜导线连接，并分别插入一端封头的玻璃管中，管口用棉花塞紧，玻璃管外径约为 8 mm,插入冰点恒温器的深度约 150 mm, 再将铜导线连接到数字多用表。 当温度达到测温点后，至少恒温 30 min,再进行测量。 记录测温仪的显示值和数字多用表的读数，其顺序为：标准→ 被检→ 被检→ 标准，取两次读数平均值计算测温仪的基本误差。 整个检测过程中炉温变化不得超过 0 . 5 ℃ 。

　　测温仪基本误差按式(1)进行计算：

　　Δt=t1 -t2 ……………………( 1 )

　　式中：

　　Δt—测温仪基本误差，单位为摄氏度(℃) ;

　　t1 —测温仪读数平均值，单位为摄氏度(℃) ;

　　t2 —标准器读数平均值，单位为摄氏度(℃) 。

　　8 . 3 . 3 稳定性

　　测温仪稳定性按照基本误差测量的方法，温度点选在上限、下限或常用温度点，检测炉在测温点温

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　　度恒定后，在三个月内测量测温仪示值变化量，一般每月测量一次，三个月内不少于三次。

　　测温仪稳定性按式(2)进行计算：

　　ts =tm -tn ……………………( 2 )

　　式中：

　　ts —温度稳定性，单位为摄氏度(℃) ;

　　tm —温度测量的最大值，单位为摄氏度(℃) ;

　　tn —温度测量的最小值，单位为摄氏度(℃) 。

　　8 . 4 安全性能

　　8 . 4 . 1 绝缘电阻

　　在环境温度为 15 ℃ ~35 ℃ ,相对湿度为 45%~75%的条件下，断开显示仪表电源，用额定直流电压为 500 V 的绝缘电阻表按表 2 对显示仪表规定的部位进行测量，测量时稳定 5 s,读取绝缘电阻值。

　　8 . 4 . 2 绝缘强度

　　在环境温度为 15 ℃ ~35 ℃ ,相对湿度为 45%~75%的条件下，断开显示仪表电源，按表 3 的规定在各对接线端子之间施加试验电压，在 5 s~10 s 内缓慢平稳地升至电压规定值，保持 1 min,然后缓慢平稳的降低电压至零。 同时观察是否有击穿和飞弧现象产生。

　　8 . 5 影响量的影响

　　8 . 5 . 1 环境温度影响

　　将光电转换器放在恒温箱内，选一稳定光源为转换器提供辐射信号，待显示仪表示值稳定后，记录室温和显示仪表示值，之后逐渐升高恒温箱温度，当恒温箱升温到 80 ℃,待稳定后保持时间 30 min,读取测温仪示值，两次示值的变化量不超过基本误差的二分之一 。试验结束后再检查其基本误差。

　　8 . 5 . 2 电源电压变化

　　当测温仪电源电压为 220 V、198 V、242 V 时，分别按 8 . 3 . 2 的规定进行基本误差试验。

　　8 . 5 . 3 振动

　　试验按表 4 的参数，按 GB/T 18271 . 3—2000 的规定进行。 试验后 目检被测元器件是否变形或破裂，机械状况是否良好。 试验结束后进行基本误差试验。

　　8 . 6 抗运输环境性能

　　8 . 6 . 1 高温贮存

　　试验按 GB/T 25480—2010 的规定进行，将测温仪在简易包装条件下，放入恒温恒湿试验箱中。 试验温度为 55 ℃ ±2 ℃ ,持续时间 16 h。 恢复后进行基本误差试验。

　　8 . 6 . 2 低温贮存

　　试验按 GB/T 25480—2010 的规定进行，将测温仪在简易包装条件下，放入恒温恒湿试验箱中。 试验温度为-25 ℃ ±2 ℃ ,持续时间 16 h。 恢复后进行基本误差试验。

　　8 . 6 . 3 恒定湿热

　　试验按 GB/T 25480—2010 的规定进行，将测温仪在简易包装条件下，放入恒温恒湿试验箱中。 试

　　GB/T 35141—20 17

　　验温度为 55 ℃ ±2 ℃ ,相对湿度为 93%±3%,保持 12 h。 恢复后进行基本误差试验及绝缘电阻试验。

　　8 . 6 . 4 冲击

　　试验按 GB/T 25480—2010 的规定进行，试验后进行基本误差试验。

　　9 检验规则

　　9 . 1 总则

　　为了检验测温仪产品是否符合本标准规定的技术要求，应进行出厂检验和型式检验。

　　9 . 2 出厂检验

　　每台测温仪应经检验合格，并附有产品合格证方可出厂。

　　出厂检验项目及顺序按表 5 的规定。

　　表 5 出厂检验项目

　　9 . 3 型式检验

　　有下列情况之一时应进行型式检验：

　　a) 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定;

　　b ) 正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，影响产品性能时;

　　c) 产品长期停产再恢复生产时;

　　d) 国家质量监督机构提出型式检验的要求时。

　　型式检验项目见表 6 。

　　表 6 型式检验项目

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　　表 6(续)

　　10 标志、包装、运输与贮存

　　10 . 1 标志

　　产品应有铭牌，铭牌上应标志以下内容：

　　a) 制造厂名、厂址;

　　b ) 产品名称、规格型号;

　　c) 生产日期;

　　d) 出厂编号;

　　e) 主要技术参数，例如基本误差、测温范围。

　　10 . 2 包装

　　测温仪的包装应符合 GB/T 13384—2008 的要求。

　　10 . 3 运输

　　测温仪在运输过程中应防止强烈振动、挤压、碰撞、潮湿、倒置、翻滚等。

　　10 . 4 贮存

　　测温仪的贮存环境应通风良好，无腐蚀性气体，环境温度为-25 ℃ ~+55 ℃ 。