1、概述
通過長時間的生產實踐，人們已經認識到，只有利用熱風作為介質和載體才能更大地提高熱利用率和熱工作效果。傳統電熱源和蒸汽熱動力在輸送過程中往往配置多臺循環風機，使之最終還是間接形成熱風進行烘干或供暖操作。這種過程顯然存在大量浪費能源及造成附屬設備過多、工藝過程復雜等諸多缺點。
煉鐵高爐熱風爐按“蓄熱”原理工作的。在燃燒室里燃燒煤氣，高溫廢氣通過格子磚并使之蓄熱，當格子磚充分加熱后，熱風爐就可改為送風，此時有關燃燒各閥關閉，送風各閥打開，冷風經格子磚而被加熱并送出；作用是把鼓風加熱到要求的溫度，用以提高高爐的效益和效率。
高爐熱風爐
2、應用現狀
熱風爐的作用是向高爐內提供熱風，確保高爐內的溫度穩定。熱風爐送風時，溫度一般可達1200度左右，故在爐殼內側需要敷設耐火磚以隔熱，但在熱風爐拱頂的部位，因其外形是半圓狀，故耐火磚在安裝和運行時難免會有一定的縫隙，當熱風爐在進行加熱、燜爐、送風的生產工藝流程時，熱風溫度將在800至1200度之間波動，這樣會加大耐火磚的縫隙，導致耐火磚脫落，若沒有及時發現該隱患，高溫有可能會使熱風爐外殼燒穿，引發安全事故。
- 熱風爐拱頂呈半圓狀，耐火磚在安裝和運行時難免會有一定的縫隙，容易脫落；
- 長期的高溫工作或導致耐火材料的變薄或者脫落，存在安全隱患。
3、紅外熱像儀監測
相比于紅外測溫儀只能顯示物體表面某一小區域或某一點的溫度值，紅外熱成像儀可以同時測量物體表面各點溫度的高低，直觀地顯示物體表面的溫度場，并以圖像形式顯示出來。通過圖像中的顏色即可區分出被測物表面溫度的差異。
熱風爐爐內高溫，當爐壁的耐火材料脫落或者破損時其表面溫度會顯著上升，高于周邊爐壁的溫度，基于此可以通過在線式的紅外熱像儀對熱風爐進行監測，及時發現隱患，做到早發現，早處理，避免事故的發生保證生產的安全、高效。
3.1、系統組成
系統組成示意圖
3.2、熱像儀的選取及分布
紅外分辨率
紅外分辨率指的是熱像儀的探測器像素，與可見光類似，像素越高畫面越清晰越細膩，像素越高同時獲取的溫度數據越多。
分辨率
視場角/FOV
探測器上成像的水平角度和垂直角度。角度越大看到的越廣，如廣角鏡。角度越小看到的越小，如長焦鏡。所以根據不同的場合選擇合適的鏡頭也是相當重要的。
如下圖所示為某一鋼廠的熱風爐紅外熱監控的熱像儀安裝位置俯視圖，現場的安裝點位選擇之后就可以選出合適的焦距的鏡頭，保證成像的效果。
某鋼廠熱風爐紅外熱像儀監控的安裝點位
空間分辨率/IFOV
IFOV是指能在單個像素上所能成像的角度，因為角度太小所以用毫弧度mrad表示。IFOV受到探測器和鏡頭的影響可以發現鏡頭不變，像素越高，IFOV越小。反之像素不變，視場角越小，IFOV越小。同時，IFOV越小，成像效果越清晰。
單像素成像的大小與角度及距離的關系
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測溫范圍
測溫范圍的選擇盡可能選擇能符合要求的小量程進行測試，如果測試60℃的目標，選擇-20~150℃的量程會比選擇0~300℃的量程，熱像圖更加清晰。
測溫范圍是指設備可以測量的最低溫度到最高溫度的范圍，范圍內可具有多個溫度量程。武漢格物優信科技有限公司的615機型的測溫范圍是-20℃-600℃，分為-20℃-150℃，60℃-600℃適用于熱風爐表面的測溫。
4、紅外熱像儀監測的優點
4.1、實時成像
紅熱實時成像功能是紅外熱像儀的主要也是最基本的功能，當網絡的鏈路接通，安裝在電腦中的軟件成功搜索到熱像儀設備之后就可以在電腦端實時查看測量物的熱像圖。
紅外實時圖像
4.2、測溫對象編輯
測溫對象的編輯是為了對圖像中重點關注的測溫區域進行觀測而添加的測溫框；對每個測溫對象進行特征溫度的分析。
測溫對象的添加和移動可以通過測溫對象工具欄實現：
- 點擊所需測溫對象對應的圖標，激活工具。
- 在顯示區域感興趣位置上，點擊鼠標左鍵選取起始點，長按鼠標左鍵并移動鼠標至終點。
- 松開鼠標左鍵，完成測溫對象繪制。
此后選中測溫對象并保持長按鼠標左鍵，測溫對象會添加邊框提示，即可移動測溫對象，在新位置松開鼠標左鍵即可完成移動測溫對象。如下圖所示：
測溫對象添加
4.3、聯動輸出
紅外熱像圖
連續化、自動化是工業生產效率的保障。如上圖所示，紅外熱像圖中包含了每一個像素點的溫度，可以通過添加測溫對象可以針對性的觀測區域的溫度值；通過以太網將測溫對象的特征溫度（最高溫、最低溫、平均溫）回傳到電腦端，然后通過ModBus協議與PLC系統通信。
PLC控制器讀取存儲回傳的測溫對象特征溫度的寄存器中存儲的溫度，然后根據具體的溫度值來指導控制其他設備工作。
4.4、紅外圖像調整
通過修改調色板、調整圖像對比度和亮度，可適應不同的觀測需求。該功能可通過調色板工具和圖像調整工具實現。
目前支持的調色板如下，包括了白熱、黑熱、彩虹、紅飽和、高對比度等常用調色板。
不同的調色板選擇
4.5、數據保存
本軟件支持2種紅外溫度數據保存，分別是單幀溫度和連續幀溫度，對應的格式是BMP和stream。
單幀溫度文件后綴為BMP，點擊保存時，保存當前幀全部像素溫度信息以及熱像儀信息。采用通用圖像軟件打開時，得到紅外圖像、測溫對象統計溫度值及部分熱像儀信息；采用軟件打開時，可獲得全部像素溫度值以及熱像儀信息。
連續幀溫度文件后綴為stream，點擊和保存時，保存當前連續若干幀全部像素的溫度和熱像儀信息。該文件只能通過軟件打開，可獲得連續若干幀的全部像素溫度以及熱像儀信息。
兩種文件默認保存路徑可通過欄進行設置。由于保存連續溫度幀stream占用內存較大，如分辨率為384×288的熱像儀在50HZ幀頻時保存1分鐘連續溫度幀stream需要0.62GB的硬盤空間，因此保存stream文件需要人工控制時長或者選擇慢速錄制。
4.6、離線分析
離線分析主要用于分析在線模式下保存的兩種紅外溫度數據，單幀溫度和連續幀溫度，文件后綴分別為bmp和stream，并根據用戶需求，回放、修正測溫數據，生成專業分析報告。具體的功能有：
- 單幀溫度分析
- 連續幀溫度分析
- 生成報告