在鋼鐵、玻璃、水泥等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線(xiàn)溫度動(dòng)輒500℃以上，卻仍需對(duì)料位、鋼坯位置、火焰狀態(tài)進(jìn)行“毫米級(jí)”實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。工業(yè)高溫傳感器因此成了“眼睛”，但現(xiàn)場(chǎng)工程師常發(fā)現(xiàn)同一款傳感器，在常溫標(biāo)定距離條件下，到了更高溫的環(huán)境卻“看不見(jiàn)”或“看錯(cuò)”十幾毫米。檢測(cè)距離為何被高溫“偷走”？ 首先，空氣聲速隨溫度升高而增大。超聲波傳感器靠“時(shí)差×聲速”算距離，熱空氣密度梯度造成聲線(xiàn)彎曲，使回波能量衰減，相當(dāng)于把有效量程縮短了。
紅外溫度傳感器則受“空氣吸收”與“視場(chǎng)角覆蓋”雙重限制。
激光測(cè)距看似“不怕熱”，但高溫物體自帶1–3µm以上的連續(xù)輻射，恰好落在雪崩光電二極管的敏感區(qū)。以1300℃鋼坯為例，其輻射亮度比20℃背景高5個(gè)數(shù)量級(jí)，即使窄帶濾光片也只能把干擾降低30 dB，結(jié)果30 m標(biāo)稱(chēng)量程在800℃時(shí)退到18 m，且需加裝2%透過(guò)率的衰減片才能避免探測(cè)器飽和。
電感式與電容式傳感器雖無(wú)光學(xué)路徑，卻面臨“熱脹失調(diào)”。
如何給“縮水”的距離“補(bǔ)回來(lái)”？
1.現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償
在傳感器內(nèi)部植入溫度芯片，實(shí)時(shí)修正聲速、發(fā)射功率或諧振頻率。
2.波長(zhǎng)與波段“躲著走”
選用窄線(xiàn)寬激光，配合鎖相放大，可把高溫背景噪聲壓低，使其在高溫環(huán)境仍保持精度。
3.結(jié)構(gòu)“隔離熱”
把敏感元件移至隔熱腔，用耐高溫光纖或波導(dǎo)把“光”或“波”引出來(lái)。
綜上，高溫對(duì)傳感器檢測(cè)距離的限制并非單一因素，而是聲速、空氣吸收、熱輻射、材料特性和電參數(shù)共同作用的結(jié)果。只有把“物理模型＋實(shí)時(shí)補(bǔ)償＋結(jié)構(gòu)隔離”做成系統(tǒng)工程，才能讓工業(yè)高溫傳感器在烈焰旁依然“看得遠(yuǎn)、測(cè)得準(zhǔn)”。
