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矿石温度的检测方法主要取决于工艺场景、所需的精度以及是否要求连续测量。矿石温度的检测在采矿、选矿、冶炼、运输及安全监控等多个环节中具有重要意义,例如:判断矿石是否自燃(如煤矸石、硫铁矿)、监控冶炼炉料温度、评估爆破后岩体热状态,或保障皮带输送系统安全。
1. 红外测温(非接触式)——常用方法
红外测温通过检测矿石表面发射的红外辐射能量来推算其温度,无需接触,响应快,适合移动或高温矿石。
原理:所有物体在绝对零度以上都会发射红外辐射,辐射强度与表面温度相关(遵循斯特藩-玻尔兹曼定律)。
设备类型:
手持式红外测温枪:适用于点测,如检查堆场局部热点;
固定式红外测温仪:安装在皮带机、料仓出口等位置,连续监测;
红外热像仪:可生成温度分布图像,快速识别异常高温区域(如自燃隐患点)。
关键参数设置:
发射率(Emissivity):矿石表面粗糙、颜色深,发射率通常设为 0.85–0.95(如煤炭约0.90,铁矿石约0.88),需根据实测校准;
测量距离与视场角(D:S比):确保目标完全覆盖测温光斑;
环境补偿:避免水汽、粉尘、烟雾干扰(可加装吹扫装置或防护窗口)。
优点:非接触、响应快(毫秒级)、可测高温(>1000°C);
局限:仅测表面温度,不能反映内部;受灰尘、蒸汽、反射光干扰。
典型应用:煤矿矸石山自燃监测、烧结矿出炉温度、回转窑进料温度。
2. 热电偶或热电阻(接触式)——高精度定点测量
将温度传感器直接插入或贴附于矿石中,适用于实验室、静态堆料或工艺控制点。
热电偶(如K型、S型):测温范围宽(K型:-200~1300°C),耐振动,常用于工业现场;
热电阻(如Pt100):精度高(±0.1°C),但上限较低(通常<600°C),适合中低温;
安装方式:
插入矿石堆内部(需预埋或钻孔);
固定在溜槽、料斗壁面,间接反映矿石温度;
与取样结合,在实验室测定新鲜矿样的内部温度。
优点:精度高、可测内部温度;
局限:响应慢、易损坏、不适用于移动或高温流动矿石;长期使用易被磨损或腐蚀。
典型应用:实验室矿石氧化升温试验、冶炼厂原料仓温度监控。
3. 光纤测温技术——特殊场景高可靠性方案
利用光纤作为传感元件,通过拉曼散射或荧光衰减原理测温,特别适合强电磁干扰、易燃易爆或长距离监测。
分布式光纤测温(DTS):一根光纤可连续测量数公里范围内的温度分布,空间分辨率可达1米;
优势:
本质安全(无电、防爆);
抗电磁干扰;
可埋入矿堆内部实现三维温度场监测;
缺点:成本高、安装复杂、响应速度较慢(秒级);
应用场景:大型煤堆/矸石山自燃预警、地下矿仓火灾监测。
4. 热成像+AI智能分析——新兴趋势
将红外热像仪与人工智能算法结合,自动识别高温区域、预测自燃风险。
系统可设定温度阈值(如>70°C触发报警);
结合历史数据和气象信息,评估升温速率;
广泛应用于智慧矿山、露天矿边坡监测。
5. 间接估算方法(辅助手段)
在无法直接测温时,可通过其他参数间接推断:
气体分析法:检测CO、CO₂浓度(矿石自燃早期会释放CO),反演温度趋势;
颜色判断:高温矿石(如>500°C)会呈现暗红至亮红色(目视或摄像头识别),但主观性强;
热平衡模型:结合环境温度、风速、矿石成分,建立传热模型估算温度。
来源:网络
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