随着科技的发展,各行各业对钢材的需求量不仅越来越大,而且对质量的要求也是越来越高。精确测量钢水的温度可以提高钢铸工件的合格率,降低燃料成本,是推动钢铁自动化生产必不可缺的一步。目前通常采用红外测温技术全面监测冶炼炉中的钢水温度。但由于生产现场环境复杂,工作过程中受到环境温湿度、测温距离、发射率和粉尘等多种因素的影响,限制了测温精度。因此,本文将针对主要的影响因素,提出有效的温度补偿方法,以提高红外测温精度。通过对钢铁生产现场实际考察发现,与其它影响因素相比,测温距离和环境温度对红外测温精度的影响最为明显。所以本文将针对测温距离和环境温度的影响展开详细分析。针对测温距离带来的红外线发散问题,首先分析了传统红外光学系统的工作原理,改进出了目视瞄准和红外接收共光路光学结构。结合光学外形尺寸给出了物镜、场镜、转像镜以及目镜的各项技术参数。根据钢水温度范围设计了反射型滤光片,将近红外反射给探测器,可见光透射给目镜。其次针对测温距离带来的红外线衰减问题,分别提出了软件补偿和硬件补偿方法。通过实验从测温精度和测温视场等方面进行比较,最终选择硬件补偿方法。针对环境温度的影响,首先从标定实时性和标定精度等方面对比了多种温度标定方法。最终选择黑体标定法进行标定实验,得到钢水温度与电压幅度的映射关系。还分析了探测器饱和度、黑体增益和电路放大倍数分别对标定的影响,建立了准确度高、测温范围宽的测温模型。然后在此模型的基础上,使用恒温箱和黑体炉进行模拟实验,找出不同黑体温度下环境温度对红外测温的影响,进而建立环境温度补偿模型。最后将光学系统和温度补偿模型结合在一起来提高红外测温精度,保证钢铁生产安全、稳定地进行。本文在钢铁生产现场测试了红外测温系统的准确性和稳定性。实验结果表明:改进后的红外光学系统可以清晰地观察到钢水位置并选择测量区域。并且加载温度补偿模型的红外测温系统在不同的测温距离和环境温度下测温时,其平均相对误差均低于0.39%。因此,本文提出的温度补偿模型可以有效抑制测温距离和环境温度对红外测温精度的影响,对研究高精度钢水红外测温技术有重要参考价值。