1.热电偶方式（十字测温）：
为了检测高炉炉顶料面温度采用热电偶的方式。由于一般热电偶保护管没有足够的强度，因此采用专用的“钢结构”将热电偶支撑在需要测量的位置上，这种方式称作十字测温。由于炉顶温度可能高达800℃，这种钢结构采用水冷却的方式。
十字测温方式是将炉顶料面按相互垂直的直径方向配置热电偶，数量在17~21点。
十字测温在结构上可分为：对插式和悬臂式。
图1 对插式
图2 悬臂式
对插式与悬臂式在结构上从图1与图2来看有较大的区别。对插式是80年代开始在宝钢1#高炉使用，宝钢2#高炉也使用这种结构，这种结构安装、维护困难。悬臂式是90年代在宝钢3#高炉开始使用，相对对插式安装、维护要方便很多。
悬臂式测温点接近料面，因此测量的温度值更接近料面温度。
这两种十字测温方式如果仅从“料面温度”的检测来看悬臂式要优于对插式；如果要分析煤气流的分布来看，对插式要优于悬臂式。
这两种十字测温方式如果从使用故障率来看，悬臂式的故障要多于对插式，因为热电偶的前端悬臂式更
接近料面温度更高，另外受到“料流”的冲击力悬臂式更大，再有从对布料影响来看，悬臂式影响要大一点。
2.红外辐射方式（红外热图像仪）：
红外辐射是自然界存在的一种最广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量。分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大；反之，辐射的能量愈小。红外线辐射的能量可用物体表面的温度来度量，辐射的能量愈大，表明物体的表面温度愈高。反之，表明物体的表面温度愈低。目前红外热图像仪使用的波段为3～5μm或8～14μm。高温测温宜选用较短的工作波长，低温测温宜选用较长的工作波长，由于大多被目标尺寸小、辐射能量低，一般缺陷温度低于500K，因此应选择长波8～14μm的工作波长。表1中是对应不同波段的峰值波长范围和温度范围。
表1 不同波长对应温度范围
根据表1，高炉炉顶料面温度检测，应该选3~15μm范围的中红外和远红外检测元件。3—5μm中红外传感器有： HgCdTe 光电导型（PC型：photoconductive）和 InSb光电型（PV 型：photovoltaic），8—14μm ：远红外传感器有：HgCdTe 光电导型。
利用红外测温的技术在“单点”测量上（简称：辐射温度计）已经普遍的被使用，这种方式已经使用在热风炉拱顶测温上，现在也被使用在铁水温度检测上。而“多点”测量（又称：热图像仪或热成像仪）多数应用在便携方式上。热图像仪在80年代时已经使用在宝钢1#高炉上。宝钢2#、 3#也装备了热图像仪。当时在日本、卢森堡的个别高炉上也有类似的装备。
当时应用在高炉上的热图像仪是一种“光-机扫描”方式的，称作为第一代热图像仪，它是把单个传感元件和对空间目标进行二维扫描的扫描镜组合在一起，获得红外图像。
图3 光机扫描方式的热图像仪
光机扫描方式的热图像仪的像素一般是100×100，每幅图像的检测时间在2~4秒。
随着红外元件制造技术的进步在90年代初，已经有“线阵”的红外检测元件生产。称作第二代热图像仪，虽然还是“光机扫描”方式，但只要换行扫描即可，速度提高了百倍。
图4 线阵行扫描方式热图像仪
这种方式在高炉上没有使用实例，但线阵红外检测方式在回转窑的窑外温度检测上已经有使用实例。
近年来，红外热成像技术已从光机扫描方式发展到红外焦平面凝视成像技术，这种成像技术采用了将单个红外检测元件“集成”为一个面阵，将物体表面的热辐射同时被这“面阵”检测，类似于CCD成像技术。为了抑制环境温度所造成的“背景噪声”，检测器件要进行“强制”制冷。在90年代中期研制成功的非制冷型红外焦平面技术又使红外成像技术走向一个新的里程碑。1994年美国Honeywell公司首次研制成功“非制冷型微热敏电阻焦平面”，1996年美国Amber公司又推出型号为Sentinel的军民二用红外焦平面热图像仪。
目前美国Agema 、 Delta、 Design公司，日本NEC公司都有这方面的产品。这种产品的性能指标：温度分辨率0.1℃、量化等级12bit、像元素320×240、帧频30HZ/s（每幅图像的成像时间是0.0333秒）。
图5 红外焦平面方式热图像仪
由于是一次成像，其检测速度达到每幅图像检测时间是1/30秒，也就是每秒为30帧，完全达到“视频”格式；不但检测温度，也能做到“动态检测“，这种红外热图像仪不仅测量料面温度，同时能检测溜槽的动作状况。
热图像仪安装在高炉炉顶上，而高炉是一个封闭的、炉内有高达0.25Mpa的压力、煤气流中有高达几十g/m3的粉尘和高达800℃的温度，另外炉顶环境也很恶劣。因此热图像仪不能直接安装在高炉上使用，需要一个窗口结构来安装“娇嫩”的热图像仪。
3．十字测温与热图像仪的使用比较：
在高炉操作中要了解炉顶料面上的煤气流，是高炉工长最需掌握的问题。由于高炉是一个高温、高压、
高粉尘的封闭体，目前还没有直接测量煤气流的技术装备，因此只能测量煤气流有直接关系的物料表面的温度场。采用热图像仪是最佳的选择，而选择十字测温的方法，是在热图像仪技术没有过关情况下的选择。从应用角度来看，热图像仪是测量炉顶物料表面的温度场，而十字测温的所测温度有“某些区域平均”的含义。再有热图像仪所测量的温度具有数万个“温度点”，因此可以对高炉的运行状况进行管理：通过最高温度在区域上的变化趋势来分析“煤气流中心”的变化（也就是有没有“偏心”）；可以对应炉顶的多个位置进行温度值的变化跟踪，了解这些位置有没有悬料、有没有崩料；对任意直径方向的温度变化曲线等。红外焦平面方式的热图像仪不仅能测温，同时还具有“成像功能”，因此还能监视溜槽的动作状况。
铁水温度图6 热图像仪检测的高炉炉顶料面温度场
图7 十字测温炉顶温度
4. CCD成像与热图像仪的差别：
热图像仪早在70年代已经在高炉炉顶上应用，我国也在80年代开始在高炉炉顶应用热图像仪，由于当时热图像仪是一个很贵的设备（一块插件板要5万美元）；另外是光机扫描结构，一幅图像的检测时间要4秒，只能检测不能成像。随着高炉冶炼技术的提高，高炉需要对高炉炉顶进行更多的检测，由于红外技术在90年代还属于“军事”范畴内，在民用上受到控制。直到海湾战争结束，非制冷红外焦平面技术才得以公开并在民用上有所利用。因此红外技术在90年代高炉上的应用是一个“空白”期。在此时CCD技术开始在高炉上有所应用。
90年代中期有些单位（北京明特克冶金炉技术有限公司、北京科技大学等）将CCD成像技术应用于高炉
炉顶，在高炉炉顶温度低的时候采用外加辅助光，炉顶温度高的时候可以不加辅助光进行成像。这种技术在上钢一厂2500m3高炉炉顶上（据了解早已停止使用），另外沙钢5800m3高炉炉顶也有这样的装置，通过这种装置可以看到溜槽的动作和料面状况。但是，这种成像方式是应用了近红外技术，在温度低于400℃的时候其温度响应灵敏度很低，因此不能测量400℃以下的温度。而高炉炉顶料面温度大部分时间在400℃以内，即使中心区域温度高于400℃，而边缘的大部分区域温度低于400℃。因此这项技术不具有先进性。它仅仅是CCD技术在高炉上的一种应用。图7 是沙钢5800m3高炉炉顶应用CCD技术的视图，其温度场的“数据”是经过一种叫做“伪彩”技术软件而得出的，其结果与图6有很大的差别。
由于可见光成像技术和热图像仪技术，只有在成像这一技术上具有一致性，但在成像的机理上完全不同。因此，在高炉炉顶的应用上具有完全不同的目的。
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