Aplicarea termometrului cu infraroșu în producția de laminare din oțel
1. Introducere
În procesul de producție modern de laminare a oțelului, pentru a asigura calitatea fizică a plăcii de oțel, laminarea și răcirea controlată a plăcii de oțel necesită anumite mijloace de măsurare și detecție a temperaturii. Caracteristicile de înaltă precizie și fiabilitate puternică ale termometrului cu infraroșu pot oferi o măsurare eficientă, precisă și fiabilă a temperaturii plăcii de oțel, astfel încât să îmbunătățească calitatea produsului, să reducă consumul și să crească productivitatea.
2. Compoziția termometrului cu infraroșu
Termometrele cu infraroșu, cunoscute și sub numele de termometre cu radiații infraroșii, determină temperatura obiectului măsurat prin măsurarea radiației electromagnetice a obiectului, care provine din energia conținută în obiect. Pentru aplicațiile industriale ne preocupă radiația infraroșie care se extinde de la lungimile de undă mai scurte ale luminii vizibile la lumina infraroșie de până la 20 μm. Prin urmare, un termometru cu infraroșu (termometru cu radiații) este un dispozitiv care cuantifică energia radiantă și utilizează semnalul electric de ieșire pentru a-și exprima temperatura corespunzătoare.
2.1 Sistem optic
Sistemul optic este o parte importantă a termometrului cu infraroșu. Principalele sale funcții sunt: convergența energiei radiante, țintirea țintei de măsurat, determinarea câmpului vizual al termometrului și un anumit efect de etanșare pe interiorul termometrului.
2.2 Detector de infraroșu
Detectorul cu infraroșu este partea centrală a termometrului cu infraroșu. Detectorul cu infraroșu primește energia radiantă a obiectului măsurat prin lentila obiectivului, transformă energia radiantă într-un semnal electric și, în final, obține temperatura de suprafață a obiectului măsurat prin procesare ulterioară.
2.3 Procesarea semnalului
Detectorul infraroșu convertește radiația infraroșu într-un semnal electric, care este trimis către partea de procesare a semnalului și este introdus la microprocesor prin preamplificator și conversie A/D. În același timp, semnalul de compensare a temperaturii ambientale este de asemenea introdus în microprocesor, care este liniarizat de către microprocesor. După procesare, compensarea mediului și corecția emisivității, se obține semnalul de ieșire corectat.
2.4 Ieșire afișată
În aplicațiile practice, semnalul de temperatură furnizat de procesor este utilizat în două moduri: unul este afișarea acestuia prin afișaj; celălalt este de a trimite semnalul de temperatură către sistemul de control industrial pentru a realiza controlul procesului de producție și există, de asemenea, două moduri de a-l folosi în același timp.
Diferite tipuri de termometre pot afișa în timp real valori, valori maxime, valori minime, valori medii și diferențe și pot afișa, de asemenea, valorile setate ale emisivității, valorile setate ale alarmei etc. și pot afișa, de asemenea, curbe de temperatură și hărți termice după procesarea software-ului aștepta. Cele mai frecvent utilizate termometre sunt curentul de ieșire de 0-20mA sau 4-20mA. Dacă este necesar un semnal de tensiune, semnalul de curent poate fi, de asemenea, convertit și scalat.
3. Selectarea termometrului cu infraroșu
În aplicațiile industriale, există adesea unele medii între pirometru și ținta măsurată, care pot slăbi sau chiar bloca complet radiația energiei de suprafață a țintei măsurate, iar pirometrul poate măsura doar ținta pe care o „vede”. Termometrele noastre fixe utilizate în mod obișnuit includ în principal următoarele categorii:
① Termometrul de bandă largă sau termometrul de bandă largă, intervalul său de răspuns spectral este limitat de sistemul optic, utilizat în principal pentru măsurarea temperaturii scăzute, echipat cu un detector cu o gamă largă de răspuns spectral.
② Selectați termometrul cu bandă, lungimea de undă de răspuns a acestuia este limitată de filtru, iar banda de răspuns a detectorului poate fi selectată în funcție de nevoile aplicației.
③ Termometrul cu undă scurtă poate reduce eroarea de măsurare atunci când emisivitatea se modifică. Unda scurtă menționată aici este relativă și poate avea o lungime de undă de 0.6 μm la o temperatură de 1500K sau o lungime de undă de 3 μm la o temperatură de 300K.
④ Termometrele colorimetrice, cunoscute și sub numele de termometre cu două culori, au rezultate de măsurare mai bune atunci când sunt utilizate în „atmosfere foarte murdare”.
În selectarea termometrului, pe lângă intervalul de temperatură necesar, cei doi parametri ai termometrului „procentul de modificare a temperaturii” și „procentul de modificare a emisivității” sunt, de asemenea, foarte importanți pentru selectarea precisă a termometrului:
① Procentul de modificare a temperaturii termometrului se referă la modificarea valorii de ieșire a obiectului din cauza schimbării temperaturii. Pentru termometrele cu infraroșu, cu cât procentul de modificare a temperaturii este mai mare, cu atât sensibilitatea acestuia este mai mare.
② Procentul de modificare a emisivității se referă la modificarea valorii de ieșire a instrumentului atunci când emisivitatea țintei măsurate se modifică. Deoarece emisivitatea plăcii de oțel se modifică aleatoriu într-un anumit interval la o anumită lungime de undă și temperatură în timpul procesului de laminare a oțelului, modificarea valorii de ieșire a termometrului cauzată de modificarea emisivității nu este schimbarea reală a temperaturii țintei. Prin urmare, este, de asemenea, necesar să se ajusteze procentul de modificare a emisivității.
4. Aplicație specifică
Luați ca exemplu detectarea temperaturii a fabricii de plăci de fier și oțel Jinan în timpul laminarii controlate și răcirii controlate în procesul de degroșare: un total de patru seturi de termometre cu infraroșu LAND sunt instalate după cutia de detartrare, înainte de moara de degroșare și înainte de și după dispozitivul de răcire cu perdea de apă după moara de degroşare . Camerele de detartrare oferă oportunitatea perfectă de a măsura temperatura plăcilor de oțel nedecalcifiere. Înainte ca țaglele de oțel să intre în laminor, aproape toată cântarul de fier etc. este spălat de pulverizarea cu apă de înaltă presiune, care oferă o suprafață curată pentru procesul de laminare. Sonda începe să măsoare temperatura reală pe suprafața plăcii de oțel pentru a se asigura că această temperatură este în limita de rulare și pentru a seta parametrii de laminare.
Principalele probleme întâmpinate sunt: (1) determinarea poziției rezonabile a sondei fără contact astfel încât să fie minimizată influența spray-ului din cutia de detartrare și prezența oxizilor; (2) sonda și suportul morii trebuie, de asemenea, ținute la o anumită distanță pentru a preveni stropirea oxizilor în timpul procesului de laminare a plăcii de oțel va cauza deteriorarea sondei; (3) apa și depunerile reziduale pot forma o zonă mai rece pe suprafața țaglei, ducând la modificări ale citirilor.
Principiul măsurării temperaturii radiațiilor este: termometrul poate măsura doar ținta pe care o „vede”. Există două moduri de a rezolva absorbția radiațiilor de către gaz. Una este să folosiți un tub de observare și un purger de aer pentru a oferi un obstacole fără fir în calea vizuală; celălalt este să alegeți o bandă de operare care să nu fie afectată de mediu. Ca răspuns la aceste probleme, am selectat sonde cu undă scurtă M1/R1 în sistemul LAND product SYSTEM de înaltă calitate și reputație - pentru a evita influența absorbției vaporilor de apă; dimensiune mică a țintei și funcție de răspuns rapid - va viza oxidarea pe suprafața țaglei O țintă fierbinte între tabla de fier și „apa neagră” și face ca procesorul de semnal să utilizeze funcția de menținere a vârfului pentru a asigura acuratețea și continuitatea măsurării temperaturii la în cea mai mare măsură, chiar dacă ținta este parțial ascunsă sau complet nevăzută, măsurarea temperaturii Rezultatul va îndeplini, de asemenea, cerințele, astfel încât ieșirea sistemului să poată urmări temperatura reală a plăcii de oțel; ieșirea sondei de nivel înalt slăbește influența interferențelor electronice, iar această ieșire poate fi utilizată direct ca afișare a temperaturii finale; pozitia sondei trebuie sa fie cat mai aproape de intrarea morii, astfel se evita perturbarile cauzate de pulverizarea apei de racire si miscarea in timpul deschiderii.
