Aplicació del termòmetre d'infrarojos en la producció de laminats d'acer
1. Introducció
En el procés modern de producció de laminació d'acer, per tal de garantir la qualitat física de la placa d'acer, el laminat i el refredament controlat de la placa d'acer requereixen certs mitjans de mesura i detecció de la temperatura. Les característiques d'alta precisió i gran fiabilitat del termòmetre d'infrarojos poden proporcionar una mesura de temperatura eficaç, precisa i fiable de la placa d'acer, per tal de millorar la qualitat del producte, reduir el consum i augmentar la productivitat.
2. La composició del termòmetre infraroig
Els termòmetres d'infrarojos, també coneguts com a termòmetres de radiació infraroja, determinen la temperatura de l'objecte mesurat mesurant la radiació electromagnètica de l'objecte, que prové de l'energia que conté l'objecte. Per a aplicacions industrials, ens preocupa la radiació infraroja que s'estén des de les longituds d'ona més curtes de la llum visible fins a la llum infraroja fins a 20 μm. Per tant, un termòmetre d'infrarojos (termòmetre de radiació) és un dispositiu que quantifica l'energia radiant i utilitza la sortida del senyal elèctric per expressar la seva temperatura corresponent.
2.1 Sistema òptic
El sistema òptic és una part important del termòmetre infrarojo. Les seves principals funcions són: la convergència de l'energia radiant, l'orientació a l'objectiu a mesurar, la determinació del camp de visió del termòmetre i un cert efecte de segellat a l'interior del termòmetre.
2.2 Detector d'infrarojos
El detector d'infrarojos és la part central del termòmetre d'infrarojos. El detector d'infrarojos rep l'energia radiant de l'objecte mesurat a través de la lent de l'objectiu, converteix l'energia radiant en un senyal elèctric i, finalment, obté la temperatura superficial de l'objecte mesurat mitjançant el processament posterior.
2.3 Processament del senyal
El detector d'infrarojos converteix la radiació infraroja en un senyal elèctric, que s'envia a la part de processament del senyal i s'introdueix al microprocessador mitjançant el preamplificador i la conversió A/D. Al mateix temps, el senyal de compensació de temperatura ambient també s'introdueix al microprocessador, que és linealitzat pel microprocessador. Després del processament, la compensació ambiental i la correcció de l'emissivitat, s'obté el senyal de sortida corregit.
2.4 Sortida de visualització
En aplicacions pràctiques, el senyal de temperatura proporcionat pel processador s'utilitza de dues maneres: una és mostrar-lo a través de la pantalla; l'altra és enviar el senyal de temperatura al sistema de control industrial per realitzar el control del procés de producció, i també hi ha dues maneres d'utilitzar-lo al mateix temps.
Els diferents tipus de termòmetres poden mostrar valors en temps real, valors màxims, valors mínims, valors mitjans i diferències, i també poden mostrar valors establerts d'emissivitat, valors d'alarma, etc., i també poden mostrar corbes de temperatura i mapes de calor després del processament del programari espera. Els termòmetres més utilitzats són la sortida de corrent de 0-20mA o 4-20mA. Si es requereix un senyal de tensió, el senyal actual també es pot convertir i escalar.
3. Selecció del termòmetre infraroig
En aplicacions industrials, sovint hi ha alguns mitjans entre el piròmetre i l'objectiu mesurat, que poden debilitar o fins i tot bloquejar completament la radiació de l'energia superficial de l'objectiu mesurat, i el piròmetre només pot mesurar l'objectiu que "veu". Els nostres termòmetres fixos d'ús habitual inclouen principalment les categories següents:
① Termòmetre de banda ampla, o termòmetre de banda ampla, el seu rang de resposta espectral està limitat pel sistema òptic, utilitzat principalment per mesurar la temperatura baixa, equipat amb un detector amb un ampli rang de resposta espectral.
② Seleccioneu el termòmetre de banda, la seva longitud d'ona de resposta està limitada pel filtre i la banda de resposta del detector es pot seleccionar segons les necessitats de l'aplicació.
③ El termòmetre d'ona curta pot reduir l'error de mesura quan canvia l'emissivitat. L'ona curta esmentada aquí és relativa i pot ser una longitud d'ona de 0,6 μm a una temperatura de 1500K, o una longitud d'ona de 3 μm a una temperatura de 300K.
④ Els termòmetres colorimètrics, també coneguts com a termòmetres de dos colors, tenen millors resultats de mesura quan s'utilitzen en "atmosferes molt brutes".
En la selecció del termòmetre, a més del rang de temperatura requerit, els dos paràmetres del termòmetre "percentatge de canvi de temperatura" i "percentatge de canvi d'emissivitat" també són molt importants per a la selecció precisa del termòmetre:
① El percentatge de canvi de temperatura del termòmetre es refereix al canvi del valor de sortida de l'objecte a causa del canvi de temperatura. Per als termòmetres infrarojos, com més gran sigui el percentatge de canvi de temperatura, més gran serà la seva sensibilitat.
② El percentatge de canvi d'emissivitat es refereix al canvi del valor de sortida de l'instrument quan canvia l'emissivitat de l'objectiu mesurat. Com que l'emissivitat de la placa d'acer canvia aleatòriament dins d'un determinat rang a una determinada longitud d'ona i temperatura durant el procés de laminació de l'acer, el canvi en el valor de sortida del termòmetre causat pel canvi d'emissivitat no és el canvi de temperatura real de l'objectiu. Per tant, també cal ajustar el percentatge de canvi d'emissivitat.
4. Aplicació específica
Preneu com a exemple la detecció de temperatura de la planta de planxa de ferro i acer de Jinan durant la laminació controlada i la refrigeració controlada en el procés de desbast: s'instal·len un total de quatre jocs de termòmetres d'infrarojos LAND després de la caixa de descalcificació, abans de la desbastadora i abans i després del dispositiu de refrigeració de la cortina d'aigua després de la desbastadora. Les cambres de descalcificació ofereixen l'oportunitat perfecta per mesurar la temperatura de les plaques d'acer sense escala. Abans que la palangana d'acer entri al laminador, gairebé tota l'escala de ferro, etc., s'elimina amb l'esprai d'aigua a alta pressió, que proporciona una superfície neta per al procés de laminació. La sonda comença a mesurar la temperatura real a la superfície de la placa d'acer per assegurar-se que aquesta temperatura es troba dins del límit de laminació i establir els paràmetres de laminació.
Els principals problemes trobats són: (1) determinar la posició raonable de la sonda sense contacte de manera que es minimitzi la influència de l'esprai de la caixa de descalcificació i la presència d'òxids; (2) la sonda i el suport del molí també s'han de mantenir a una certa distància per evitar que les esquitxades d'òxids durant el procés de laminació de la placa d'acer causaran danys a la sonda; (3) l'aigua i l'escala residual poden formar una zona més fresca a la superfície de la palangana, donant lloc a canvis en les lectures.
El principi de mesura de la temperatura de radiació és: el termòmetre només pot mesurar l'objectiu que "veu". Hi ha dues maneres de resoldre l'absorció de radiació pel gas. Un és utilitzar un tub de mira i un purgador d'aire per proporcionar un obstacle sense fil al camí visual; l'altra és triar una banda de funcionament que no es vegi afectada pel mitjà. En resposta a aquests problemes, hem seleccionat sondes d'ona curta M1/R1 al sistema LAND product SYSTEM amb alta qualitat i reputació, per evitar la influència de l'absorció de vapor d'aigua; mida petita de l'objectiu i funció de resposta ràpida: apuntarà a l'oxidació a la superfície de la palangana Un objectiu calent entre la làmina de ferro i "aigua negra" i fa que el processador de senyal utilitzi la funció de retenció màxima per garantir la precisió i la continuïtat de la mesura de la temperatura a en la major mesura, fins i tot si l'objectiu està parcialment enfosquit o completament fora de la vista, mesura de temperatura El resultat també complirà els requisits, de manera que la sortida del sistema pugui fer un seguiment de la temperatura real de la placa d'acer; la sortida de la sonda d'alt nivell debilita la influència de les interferències electròniques, i aquesta sortida es pot utilitzar directament com a visualització de la temperatura final; la posició de la sonda ha d'estar el més lluny possible El més a prop possible de l'entrada del molí, això s'evita pertorbacions per ruixament d'aigua de refrigeració i moviment durant l'obertura.
