Primjena infracrvenog termometra u proizvodnji čeličnih valjaka
1. Uvod
U savremenom procesu proizvodnje čeličnog valjanja, kako bi se osigurao fizički kvalitet čelične ploče, kontrolirano valjanje i hlađenje čelične ploče zahtijeva određena sredstva za mjerenje i detekciju temperature. Karakteristike visoke preciznosti i jake pouzdanosti infracrvenog termometra mogu pružiti efikasno, precizno i pouzdano mjerenje temperature čelične ploče, kako bi se poboljšao kvalitet proizvoda, smanjila potrošnja i povećala produktivnost.
2. Sastav infracrvenog termometra
Infracrveni termometri, poznati i kao termometri infracrvenog zračenja, određuju temperaturu mjerenog objekta mjerenjem elektromagnetnog zračenja objekta, koje dolazi od energije sadržane u objektu. Za industrijsku primjenu bavimo se infracrvenim zračenjem koje se proteže od kraćih valnih dužina vidljive svjetlosti do infracrvene svjetlosti do 20 μm. Stoga je infracrveni termometar (termometar radijacije) uređaj koji kvantificira energiju zračenja i koristi izlaz električnog signala da izrazi svoju odgovarajuću temperaturu.
2.1 Optički sistem
Optički sistem je važan dio infracrvenog termometra. Njegove glavne funkcije su: konvergencija energije zračenja, usmjeravanje na metu koju treba mjeriti, određivanje vidnog polja termometra i određeni efekat zatvaranja na unutrašnjosti termometra.
2.2 Infracrveni detektor
Infracrveni detektor je osnovni dio infracrvenog termometra. Infracrveni detektor prima energiju zračenja mjerenog objekta kroz objektiv objektiva, pretvara energiju zračenja u električni signal i na kraju naknadnom obradom dobiva temperaturu površine mjerenog objekta.
2.3 Obrada signala
Infracrveni detektor pretvara infracrveno zračenje u električni signal, koji se šalje dijelu za obradu signala, a ulazi u mikroprocesor preko pretpojačala i A/D konverzije. U isto vrijeme, signal kompenzacije ambijentalne temperature je također ulaz u mikroprocesor, koji je lineariziran od strane mikroprocesora. Nakon obrade, kompenzacije okoline i korekcije emisivnosti, dobija se korigovani izlazni signal.
2.4 Prikaz izlaza
U praktičnim primenama, temperaturni signal koji obezbeđuje procesor koristi se na dva načina: jedan je da se prikaže preko displeja; drugi je slanje temperaturnog signala industrijskom upravljačkom sistemu kako bi se ostvarila kontrola proizvodnog procesa, a postoje i dva načina da se koristi istovremeno.
Različiti tipovi termometara mogu prikazati vrijednosti u realnom vremenu, maksimalne vrijednosti, minimalne vrijednosti, prosječne vrijednosti i razlike, a također mogu prikazati postavljene vrijednosti emisivnosti, vrijednosti postavljenih alarma, itd., a također mogu prikazati krivulje temperature i toplotne karte nakon softverske obrade čekaj. Najčešće korišteni termometri su 0-20mA ili 4-20mA strujni izlaz. Ako je potreban naponski signal, strujni signal se također može pretvoriti i skalirati.
3. Izbor infracrvenog termometra
U industrijskim primjenama, između pirometra i mjerene mete često postoje neki mediji koji mogu oslabiti ili čak potpuno blokirati zračenje površinske energije mjerene mete, a pirometar može mjeriti samo metu koju "vidi". Naši fiksni termometri koji se najčešće koriste uglavnom uključuju sljedeće kategorije:
① Širokopojasni termometar ili širokopojasni termometar, njegov raspon spektralnog odziva je ograničen optičkim sistemom, koji se uglavnom koristi za mjerenje niske temperature, opremljen detektorom sa širokim rasponom spektralnog odziva.
② Odaberite termometar sa trakom, njegova talasna dužina odziva je ograničena filterom, a opseg odziva detektora se može odabrati prema potrebama aplikacije.
③ Kratkotalasni termometar može smanjiti grešku mjerenja kada se promijeni emisivnost. Kratki talas koji se ovdje spominje je relativan i može biti talasna dužina od 0.6 μm na temperaturi od 1500K, ili talasna dužina od 3 μm na temperaturi od 300K.
④ Kolorimetrijski termometri, poznati i kao dvobojni termometri, imaju bolje rezultate mjerenja kada se koriste u "veoma prljavoj atmosferi".
Prilikom odabira termometra, pored potrebnog temperaturnog raspona, dva parametra termometra „procenat promene temperature“ i „procenat promene emisivnosti“ takođe su veoma bitna za tačan izbor termometra:
① Procenat promjene temperature termometra odnosi se na promjenu izlazne vrijednosti objekta zbog promjene temperature. Za infracrvene termometre, što je veći procenat promene temperature, veća je i njegova osetljivost.
② Procenat promjene emisivnosti odnosi se na promjenu izlazne vrijednosti instrumenta kada se emisivnost izmjerenog cilja promijeni. Budući da se emisiona sposobnost čelične ploče nasumično mijenja unutar određenog raspona na određenoj talasnoj dužini i temperaturi tokom procesa valjanja čelika, promjena izlazne vrijednosti termometra uzrokovana promjenom emisivnosti nije stvarna promjena temperature cilja. Stoga je također potrebno prilagoditi postotak promjene emisivnosti.
4. Specifična primjena
Uzmimo za primjer detekciju temperature u fabrici željeza i čeličnih ploča Jinan tokom kontroliranog valjanja i kontroliranog hlađenja u procesu grube mlinove: ukupno četiri seta infracrvenih termometara LAND instalirana su nakon kutije za uklanjanje kamenca, prije mlina za grubu obradu i prije i nakon uređaja za hlađenje vodene zavjese nakon mlina za grubu obradu. Komore za uklanjanje kamenca pružaju savršenu priliku za mjerenje temperature čeličnih ploča bez kamenca. Prije nego što čelična gredica uđe u valjaonicu, gotovo sav željezni kamenac itd. se ispere vodenim mlazom pod visokim pritiskom, što osigurava čistu površinu za proces valjanja. Sonda počinje mjeriti stvarnu temperaturu na površini čelične ploče kako bi osigurala da je ta temperatura unutar granice valjanja i da bi podesila parametre valjanja.
Glavni problemi sa kojima se susreću su: (1) odrediti razuman položaj beskontaktne sonde tako da se uticaj spreja iz kutije za uklanjanje kamenca i prisustvo oksida svede na minimum; (2) sondu i stalak za mlin također treba držati na određenoj udaljenosti kako bi se spriječilo Prskanje oksida tokom procesa valjanja čelične ploče će uzrokovati oštećenje sonde; (3) voda i zaostali kamenac mogu formirati hladnije područje na površini gredice, što rezultira promjenama očitavanja.
Princip mjerenja temperature zračenja je: termometar može mjeriti samo cilj koji "vidi". Postoje dva načina da se riješi apsorpcija zračenja plinom. Jedan je korištenje pip cijevi i pročišćivača zraka kako bi se stvorile bežične prepreke vizualnom putu; drugi je da odaberete radni opseg na koji medij ne utiče. Kao odgovor na ove probleme, odabrali smo kratkotalasne sonde M1/R1 u sistemu LAND proizvoda SYSTEM visokog kvaliteta i reputacije - kako bismo izbegli uticaj apsorpcije vodene pare; mala veličina mete i funkcija brzog odziva - ima za cilj oksidaciju na površini gredice Vruća meta između željeznog lima i "crne vode" i čini da procesor signala koristi funkciju zadržavanja vrha kako bi osigurao točnost i kontinuitet mjerenja temperature do u najvećoj mjeri, čak i ako je cilj djelomično zaklonjen ili potpuno van vidokruga, mjerenje temperature Rezultat će također zadovoljiti zahtjeve, tako da izlaz sistema može pratiti stvarnu temperaturu čelične ploče; izlaz sonde visokog nivoa slabi uticaj elektronskih smetnji, a ovaj izlaz se može direktno koristiti kao prikaz konačne temperature; Položaj sonde treba da bude što je moguće bliže ulazu u mlin, čime se izbegavaju smetnje usled raspršivanja rashladne vode i kretanja tokom otvaranja.
