Infravörös hőmérő alkalmazása acélhengerlésben
1. Bemutatkozás
A modern acélhengerlési gyártási folyamatban az acéllemez fizikai minőségének biztosítása érdekében az acéllemez ellenőrzött hengerléséhez és hűtéséhez bizonyos hőmérsékletmérés és -érzékelő eszközök szükségesek. Az infravörös hőmérő nagy pontosságának és nagy megbízhatóságának jellemzői hatékony, pontos és megbízható hőmérsékletmérést biztosítanak az acéllemezen a termékminőség javítása, a fogyasztás csökkentése és a termelékenység növelése érdekében.
2. Az infravörös hőmérő összetétele
Az infravörös hőmérők, más néven infravörös sugárzási hőmérők, a tárgy elektromágneses sugárzásának mérésével határozzák meg a mért tárgy hőmérsékletét, amely a tárgyban lévő energiából származik. Ipari alkalmazásoknál a látható fény rövidebb hullámhosszától az infravörös fényig terjedő 20 μm-ig terjedő infravörös sugárzással foglalkozunk. Ezért az infravörös hőmérő (sugárzási hőmérő) olyan eszköz, amely számszerűsíti a sugárzási energiát, és elektromos jelkimenetet használ a megfelelő hőmérséklet kifejezésére.
2.1 Optikai rendszer
Az optikai rendszer az infravörös hőmérő fontos része. Főbb funkciói: a sugárzási energia konvergenciája, a mérendő célpont megcélzása, a hőmérő látóterének meghatározása, valamint a hőmérő belsejének bizonyos tömítő hatása.
2.2 Infravörös detektor
Az infravörös érzékelő az infravörös hőmérő központi része. Az infravörös detektor a tárgylencsén keresztül fogadja a mért tárgy sugárzási energiáját, a sugárzási energiát elektromos jellé alakítja, végül utólagos feldolgozás útján megkapja a mért tárgy felületi hőmérsékletét.
2.3 Jelfeldolgozás
Az infravörös detektor az infravörös sugárzást elektromos jellé alakítja, amely a jelfeldolgozó részhez kerül, és az előerősítőn és A/D átalakításon keresztül bemenetre kerül a mikroprocesszorba. Ezzel egyidejűleg a környezeti hőmérséklet-kompenzációs jel is bemenetre kerül a mikroprocesszorba, amelyet a mikroprocesszor linearizál. A feldolgozás, a környezeti kompenzáció és az emissziós korrekció után a korrigált kimeneti jelet kapjuk.
2.4 Kijelző kimenet
A gyakorlati alkalmazásokban a processzor által szolgáltatott hőmérsékleti jelet kétféleképpen használják fel: az egyik a kijelzőn keresztül történő megjelenítés; a másik a hőmérsékleti jel küldése az ipari vezérlőrendszernek, hogy megvalósítsa a gyártási folyamat vezérlését, és ennek egyidejű felhasználása is kétféleképpen lehetséges.
A különböző típusú hőmérők valós idejű értékeket, maximális értékeket, minimális értékeket, átlagértékeket és különbségeket jeleníthetnek meg, valamint megjeleníthetik az emissziós beállított értékeket, a riasztási értékeket stb., valamint a hőmérsékleti görbéket és a hőtérképeket szoftveres feldolgozás után várjon. A leggyakrabban használt hőmérők a 0-20mA vagy 4-20mA áramkimenet. Ha feszültségjelre van szükség, az áramjel is átalakítható és skálázható.
3. Infravörös hőmérő kiválasztása
Ipari alkalmazásokban a pirométer és a mért célpont között gyakran van valamilyen közeg, amely gyengítheti, vagy akár teljesen blokkolhatja a mért céltárgy felületi energiájának kisugárzását, és a pirométer csak az általa "látott" célpontot képes mérni. Általánosan használt fix hőmérőink főként a következő kategóriákba tartoznak:
① Szélessávú hőmérő, vagy szélessávú hőmérő, spektrális választartományát az optikai rendszer korlátozza, elsősorban alacsony hőmérséklet mérésére használják, széles spektrális választartományú detektorral felszerelt.
② Válassza ki a sávos hőmérőt, válaszhullámhosszát a szűrő korlátozza, és a detektor válaszsávja az alkalmazás igényei szerint választható ki.
③ A rövidhullámú hőmérő csökkentheti a mérési hibát, ha az emissziós tényező megváltozik. Az itt említett rövid hullám relatív, és lehet 0,6 μm hullámhossz 1500 K hőmérsékleten, vagy 3 μm hullámhossz 300 K hőmérsékleten.
④ A kolorimetriás hőmérők, más néven kétszínű hőmérők, jobb mérési eredményeket produkálnak, ha „nagyon koszos környezetben” használják őket.
A hőmérő kiválasztásánál a szükséges hőmérsékleti tartományon túl a hőmérő pontos kiválasztásához nagyon fontos a hőmérő két paramétere, a "hőmérsékletváltozás százaléka" és az "emissziós tényező változás százaléka" is:
① A hőmérő hőmérsékletváltozási százaléka az objektum kimeneti értékének hőmérsékletváltozás miatti változására vonatkozik. Az infravörös hőmérők esetében minél nagyobb a hőmérséklet-változás százaléka, annál nagyobb az érzékenysége.
② Az emissziós tényező változási százaléka a műszer kimeneti értékének változását jelenti, amikor a mért cél emissziós tényezője változik. Mivel az acéllemez emissziós tényezője véletlenszerűen változik egy bizonyos tartományon belül, bizonyos hullámhosszon és hőmérsékleten az acélhengerlési folyamat során, ezért a hőmérő kimeneti értékének az emissziós tényező változása által okozott változása nem a célpont valós hőmérséklet-változása. Ezért az emissziós tényező változásának százalékos beállítására is szükség van.
4. Konkrét alkalmazás
Vegyük például a Jinan Vas- és Acéllemezgyár hőmérsékletérzékelését a nagyoló malom folyamatában az ellenőrzött hengerlés és az ellenőrzött hűtés során: összesen négy LAND infravörös hőmérőt szerelnek fel a vízkőmentesítő doboz után, a nagyoló malom előtt, valamint a vízfüggöny hűtőberendezés után a nagyoló malom után . A vízkőmentesítő kamrák tökéletes lehetőséget biztosítanak a vízkőmentes acéllemezek hőmérsékletének mérésére. Mielőtt az acél tuskó bekerülne a hengerműbe, a nagynyomású vízpermet szinte minden vaslerakódást stb. elmos, ami tiszta felületet biztosít a hengerlési folyamathoz. A szonda elkezdi mérni a valós hőmérsékletet az acéllemez felületén, hogy megbizonyosodjon arról, hogy ez a hőmérséklet a gördülési határon belül van, és beállítja a hengerlési paramétereket.
A főbb felmerülő problémák a következők: (1) meg kell határozni az érintésmentes szonda ésszerű helyzetét, hogy a vízkőoldó dobozból érkező permet hatása és az oxidok jelenléte minimális legyen; (2) a szondát és a malomállványt is bizonyos távolságban kell tartani, hogy megakadályozzák. Az oxidok kifröccsenése az acéllemez hengerlési folyamata során károsíthatja a szondát; (3) a víz és a maradék vízkő hűvösebb területet képezhet a tuskó felületén, ami a leolvasások változását eredményezi.
A sugárzási hőmérséklet mérésének elve: a hőmérő csak azt a célpontot tudja mérni, amelyet "lát". A sugárzás gáz általi elnyelését kétféleképpen lehet megoldani. Az egyik a peep cső és a légtisztító használata, hogy vezeték nélküli Akadályokat biztosítson a vizuális úton; a másik, hogy olyan működési sávot válasszunk, amelyre nem hat a közeg. Ezekre a problémákra válaszul a LAND product SYSTEM rendszerben az M1/R1 rövidhullámú szondákat választottuk ki, amelyek kiváló minőségűek és jó hírnévnek örvendenek - hogy elkerüljük a vízgőz-abszorpció hatását; kis célméret és gyors reagálási funkció - a tuskó felületén az oxidációt célozza meg. Forró célpont a vaslemez és a "fekete víz" között, és arra készteti a jelfeldolgozót a csúcstartás funkció használatára, hogy biztosítsa a hőmérsékletmérés pontosságát és folyamatosságát. a legnagyobb mértékben, még akkor is, ha a cél részlegesen takart vagy teljesen ki van téve a látómezőből, hőmérsékletmérés Az eredmény is megfelel a követelményeknek, így a rendszer kimenete követni tudja az acéllemez valós hőmérsékletét; a magas szintű szonda kimenet gyengíti az elektronikus interferencia hatását, és ez a kimenet közvetlenül használható a végső hőmérséklet kijelzéseként; a szonda helyzete a lehető legmesszebb legyen A lehető legközelebb a malom bejáratához, így elkerülhető a hűtővíz permetezéséből és a nyitás közbeni mozgásból eredő zavarok.
