Toepassing van een infraroodthermometer bij de productie van rollend staal
1. Inleiding
Om de fysieke kwaliteit van de staalplaat te waarborgen, vereist het gecontroleerd rollen en koelen van de staalplaat in het moderne productieproces van staalwalsen bepaalde middelen voor temperatuurmeting en -detectie. De kenmerken van hoge precisie en sterke betrouwbaarheid van de infraroodthermometer kunnen zorgen voor een effectieve, nauwkeurige en betrouwbare temperatuurmeting van staalplaat, om de productkwaliteit te verbeteren, het verbruik te verminderen en de productiviteit te verhogen.
2. De samenstelling van de infraroodthermometer
Infraroodthermometers, ook wel infraroodstralingsthermometers genoemd, bepalen de temperatuur van het gemeten object door de elektromagnetische straling van het object te meten, die afkomstig is van de energie die zich in het object bevindt. Voor industriële toepassingen houden we ons bezig met infraroodstraling die zich uitstrekt van de kortere golflengten van zichtbaar licht tot infraroodlicht tot 20 μm. Daarom is een infraroodthermometer (stralingsthermometer) een apparaat dat stralingsenergie kwantificeert en elektrische signaaluitvoer gebruikt om de bijbehorende temperatuur uit te drukken.
2.1 Optisch systeem
Het optische systeem is een belangrijk onderdeel van de infraroodthermometer. De belangrijkste functies zijn: de convergentie van stralingsenergie, het richten op het te meten doel, het bepalen van het gezichtsveld van de thermometer en een zeker afdichtend effect aan de binnenkant van de thermometer.
2.2 Infrarooddetector
De infrarooddetector is het kerngedeelte van de infraroodthermometer. De infrarooddetector ontvangt de stralingsenergie van het gemeten object via de objectieflens, zet de stralingsenergie om in een elektrisch signaal en verkrijgt uiteindelijk de oppervlaktetemperatuur van het gemeten object door daaropvolgende verwerking.
2.3 Signaalverwerking
De infrarooddetector zet de infraroodstraling om in een elektrisch signaal, dat naar het signaalverwerkingsgedeelte wordt gestuurd en via de voorversterker en A/D-conversie wordt ingevoerd in de microprocessor. Tegelijkertijd wordt het compensatiesignaal voor de omgevingstemperatuur ook ingevoerd in de microprocessor, dat wordt gelineariseerd door de microprocessor. Na verwerking, omgevingscompensatie en emissiviteitscorrectie wordt het gecorrigeerde uitgangssignaal verkregen.
2.4 Weergave-uitvoer
In praktische toepassingen wordt het door de processor geleverde temperatuursignaal op twee manieren gebruikt: ten eerste om het via het display weer te geven; de andere is om het temperatuursignaal naar het industriële controlesysteem te sturen om de controle van het productieproces te realiseren, en er zijn ook twee manieren om het tegelijkertijd te gebruiken.
Verschillende soorten thermometers kunnen real-time waarden, maximumwaarden, minimumwaarden, gemiddelde waarden en verschillen weergeven, en kunnen ook ingestelde emissiviteitswaarden, alarmingestelde waarden, enz. Weergeven, en kunnen ook temperatuurcurven en warmtekaarten weergeven na softwareverwerking wachten. De meest gebruikte thermometers zijn 0-20mA of 4-20mA stroomuitgang. Als er een spanningssignaal nodig is, kan ook het stroomsignaal worden omgezet en geschaald.
3. Selectie van infraroodthermometer
In industriële toepassingen zijn er vaak enkele media tussen de pyrometer en het gemeten doel, die de straling van de oppervlakte-energie van het gemeten doel kunnen verzwakken of zelfs volledig blokkeren, en de pyrometer kan alleen het doel meten dat hij "ziet". Onze veelgebruikte vaste thermometers omvatten voornamelijk de volgende categorieën:
① Breedbandthermometer, of breedbandthermometer, het spectrale responsbereik wordt beperkt door het optische systeem, voornamelijk gebruikt om lage temperaturen te meten, uitgerust met een detector met een breed spectraal responsbereik.
② Selecteer de bandthermometer, de responsgolflengte wordt beperkt door het filter en de responsband van de detector kan worden geselecteerd op basis van de behoeften van de toepassing.
③ De kortegolfthermometer kan de meetfout verminderen wanneer de emissiviteit verandert. De hier genoemde korte golf is relatief en kan een golflengte hebben van 0.6 μm bij een temperatuur van 1500K, of een golflengte van 3 μm bij een temperatuur van 300K.
④ Colorimetrische thermometers, ook wel tweekleurenthermometers genoemd, hebben betere meetresultaten bij gebruik in "zeer vuile atmosferen".
Bij de selectie van de thermometer zijn naast het vereiste temperatuurbereik ook de twee parameters van de thermometer "temperatuurveranderingspercentage" en "emissiviteitsveranderingspercentage" erg belangrijk voor de nauwkeurige selectie van de thermometer:
① Het temperatuurveranderingspercentage van de thermometer verwijst naar de verandering van de uitvoerwaarde van het object als gevolg van de temperatuurverandering. Voor infraroodthermometers geldt: hoe groter het percentage temperatuurverandering, hoe hoger de gevoeligheid.
② Het veranderingspercentage van emissiviteit verwijst naar de verandering van de uitvoerwaarde van het instrument wanneer de emissiviteit van het gemeten doel verandert. Aangezien de emissiviteit van de stalen plaat willekeurig verandert binnen een bepaald bereik bij een bepaalde golflengte en temperatuur tijdens het walsproces van het staal, is de verandering in de outputwaarde van de thermometer veroorzaakt door de verandering in emissiviteit niet de echte temperatuurverandering van het doel. Daarom is het ook nodig om het emissiviteitsveranderingspercentage aan te passen.
4. Specifieke toepassing
Neem de temperatuurdetectie van Jinan Iron and Steel Plate Plant tijdens het gecontroleerd walsen en gecontroleerd koelen in het voorbewerkingsproces als voorbeeld: er zijn in totaal vier sets LAND-infraroodthermometers geïnstalleerd na de ontkalkingsbox, vóór de voorbewerking, en voor en na het koelapparaat van het watergordijn na de voorbewerkingsmolen. Ontkalkingskamers bieden de perfecte gelegenheid om de temperatuur van ongeschaalde staalplaten te meten. Voordat de stalen knuppel de walserij binnengaat, wordt bijna alle ijzeraanslag enz. weggespoeld door de hogedrukwaternevel, wat zorgt voor een schoon oppervlak voor het walsproces. De sonde begint de werkelijke temperatuur op het oppervlak van de staalplaat te meten om ervoor te zorgen dat deze temperatuur binnen de walslimiet ligt en om de walsparameters in te stellen.
De belangrijkste problemen die men tegenkomt zijn: (1) het bepalen van de redelijke positie van de contactloze sonde zodat de invloed van de spray uit de ontkalkingsbox en de aanwezigheid van oxiden wordt geminimaliseerd; (2) de sonde en de molenstandaard moeten ook op een bepaalde afstand worden gehouden om te voorkomen dat het spatten van oxiden tijdens het walsproces van de stalen plaat schade aan de sonde veroorzaakt; (3) water en achtergebleven kalk kunnen een koeler gebied vormen op het oppervlak van de knuppel, wat resulteert in veranderingen in de meetwaarden.
Het principe van stralingstemperatuurmeting is: de thermometer kan alleen het doel meten dat hij "ziet". Er zijn twee manieren om de absorptie van straling door gas op te lossen. Een daarvan is om een kijkbuis en luchtreiniger te gebruiken om draadloze obstakels voor het visuele pad te bieden; de andere is om een operationele band te kiezen die niet wordt beïnvloed door het medium. Als antwoord op deze problemen hebben we M1/R1 kortegolfsondes geselecteerd in het LAND product SYSTEM-systeem met een hoge kwaliteit en reputatie - om de invloed van waterdampabsorptie te voorkomen; kleine doelgrootte en snelle responsfunctie - zal gericht zijn op de oxidatie op het oppervlak van de knuppel. de grootste mate, zelfs als het doel gedeeltelijk of volledig uit het zicht is, temperatuurmeting Het resultaat zal ook aan de vereisten voldoen, zodat de systeemoutput de werkelijke temperatuur van de stalen plaat kan volgen; de hoogwaardige sonde-uitgang verzwakt de invloed van elektronische interferentie en deze uitgang kan direct worden gebruikt als weergave van de eindtemperatuur; de positie van de sonde moet zo ver mogelijk zijn. Zo dicht mogelijk bij de ingang van de molen, dit voorkomt verstoringen door opspattend koelwater en beweging tijdens het openen.
