Applicazione del termometro a infrarossi nella produzione di laminati in acciaio
Composizione del termometro a infrarossi
I termometri a infrarossi, noti anche come termometri a radiazione infrarossa, determinano la temperatura dell'oggetto misurato misurando la radiazione elettromagnetica dell'oggetto, che proviene dall'energia contenuta nell'oggetto. Per le applicazioni industriali ci occupiamo della radiazione infrarossa che si estende dalle lunghezze d'onda più corte della luce visibile alla luce infrarossa fino a 20 μm. Pertanto, un termometro a infrarossi (termometro a radiazione) è un dispositivo che quantifica l'energia radiante e utilizza l'uscita del segnale elettrico per esprimere la temperatura corrispondente.
I termometri a infrarossi possono generalmente essere suddivisi in quattro parti: vale a dire, sistema ottico, rilevatore a infrarossi, parte di elaborazione del segnale e parte di uscita del display.
1 Sistema ottico
Il sistema ottico è una parte importante del termometro a infrarossi. Le sue funzioni principali sono: la convergenza dell'energia radiante, il puntamento sul bersaglio da misurare, la determinazione del campo visivo del termometro e un certo effetto di tenuta all'interno del termometro.
2 rilevatori a infrarossi
Il rilevatore a infrarossi è la parte centrale del termometro a infrarossi. Il rilevatore a infrarossi riceve l'energia radiante dell'oggetto misurato attraverso la lente dell'obiettivo, converte l'energia radiante in un segnale elettrico e infine ottiene la temperatura superficiale dell'oggetto misurato attraverso la successiva elaborazione.
3 Elaborazione del segnale
Il rilevatore di infrarossi converte la radiazione infrarossa in un segnale elettrico, che viene inviato alla parte di elaborazione del segnale e immesso nel microprocessore attraverso il preamplificatore e la conversione A/D. Contemporaneamente, al microprocessore viene immesso anche il segnale di compensazione della temperatura ambiente, che viene linearizzato dal microprocessore. Dopo l'elaborazione, la compensazione ambientale e la correzione dell'emissività, si ottiene il segnale di uscita corretto.
4 uscite di visualizzazione
Nelle applicazioni pratiche, il segnale di temperatura fornito dal processore viene utilizzato in due modi: uno è visualizzarlo attraverso il display; l'altro è inviare il segnale di temperatura al sistema di controllo industriale per realizzare il controllo del processo produttivo, e ci sono anche due modi per usarlo contemporaneamente.
Diversi tipi di termometri possono visualizzare il valore in tempo reale, il valore massimo, il valore minimo, il valore medio, la differenza e possono anche visualizzare il valore di impostazione dell'emissività, il valore di impostazione dell'allarme, ecc. Dopo l'elaborazione del software, può anche visualizzare la curva della temperatura, la mappa termica ecc. I termometri più comunemente usati sono l'uscita in corrente 0-20mA o 4-20mA. Se è richiesto un segnale di tensione, anche il segnale di corrente può essere convertito e scalato.
Selezione di termometro a infrarossi
Nelle applicazioni industriali, spesso ci sono dei mezzi tra il pirometro e il bersaglio misurato, che possono indebolire o addirittura bloccare completamente la radiazione dell'energia superficiale del bersaglio misurato, e il pirometro può misurare solo il bersaglio che "vede". I nostri termometri fissi di uso comune comprendono principalmente le seguenti categorie:
① Termometro a banda larga, o termometro a banda larga, il suo campo di risposta spettrale è limitato dal sistema ottico, utilizzato principalmente per misurare la bassa temperatura, dotato di un rivelatore con un ampio campo di risposta spettrale.
② Selezionare il termometro a banda, la sua lunghezza d'onda di risposta è limitata dal filtro e la banda di risposta del rilevatore può essere selezionata in base alle esigenze dell'applicazione.
③ Il termometro a onde corte può ridurre l'errore di misurazione quando l'emissività cambia. L'onda corta menzionata qui è relativa e può essere una lunghezza d'onda di 0,6 μm a una temperatura di 1500 K o una lunghezza d'onda di 3 μm a una temperatura di 300 K.
④ I termometri colorimetrici, noti anche come termometri a due colori, hanno risultati di misurazione migliori se utilizzati in "atmosfere molto sporche".
Nella scelta del termometro, oltre all'intervallo di temperatura richiesto, sono molto importanti anche i due parametri del termometro "percentuale di variazione della temperatura" e "percentuale di variazione dell'emissività" per l'accurata selezione del termometro:
① La percentuale di variazione di temperatura del termometro si riferisce alla variazione del valore di uscita dell'oggetto dovuta alla variazione di temperatura. Per i termometri a infrarossi, maggiore è la percentuale di variazione della temperatura, maggiore è la sua sensibilità.
② La percentuale di variazione dell'emissività si riferisce alla variazione del valore di uscita dello strumento quando cambia l'emissività del target misurato. Poiché l'emissività della piastra d'acciaio cambia casualmente entro un certo intervallo a una certa lunghezza d'onda e temperatura durante il processo di laminazione dell'acciaio, la variazione del valore di uscita del termometro causata dalla variazione dell'emissività non è la reale variazione di temperatura del target. Pertanto, è anche necessario regolare la percentuale di variazione dell'emissività.
