Applicazione del termometro a infrarossi nella produzione di laminati in acciaio
1. Introduzione
Nel moderno processo di produzione della laminazione dell'acciaio, al fine di garantire la qualità fisica della lamiera d'acciaio, la laminazione e il raffreddamento controllati della lamiera d'acciaio richiedono determinati mezzi di misurazione e rilevamento della temperatura. Le caratteristiche di alta precisione e forte affidabilità del termometro a infrarossi possono fornire una misurazione della temperatura efficace, accurata e affidabile della piastra in acciaio, in modo da migliorare la qualità del prodotto, ridurre i consumi e aumentare la produttività.
2. La 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.
2.1 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.
2.2 Rivelatore 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.
2.3 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.
2.4 Visualizzazione dell'uscita
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 valori in tempo reale, valori massimi, valori minimi, valori medi e differenze e possono anche visualizzare valori impostati di emissività, valori impostati di allarme, ecc. e possono anche visualizzare curve di temperatura e mappe di calore dopo l'elaborazione del software Aspettare. 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.
3. Selezione del termometro a infrarossi
Nelle applicazioni industriali, ci sono spesso 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 bersaglio. Pertanto, è anche necessario regolare la percentuale di variazione dell'emissività.
4. Applicazione specifica
Prendiamo ad esempio il rilevamento della temperatura dell'impianto Jinan Iron and Steel Plate durante la laminazione controllata e il raffreddamento controllato nel processo di sgrossatura: un totale di quattro set di termometri a infrarossi LAND sono installati dopo la scatola di decalaminazione, prima del laminatoio di sgrossatura e prima e dopo il dispositivo di raffreddamento della cortina d'acqua dopo il mulino di sgrossatura. Le camere di disincrostazione offrono l'opportunità perfetta per misurare la temperatura di piastre in acciaio non incrostate. Prima che la billetta di acciaio entri nel laminatoio, quasi tutte le scaglie di ferro ecc. vengono lavate via dallo spruzzo d'acqua ad alta pressione, che fornisce una superficie pulita per il processo di laminazione. La sonda inizia a misurare la temperatura reale sulla superficie della lamiera d'acciaio per garantire che questa temperatura sia entro il limite di laminazione e per impostare i parametri di laminazione.
I principali problemi riscontrati sono: (1) determinare la posizione ragionevole della sonda senza contatto in modo da minimizzare l'influenza dello spray dalla scatola di decalcificazione e la presenza di ossidi; (2) anche la sonda e il supporto del mulino devono essere mantenuti a una certa distanza per evitare che gli schizzi di ossidi durante il processo di laminazione della piastra in acciaio danneggino la sonda; (3) l'acqua e le incrostazioni residue possono formare un'area più fredda sulla superficie della billetta, con conseguenti variazioni nelle letture.
Il principio della misurazione della temperatura di radiazione è: il termometro può misurare solo il bersaglio che "vede". Esistono due modi per risolvere l'assorbimento della radiazione da parte del gas. Uno consiste nell'utilizzare un tubo spioncino e uno spurgo d'aria per fornire ostacoli wireless al percorso visivo; l'altro è scegliere una banda operativa che non sia influenzata dal mezzo. In risposta a questi problemi, abbiamo selezionato le sonde a onde corte M1/R1 nel sistema LAND product SYSTEM di alta qualità e reputazione - in modo da evitare l'influenza dell'assorbimento del vapore acqueo; piccola dimensione del bersaglio e funzione di risposta rapida - mirerà all'ossidazione sulla superficie della billetta Un bersaglio caldo tra lamiera di ferro e "acqua nera" e fa sì che il processore di segnale utilizzi la funzione di mantenimento del picco per garantire l'accuratezza e la continuità della misurazione della temperatura per la massima misura, anche se il bersaglio è parzialmente oscurato o completamente fuori dalla vista, misurazione della temperatura Il risultato soddisferà anche i requisiti, in modo che l'uscita del sistema possa tracciare la temperatura reale della piastra d'acciaio; l'uscita della sonda di alto livello indebolisce l'influenza dell'interferenza elettronica e questa uscita può essere utilizzata direttamente come visualizzazione della temperatura finale; la posizione della sonda deve essere il più lontano possibile Il più vicino possibile all'ingresso del mulino, questo evita disturbi da spruzzi d'acqua di raffreddamento e movimenti durante l'apertura.
