Aplicación del termómetro infrarrojo en la producción de acero laminado
1. Introducción
En el proceso moderno de producción de laminado de acero, para garantizar la calidad física de la placa de acero, el laminado y el enfriamiento controlados de la placa de acero requieren ciertos medios de medición y detección de temperatura. Las características de alta precisión y gran confiabilidad del termómetro infrarrojo pueden proporcionar una medición de temperatura efectiva, precisa y confiable de la placa de acero, para mejorar la calidad del producto, reducir el consumo y aumentar la productividad.
2. La composición del termómetro infrarrojo.
Los termómetros infrarrojos, también conocidos como termómetros de radiación infrarroja, determinan la temperatura del objeto medido midiendo la radiación electromagnética del objeto, que proviene de la energía contenida en el objeto. Para aplicaciones industriales, nos interesa la radiación infrarroja que se extiende desde las longitudes de onda más cortas de la luz visible hasta la luz infrarroja de hasta 20 μm. Por tanto, un termómetro de infrarrojos (termómetro de radiación) es un dispositivo que cuantifica la energía radiante y utiliza una señal eléctrica de salida para expresar su temperatura correspondiente.
2.1 Sistema óptico
El sistema óptico es una parte importante del termómetro infrarrojo. Sus funciones principales son: la convergencia de la energía radiante, la orientación al objetivo a medir, la determinación del campo de visión del termómetro y un cierto efecto de sellado en el interior del termómetro.
2.2 Detector infrarrojo
El detector de infrarrojos es la parte central del termómetro de infrarrojos. El detector de infrarrojos recibe la energía radiante del objeto medido a través de la lente del objetivo, convierte la energía radiante en una señal eléctrica y finalmente obtiene la temperatura de la superficie del objeto medido a través del procesamiento posterior.
2.3 Procesamiento de señales
El detector de infrarrojos convierte la radiación infrarroja en una señal eléctrica, que se envía a la parte de procesamiento de señales y se introduce en el microprocesador a través del preamplificador y la conversión A/D. Al mismo tiempo, la señal de compensación de temperatura ambiente también se introduce en el microprocesador, que es linealizado por el microprocesador. Después del procesamiento, compensación ambiental y corrección de emisividad, se obtiene la señal de salida corregida.
2.4 Salida de pantalla
En aplicaciones prácticas, la señal de temperatura proporcionada por el procesador se utiliza de dos maneras: una es mostrarla a través de la pantalla; el otro es enviar la señal de temperatura al sistema de control industrial para realizar el control del proceso de producción, y también hay dos formas de usarlo al mismo tiempo.
Diferentes tipos de termómetros pueden mostrar valores en tiempo real, valores máximos, valores mínimos, valores promedio y diferencias, y también pueden mostrar valores establecidos de emisividad, valores establecidos de alarma, etc., y también pueden mostrar curvas de temperatura y mapas de calor después del procesamiento del software. esperar. Los termómetros más utilizados son 0-20mA o 4-20mA de salida de corriente. Si se requiere una señal de voltaje, la señal de corriente también se puede convertir y escalar.
3. Selección de termómetro infrarrojo
En aplicaciones industriales, a menudo hay algunos medios entre el pirómetro y el objetivo medido, que pueden debilitar o incluso bloquear por completo la radiación de la energía superficial del objetivo medido, y el pirómetro solo puede medir el objetivo que "ve". Nuestros termómetros fijos de uso común incluyen principalmente las siguientes categorías:
① Termómetro de banda ancha, o termómetro de banda ancha, su rango de respuesta espectral está limitado por el sistema óptico, utilizado principalmente para medir bajas temperaturas, equipado con un detector con un amplio rango de respuesta espectral.
② Seleccione el termómetro de banda, su longitud de onda de respuesta está limitada por el filtro y la banda de respuesta del detector se puede seleccionar de acuerdo con las necesidades de la aplicación.
③ El termómetro de onda corta puede reducir el error de medición cuando cambia la emisividad. La onda corta mencionada aquí es relativa, y puede ser una longitud de onda de 0.6 μm a una temperatura de 1500K, o una longitud de onda de 3 μm a una temperatura de 300K.
④ Los termómetros colorimétricos, también conocidos como termómetros de dos colores, tienen mejores resultados de medición cuando se usan en "atmósferas muy sucias".
En la selección del termómetro, además del rango de temperatura requerido, los dos parámetros del termómetro "porcentaje de cambio de temperatura" y "porcentaje de cambio de emisividad" también son muy importantes para la selección precisa del termómetro:
① El porcentaje de cambio de temperatura del termómetro se refiere al cambio del valor de salida del objeto debido al cambio de temperatura. Para termómetros infrarrojos, cuanto mayor sea el porcentaje de cambio de temperatura, mayor será su sensibilidad.
② El porcentaje de cambio de emisividad se refiere al cambio del valor de salida del instrumento cuando cambia la emisividad del objetivo medido. Dado que la emisividad de la placa de acero cambia aleatoriamente dentro de un cierto rango a una determinada longitud de onda y temperatura durante el proceso de laminación del acero, el cambio en el valor de salida del termómetro causado por el cambio en la emisividad no es el cambio de temperatura real del objetivo. Por lo tanto, también es necesario ajustar el porcentaje de cambio de emisividad.
4. Aplicación específica
Tome como ejemplo la detección de temperatura de la planta de placas de hierro y acero de Jinan durante el laminado controlado y el enfriamiento controlado en el proceso de laminación de desbaste: un total de cuatro juegos de termómetros infrarrojos LAND se instalan después de la caja de descascarillado, antes de la laminadora de desbaste y antes y después del dispositivo de enfriamiento de cortina de agua después del molino de desbaste. Las cámaras de descalcificación brindan la oportunidad perfecta para medir la temperatura de las placas de acero sin decapar. Antes de que la palanquilla de acero ingrese al tren de laminación, casi toda la cascarilla de hierro, etc., es eliminada por el rociado de agua a alta presión, lo que proporciona una superficie limpia para el proceso de laminación. La sonda comienza a medir la temperatura real en la superficie de la placa de acero para garantizar que esta temperatura esté dentro del límite de rodadura y para establecer los parámetros de rodadura.
Los principales problemas encontrados son: (1) determinar la posición razonable de la sonda sin contacto para que se minimice la influencia del spray de la caja de descalcificación y la presencia de óxidos; (2) la sonda y el soporte del molino también deben mantenerse a cierta distancia para evitar que las salpicaduras de óxidos durante el proceso de laminado de la placa de acero dañen la sonda; (3) el agua y las incrustaciones residuales pueden formar un área más fría en la superficie de la palanquilla, lo que provoca cambios en las lecturas.
El principio de la medición de la temperatura de radiación es: el termómetro solo puede medir el objetivo que "ve". Hay dos formas de resolver la absorción de radiación por el gas. Una es usar un tubo de mirilla y un purgador de aire para proporcionar obstáculos inalámbricos a la ruta visual; la otra es elegir una banda operativa que no se vea afectada por el medio. En respuesta a estos problemas, hemos seleccionado sondas de onda corta M1/R1 en el sistema LAND product SYSTEM con alta calidad y reputación, para evitar la influencia de la absorción de vapor de agua; tamaño de objetivo pequeño y función de respuesta rápida: apuntará a la oxidación en la superficie del tocho en la mayor medida, incluso si el objetivo está parcialmente oscurecido o completamente fuera de la vista, la medición de temperatura El resultado también cumplirá con los requisitos, de modo que la salida del sistema pueda rastrear la temperatura real de la placa de acero; la salida de la sonda de alto nivel debilita la influencia de la interferencia electrónica, y esta salida se puede utilizar directamente como visualización de la temperatura final; la posición de la sonda debe estar lo más lejos posible Lo más cerca posible de la entrada del molino, esto evita perturbaciones por el rocío de agua de enfriamiento y el movimiento durante la apertura.
