Çelik Hadde Üretiminde Kızılötesi Termometre Uygulaması
Kızılötesi termometrenin bileşimi
Kızılötesi radyasyon termometreleri olarak da bilinen kızılötesi termometreler, nesnenin içerdiği enerjiden gelen nesnenin elektromanyetik radyasyonunu ölçerek ölçülen nesnenin sıcaklığını belirler. Endüstriyel uygulamalar için, görünür ışığın daha kısa dalga boylarından 20 μm'ye kadar kızılötesi ışığa uzanan kızılötesi radyasyonla ilgileniyoruz. Bu nedenle, bir kızılötesi termometre (radyasyon termometresi), ışıma enerjisini ölçen ve karşılık gelen sıcaklığını ifade etmek için elektrik sinyali çıkışını kullanan bir cihazdır.
Kızılötesi termometreler genel olarak dört bölüme ayrılabilir: yani optik sistem, kızılötesi detektör, sinyal işleme bölümü ve görüntü çıkış bölümü.
1 Optik sistem
Optik sistem, kızılötesi termometrenin önemli bir parçasıdır. Başlıca işlevleri şunlardır: ışıma enerjisinin yakınsaması, ölçülecek hedefe nişan alınması, termometrenin görüş alanının belirlenmesi ve termometrenin iç kısmında belirli bir sızdırmazlık etkisi.
2 Kızılötesi dedektör
Kızılötesi dedektör, kızılötesi termometrenin temel parçasıdır. Kızılötesi dedektör ölçülen nesnenin ışıma enerjisini objektif merceğinden alır, ışıma enerjisini bir elektrik sinyaline dönüştürür ve son olarak müteakip işlemler yoluyla ölçülen nesnenin yüzey sıcaklığını elde eder.
3 Sinyal işleme
Kızılötesi detektör, kızılötesi radyasyonu, sinyal işleme bölümüne gönderilen ve ön yükseltici ve A/D dönüştürme yoluyla mikroişlemciye girilen bir elektrik sinyaline dönüştürür. Aynı zamanda, ortam sıcaklığı kompanzasyon sinyali de mikroişlemci tarafından doğrusallaştırılan mikroişlemciye girilir. İşleme, çevresel kompanzasyon ve emisyon düzeltmesinden sonra düzeltilmiş çıkış sinyali elde edilir.
4 ekran çıkışı
Pratik uygulamalarda, işlemci tarafından sağlanan sıcaklık sinyali iki şekilde kullanılır: biri bunu ekran aracılığıyla göstermek; diğeri, üretim sürecinin kontrolünü gerçekleştirmek için sıcaklık sinyalini endüstriyel kontrol sistemine göndermektir ve bunu aynı anda kullanmanın iki yolu vardır.
Farklı termometre türleri gerçek zamanlı değeri, maksimum değeri, minimum değeri, ortalama değeri, farkı görüntüleyebilir ve ayrıca emisivite ayar değerini, alarm ayar değerini vb. görüntüleyebilir. Yazılım işleminden sonra sıcaklık eğrisini, ısı haritasını vb. de görüntüleyebilir. En sık kullanılan termometreler, 0-20mA veya 4-20mA akım çıkışıdır. Bir voltaj sinyali gerekiyorsa, akım sinyali de dönüştürülebilir ve ölçeklendirilebilir.
Kızılötesi Termometre Seçimi
Endüstriyel uygulamalarda, genellikle pirometre ile ölçülen hedef arasında, ölçülen hedefin yüzey enerjisinin radyasyonunu zayıflatabilen veya hatta tamamen engelleyebilen bazı ortamlar vardır ve pirometre yalnızca "gördüğü" hedefi ölçebilir. Yaygın olarak kullanılan sabit termometrelerimiz başlıca aşağıdaki kategorileri içerir:
① Geniş bantlı termometre veya geniş bantlı termometre, spektral yanıt aralığı, geniş bir spektral yanıt aralığına sahip bir dedektörle donatılmış, esas olarak düşük sıcaklığı ölçmek için kullanılan optik sistemle sınırlıdır.
② Bant termometresini seçin, yanıt dalga boyu filtre ile sınırlıdır ve dedektörün yanıt bandı uygulamanın ihtiyaçlarına göre seçilebilir.
③ Emisivite değiştiğinde kısa dalga termometresi ölçüm hatasını azaltabilir. Burada bahsedilen kısa dalga görecelidir ve 1500K sıcaklıkta 0,6 μm dalga boyu veya 300K sıcaklıkta 3 μm dalga boyu olabilir.
④ İki renkli termometreler olarak da bilinen kolorimetrik termometreler, "çok kirli atmosferlerde" kullanıldıklarında daha iyi ölçüm sonuçlarına sahiptir.
Termometre seçiminde, gerekli sıcaklık aralığına ek olarak, termometrenin iki parametresi olan "sıcaklık değişim yüzdesi" ve "emisivite değişim yüzdesi" de termometrenin doğru seçimi için çok önemlidir:
① Termometrenin sıcaklık değişim yüzdesi, sıcaklık değişimi nedeniyle nesnenin çıkış değerindeki değişimi ifade eder. Kızılötesi termometreler için, sıcaklık değişiminin yüzdesi ne kadar büyükse hassasiyeti de o kadar yüksek olur.
② Emisivite değişim yüzdesi, ölçülen hedefin emisyonu değiştiğinde cihazın çıkış değerindeki değişimi ifade eder. Çelik haddeleme işlemi sırasında çelik levhanın yayma gücü belirli bir dalga boyu ve sıcaklıkta belirli bir aralık içinde rastgele değiştiğinden, yayımlamadaki değişimin neden olduğu termometrenin çıkış değerindeki değişiklik hedefin gerçek sıcaklık değişimi değildir. Bu nedenle, emisyon değişim yüzdesini ayarlamak da gereklidir.
