Çelik Hadde Üretiminde Kızılötesi Termometre Uygulaması
1. Giriş
Modern çelik haddeleme üretim sürecinde, çelik levhanın fiziksel kalitesini sağlamak için çelik levhanın kontrollü haddelenmesi ve soğutulması, belirli sıcaklık ölçüm ve algılama araçları gerektirir. Kızılötesi termometrenin yüksek hassasiyet ve güçlü güvenilirlik özellikleri, ürün kalitesini iyileştirmek, tüketimi azaltmak ve üretkenliği artırmak için çelik levhanın etkili, doğru ve güvenilir sıcaklık ölçümünü sağlayabilir.
2. 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.
2.1 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.
2.2 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.
2.3 Sinyal İşleme
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.
2.4 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 tipte termometreler gerçek zamanlı değerleri, maksimum değerleri, minimum değerleri, ortalama değerleri ve farkları görüntüleyebilir ve ayrıca emisivite ayar değerlerini, alarm ayar değerlerini vb. görüntüleyebilir ve ayrıca yazılım işleminden sonra sıcaklık eğrilerini ve ısı haritalarını görüntüleyebilir. Beklemek. En sık kullanılan termometreler, 0-20mA veya 4-20mA akım çıkışıdır. Bir voltaj sinyali gerekiyorsa, akım sinyali de dönüştürülebilir ve ölçeklendirilebilir.
3. 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.
4. Özel uygulama
Örnek olarak Jinan Demir ve Çelik Levha Fabrikasının kontrollü haddeleme ve kaba işleme haddehanesinde kontrollü soğutma sırasındaki sıcaklık tespitini ele alalım: tufal giderme kutusundan sonra, kaba haddehaneden önce ve ve kaba haddehaneden sonra su perdesi soğutma cihazından sonra. Kireç çözme odaları, kireçlenmemiş çelik levhaların sıcaklığını ölçmek için mükemmel bir fırsat sağlar. Çelik kütük haddehaneye girmeden önce, haddeleme işlemi için temiz bir yüzey sağlayan yüksek basınçlı su spreyi ile neredeyse tüm demir tufalları vb. yıkanır. Prob, bu sıcaklığın haddeleme limiti içinde olduğundan emin olmak ve haddeleme parametrelerini ayarlamak için çelik levhanın yüzeyindeki gerçek sıcaklığı ölçmeye başlar.
Karşılaşılan ana problemler şunlardır: (1) kireç çözme kutusundan gelen spreyin etkisi ve oksitlerin varlığı en aza indirilecek şekilde temassız probun makul konumunu belirlemek; (2) çelik levhanın haddeleme işlemi sırasında oksitlerin sıçramasının proba zarar vermesini önlemek için sonda ve değirmen sehpası da belirli bir mesafede tutulmalıdır; (3) su ve artık tortu, kütüğün yüzeyinde daha soğuk bir alan oluşturarak okumalarda değişikliklere neden olabilir.
Radyasyon sıcaklığı ölçümünün prensibi şudur: Termometre sadece "gördüğü" hedefi ölçebilir. Radyasyonun gaz tarafından soğurulmasını çözmenin iki yolu vardır. Biri, görsel yola kablosuz Engeller sağlamak için bir gözetleme tüpü ve hava temizleyici kullanmaktır; diğeri ise ortamdan etkilenmeyen bir çalışma bandı seçmektir. Bu sorunlara yanıt olarak, su buharı emiliminin etkisini önlemek için LAND ürünü SYSTEM sisteminde yüksek kalite ve itibara sahip M1/R1 kısa dalga problarını seçtik; küçük hedef boyutu ve hızlı yanıt işlevi - kütüğün yüzeyindeki oksidasyonu hedefleyecektir Demir sac ile "kara su" arasında sıcak bir hedef ve sinyal işlemcisinin sıcaklık ölçümünün doğruluğunu ve sürekliliğini sağlamak için tepe tutma işlevini kullanmasını sağlar. büyük ölçüde, hedef kısmen gizlenmiş veya tamamen görüş dışında olsa bile, sıcaklık ölçümü sonucu, sistem çıkışının çelik levhanın gerçek sıcaklığını takip edebilmesi için gereklilikleri de karşılayacaktır; yüksek seviye prob çıkışı, elektronik girişimin etkisini zayıflatır ve bu çıkış doğrudan son sıcaklığın göstergesi olarak kullanılabilir; probun konumu mümkün olduğunca değirmenin girişine mümkün olduğu kadar yakın olmalıdır, bu, soğutma suyu spreyi ve açılış sırasında hareketten kaynaklanan rahatsızlıkları önler.
