Aplicação do termômetro infravermelho na produção de laminados de aço
1. Introdução
No moderno processo de produção de laminação de aço, a fim de garantir a qualidade física da chapa de aço, a laminação controlada e o resfriamento da chapa de aço requerem certos meios de medição e detecção de temperatura. As características de alta precisão e forte confiabilidade do termômetro infravermelho podem fornecer medição de temperatura eficaz, precisa e confiável da placa de aço, de modo a melhorar a qualidade do produto, reduzir o consumo e aumentar a produtividade.
2. A composição do termômetro infravermelho
Os termômetros infravermelhos, também conhecidos como termômetros de radiação infravermelha, determinam a temperatura do objeto medido medindo a radiação eletromagnética do objeto, que vem da energia contida no objeto. Para aplicações industriais, estamos preocupados com a radiação infravermelha que se estende desde os comprimentos de onda mais curtos da luz visível até a luz infravermelha de até 20 μm. Portanto, um termômetro infravermelho (termômetro de radiação) é um dispositivo que quantifica a energia radiante e usa a saída do sinal elétrico para expressar sua temperatura correspondente.
2.1 Sistema óptico
O sistema óptico é uma parte importante do termômetro infravermelho. Suas principais funções são: a convergência da energia radiante, a mira no alvo a ser medido, a determinação do campo de visão do termômetro e um certo efeito de vedação no interior do termômetro.
2.2 Detector infravermelho
O detector infravermelho é a parte central do termômetro infravermelho. O detector infravermelho recebe a energia radiante do objeto medido através da lente objetiva, converte a energia radiante em um sinal elétrico e, finalmente, obtém a temperatura da superfície do objeto medido por meio de processamento subsequente.
2.3 Processamento de Sinal
O detector infravermelho converte a radiação infravermelha em um sinal elétrico, que é enviado para a parte de processamento de sinal e é inserido no microprocessador por meio do pré-amplificador e da conversão A/D. Ao mesmo tempo, o sinal de compensação da temperatura ambiente também é inserido no microprocessador, que é linearizado pelo microprocessador. Após processamento, compensação ambiental e correção de emissividade, o sinal de saída corrigido é obtido.
2.4 Saída de exibição
Em aplicações práticas, o sinal de temperatura fornecido pelo processador é utilizado de duas formas: uma é exibi-lo através do display; o outro é enviar o sinal de temperatura para o sistema de controle industrial para realizar o controle do processo de produção, e também há duas maneiras de usá-lo ao mesmo tempo.
Diferentes tipos de termômetros podem exibir valores em tempo real, valores máximos, valores mínimos, valores médios e diferenças, e também podem exibir valores definidos de emissividade, valores definidos de alarme, etc., e também podem exibir curvas de temperatura e mapas de calor após o processamento do software espere. Os termômetros mais usados são 0-20mA ou 4-20mA de saída de corrente. Se for necessário um sinal de tensão, o sinal de corrente também pode ser convertido e dimensionado.
3. Seleção do termômetro infravermelho
Em aplicações industriais, geralmente existem alguns meios entre o pirômetro e o alvo medido, que podem enfraquecer ou mesmo bloquear completamente a radiação da energia da superfície do alvo medido, e o pirômetro só pode medir o alvo que "vê". Nossos termômetros fixos comumente usados incluem principalmente as seguintes categorias:
① Termômetro de banda larga, ou termômetro de banda larga, sua faixa de resposta espectral é limitada pelo sistema óptico, usado principalmente para medir baixa temperatura, equipado com um detector com ampla faixa de resposta espectral.
② Selecione o termômetro de banda, seu comprimento de onda de resposta é limitado pelo filtro e a banda de resposta do detector pode ser selecionada de acordo com as necessidades da aplicação.
③ O termômetro de onda curta pode reduzir o erro de medição quando a emissividade muda. A onda curta mencionada aqui é relativa e pode ser um comprimento de onda de 0,6 μm a uma temperatura de 1500K ou um comprimento de onda de 3 μm a uma temperatura de 300K.
④ Os termômetros colorimétricos, também conhecidos como termômetros de duas cores, apresentam melhores resultados de medição quando usados em "ambientes muito sujos".
Na seleção do termômetro, além da faixa de temperatura necessária, os dois parâmetros do termômetro "porcentagem de mudança de temperatura" e "porcentagem de mudança de emissividade" também são muito importantes para a seleção precisa do termômetro:
① A porcentagem de mudança de temperatura do termômetro refere-se à mudança do valor de saída do objeto devido à mudança de temperatura. Para termômetros infravermelhos, quanto maior a porcentagem de mudança de temperatura, maior sua sensibilidade.
② A porcentagem de alteração da emissividade refere-se à alteração do valor de saída do instrumento quando a emissividade do alvo medido muda. Uma vez que a emissividade da placa de aço muda aleatoriamente dentro de uma certa faixa em um determinado comprimento de onda e temperatura durante o processo de laminação do aço, a mudança no valor de saída do termômetro causada pela mudança na emissividade não é a mudança de temperatura real do alvo. Portanto, também é necessário ajustar o percentual de alteração da emissividade.
4. Aplicação específica
Tome como exemplo a detecção de temperatura da planta de ferro e chapa de aço de Jinan durante a laminação controlada e o resfriamento controlado no processo de desbaste: um total de quatro conjuntos de termômetros infravermelhos LAND são instalados após a caixa de descalcificação, antes do desbaste e antes e após o dispositivo de resfriamento da cortina de água após o moinho de desbaste. As câmaras de descalcificação oferecem a oportunidade perfeita para medir a temperatura de placas de aço não calcificadas. Antes que o tarugo de aço entre no laminador, quase toda a carepa de ferro, etc., é lavada pelo spray de água de alta pressão, que fornece uma superfície limpa para o processo de laminação. A sonda começa a medir a temperatura real na superfície da placa de aço para garantir que esta temperatura esteja dentro do limite de laminação e para definir os parâmetros de laminação.
Os principais problemas encontrados são: (1) determinar a posição razoável da sonda sem contato para que a influência do spray da caixa de descalcificação e a presença de óxidos sejam minimizadas; (2) a sonda e o suporte do moinho também devem ser mantidos a uma certa distância para evitar que o respingo de óxidos durante o processo de laminação da placa de aço cause danos à sonda; (3) água e incrustações residuais podem formar uma área mais fria na superfície do tarugo, resultando em alterações nas leituras.
O princípio da medição da temperatura de radiação é: o termômetro só pode medir o alvo que "vê". Existem duas maneiras de resolver a absorção de radiação pelo gás. Uma delas é usar um tubo peep e purgador de ar para fornecer uma barreira sem fio ao caminho visual; a outra é escolher uma banda operacional que não seja afetada pelo meio. Em resposta a esses problemas, selecionamos sondas de ondas curtas M1/R1 no sistema LAND product SYSTEM com alta qualidade e reputação - para evitar a influência da absorção de vapor de água; alvo de tamanho pequeno e função de resposta rápida - visa a oxidação na superfície do tarugo Um alvo quente entre a folha de ferro e a "água negra" e faz com que o processador de sinal use a função de retenção de pico para garantir a precisão e a continuidade da medição de temperatura para na maior extensão, mesmo que o alvo esteja parcialmente obscurecido ou completamente fora de vista, medição de temperatura O resultado também atenderá aos requisitos, de modo que a saída do sistema possa rastrear a temperatura real da placa de aço; a saída da sonda de alto nível enfraquece a influência da interferência eletrônica, e essa saída pode ser usada diretamente como exibição da temperatura final; a posição da sonda deve ser o mais distante possível O mais próximo possível da entrada do moinho, isso evita perturbações por respingos de água de resfriamento e movimento durante a abertura.
