Penerapan Termometer Inframerah dalam Produksi Steel Rolling
1. Perkenalan
Dalam proses produksi pengerolan baja modern, untuk memastikan kualitas fisik pelat baja, penggulungan dan pendinginan pelat baja yang terkontrol memerlukan alat pengukuran dan deteksi suhu tertentu. Karakteristik presisi tinggi dan keandalan yang kuat dari termometer inframerah dapat memberikan pengukuran suhu pelat baja yang efektif, akurat, dan andal, sehingga dapat meningkatkan kualitas produk, mengurangi konsumsi, dan meningkatkan produktivitas.
2. Komposisi termometer inframerah
Termometer inframerah, juga dikenal sebagai termometer radiasi infra merah, menentukan suhu benda yang diukur dengan mengukur radiasi elektromagnetik benda tersebut, yang berasal dari energi yang terkandung di dalam benda tersebut. Untuk aplikasi industri, kami memperhatikan radiasi infra merah yang memanjang dari panjang gelombang cahaya tampak yang lebih pendek hingga cahaya infra merah hingga 20 μm. Oleh karena itu, termometer inframerah (termometer radiasi) adalah perangkat yang mengukur energi radiasi dan menggunakan keluaran sinyal listrik untuk menyatakan suhu yang sesuai.
2.1 Sistem optik
Sistem optik adalah bagian penting dari termometer inframerah. Fungsi utamanya adalah: konvergensi energi radiasi, membidik target yang akan diukur, penentuan bidang pandang termometer, dan efek penyegelan tertentu pada bagian dalam termometer.
2.2 Detektor inframerah
Detektor inframerah adalah bagian inti dari termometer inframerah. Detektor inframerah menerima energi radiasi dari objek yang diukur melalui lensa objektif, mengubah energi radiasi menjadi sinyal listrik, dan akhirnya memperoleh suhu permukaan objek yang diukur melalui pemrosesan selanjutnya.
2.3 Pemrosesan Sinyal
Detektor infra merah mengubah radiasi infra merah menjadi sinyal listrik, yang dikirim ke bagian pemrosesan sinyal, dan dimasukkan ke mikroprosesor melalui preamplifier dan konversi A/D. Pada saat yang sama, sinyal kompensasi suhu sekitar juga merupakan input ke mikroprosesor, yang dilinierkan oleh mikroprosesor. Setelah pemrosesan, kompensasi lingkungan, dan koreksi emisivitas, diperoleh sinyal keluaran yang dikoreksi.
2.4 Keluaran tampilan
Dalam aplikasi praktis, sinyal suhu yang disediakan oleh prosesor digunakan dalam dua cara: satu untuk menampilkannya melalui tampilan; yang lainnya adalah mengirimkan sinyal suhu ke sistem kontrol industri untuk mewujudkan kontrol proses produksi, dan ada juga dua cara untuk menggunakannya secara bersamaan.
Berbagai jenis termometer dapat menampilkan nilai waktu nyata, nilai maksimum, nilai minimum, nilai rata-rata, dan perbedaan, dan juga dapat menampilkan nilai set emisivitas, nilai set alarm, dll., dan juga dapat menampilkan kurva suhu dan peta panas setelah pemrosesan perangkat lunak Tunggu. Termometer yang paling umum digunakan adalah output arus 0-20mA atau 4-20mA. Jika diperlukan sinyal tegangan, sinyal arus juga dapat diubah dan diskalakan.
3. Pemilihan termometer inframerah
Dalam aplikasi industri, seringkali ada beberapa media antara pirometer dan target yang diukur, yang dapat melemahkan atau bahkan sepenuhnya menghalangi radiasi energi permukaan dari target yang diukur, dan pirometer hanya dapat mengukur target yang "dilihatnya". Termometer tetap kami yang umum digunakan terutama mencakup kategori berikut:
① Termometer broadband, atau termometer broadband, rentang respons spektralnya dibatasi oleh sistem optik, terutama digunakan untuk mengukur suhu rendah, dilengkapi dengan detektor dengan rentang respons spektral yang luas.
② Pilih termometer pita, panjang gelombang responsnya dibatasi oleh filter, dan pita respons detektor dapat dipilih sesuai dengan kebutuhan aplikasi.
③ Termometer gelombang pendek dapat mengurangi kesalahan pengukuran saat emisivitas berubah. Gelombang pendek yang disebutkan di sini bersifat relatif, dan dapat berupa panjang gelombang 0.6 μm pada suhu 1500K, atau panjang gelombang 3 μm pada suhu 300K.
④ Termometer kolorimetri, juga dikenal sebagai termometer dua warna, memiliki hasil pengukuran yang lebih baik bila digunakan di "atmosfer yang sangat kotor".
Dalam pemilihan termometer, selain kisaran suhu yang diperlukan, dua parameter termometer "persentase perubahan suhu" dan "persentase perubahan emisivitas" juga sangat penting untuk pemilihan termometer yang akurat:
① Persentase perubahan suhu termometer mengacu pada perubahan nilai keluaran objek karena perubahan suhu. Untuk termometer inframerah, semakin besar persentase perubahan suhu, semakin tinggi sensitivitasnya.
② Persentase perubahan emisivitas mengacu pada perubahan nilai keluaran instrumen ketika emisivitas dari target yang diukur berubah. Karena emisivitas pelat baja berubah secara acak dalam kisaran tertentu pada panjang gelombang dan suhu tertentu selama proses penggulungan baja, perubahan nilai keluaran termometer yang disebabkan oleh perubahan emisivitas bukanlah perubahan suhu sebenarnya dari target. Oleh karena itu, perlu juga dilakukan penyesuaian persentase perubahan emisivitas.
4. Aplikasi khusus
Ambil pendeteksian suhu Pabrik Pelat Besi dan Baja Jinan selama pengerolan terkontrol dan pendinginan terkontrol dalam proses penggilingan kasar sebagai contoh: total empat set termometer inframerah LAND dipasang setelah kotak kerak, sebelum penggilingan kasar, dan sebelum dan setelah perangkat pendingin tirai air setelah penggilingan seadanya. Ruang kerak memberikan peluang sempurna untuk mengukur suhu pelat baja tanpa kerak. Sebelum billet baja memasuki rolling mill, hampir semua timbangan besi dll. Disapu bersih oleh semprotan air bertekanan tinggi, yang memberikan permukaan yang bersih untuk proses rolling. Probe mulai mengukur suhu sebenarnya pada permukaan pelat baja untuk memastikan bahwa suhu ini berada dalam batas rolling dan mengatur parameter rolling.
Masalah utama yang dihadapi adalah: (1) menentukan posisi yang wajar dari probe non-kontak sehingga pengaruh semprotan dari kotak kerak dan keberadaan oksida diminimalkan; (2) probe dan dudukan gilingan juga harus dijaga pada jarak tertentu untuk mencegah Percikan oksida selama proses penggulungan pelat baja akan menyebabkan kerusakan pada probe; (3) air dan kerak residu dapat membentuk area yang lebih dingin di permukaan billet, yang mengakibatkan perubahan pembacaan.
Prinsip pengukuran suhu radiasi adalah: termometer hanya dapat mengukur target yang "dilihatnya". Ada dua cara untuk mengatasi penyerapan radiasi oleh gas. Salah satunya adalah dengan menggunakan tabung pengintip dan pembersih udara untuk menyediakan penghalang nirkabel ke jalur visual; cara lainnya adalah memilih pita operasi yang tidak terpengaruh oleh media. Menanggapi masalah ini, kami telah memilih probe gelombang pendek M1/R1 dalam sistem LAND product SYSTEM dengan kualitas dan reputasi tinggi - untuk menghindari pengaruh penyerapan uap air; ukuran target kecil dan fungsi respons cepat - akan mengarah pada oksidasi pada permukaan billet Target panas antara lembaran besi dan "air hitam" dan membuat prosesor sinyal menggunakan fungsi penahan puncak untuk memastikan keakuratan dan kontinuitas pengukuran suhu ke sejauh mungkin, bahkan jika target sebagian dikaburkan atau sepenuhnya tidak terlihat, pengukuran suhu Hasilnya juga akan memenuhi persyaratan, sehingga keluaran sistem dapat melacak suhu sebenarnya dari pelat baja; output probe tingkat tinggi melemahkan pengaruh interferensi elektronik, dan output ini dapat langsung digunakan sebagai tampilan suhu akhir; posisi probe harus sejauh mungkin Sedekat mungkin dengan pintu masuk mill, hal ini untuk menghindari gangguan dari semprotan air pendingin dan gerakan selama pembukaan.
