連鑄在線測溫解決方案

作者：東莞市塘廈精工儀器廠來源：時間：2012-01-17 11:08:07瀏覽量：1744人閱讀

連鑄在線測溫解決方案

1、概述
紅外測溫儀已應(yīng)用與冶金生產(chǎn)線的各種場合，但在測量連鑄機(jī)二冷區(qū)板坯溫度的測量方面，對測溫精度和系統(tǒng)的可靠性等各方面一直存有疑問。為精確測量二次冷卻鑄坯表面溫度，以提高鑄坯質(zhì)量。針對用戶反映的各種問題，提出紅外測溫方案的可行性。

2、影響鑄坯溫度測量的各種因素
（1）表面狀態(tài)
測量物體是不銹鋼板，發(fā)射率與物體的表面的粗糙度和氧化程度有關(guān)。對光滑清潔的表面，物體的發(fā)射率為0.05-0.5。如果表面的氧化程度增加，發(fā)射率變大。當(dāng)物體表面的氧化膜在10um以上時，發(fā)射率趨于穩(wěn)定。
使用單色測溫儀會受到發(fā)射率變化的影響，尤其測量不銹鋼時，發(fā)射率變化對測溫結(jié)果影響很大。使用雙色測溫儀時，可避免發(fā)射率的影響，測量類似的金屬材料時，只需要校準(zhǔn)一次即可。

（2）熱輻射的影響
鑄坯的溫度很高、體積大，普通儀器的溫度只能達(dá)到85℃，一般推薦使用溫度小于50℃。即使采用軍工級產(chǎn)品也不能達(dá)到要求，必須選用光纖測溫儀，傳感頭和檢測器分開，傳感頭能夠承受250℃的高溫，不需要冷卻。檢測器安裝在環(huán)境溫度較低的場合，環(huán)境溫度較高時也可對檢測器進(jìn)行水冷卻，這樣能夠極大地提高儀器的使用壽命。

（3）氧化鐵皮
采用特殊的軟件算法，可以避免氧化鐵皮對測溫結(jié)果的影響。判斷氧化鐵皮的發(fā)射率特性，系統(tǒng)的采樣時間必須足夠快（10ms以上），信號需要同步采集不能有延時，對采集信號要進(jìn)行取舍。各種軟件算法的綜合應(yīng)用，可以避免氧化鐵皮對測溫精度的影響。

（4）光學(xué)通道的水汽和灰塵
使用雙色測溫儀可以基本避免水汽和灰塵的影響，即使測量物體的信號下降95%，也不會對測溫有影響。選用0.8-1um波段內(nèi)的雙波長紅外測溫儀，可以避免水汽的影響，水蒸氣在0.8-1um的波段內(nèi)，基本是透明的。
參考了相關(guān)資料來解釋不同測量距離和測量溫度下水蒸氣對測溫的影響。

雙色測溫儀對水蒸氣和一定的灰塵影響基本可以忽略不計(jì)，但是完全避免這些因素的影響，設(shè)計(jì)了一根延長桿，加壓縮空氣吹掃，保持光學(xué)通道清潔。測溫儀與最厚測量板坯的位置保留20cm即可。這樣處理，可以使設(shè)備能夠達(dá)到基本免維護(hù)的狀態(tài)。

（5）板坯表面水膜的影響
紅外測溫儀的測溫準(zhǔn)確性與板坯表面水膜的水霧有關(guān)，水膜介質(zhì)越厚，表面輻射能量衰減的越多。參考下列的文獻(xiàn)：

在連鑄二冷區(qū)鑄坯由于冷卻水的沖擊，存在一定的水聚集區(qū)和一定的水膜，即使選用雙色測溫儀，也應(yīng)該盡量避開這些區(qū)域。實(shí)際測量中選用1.1um以下的雙色測溫儀進(jìn)行測量，并對溫度進(jìn)行修正。
3、雙色測溫儀與單色測溫儀比較的優(yōu)勢
雙色測溫不會隨物體表面的狀態(tài)而變化（表面粗糙度不一樣、或表面的化學(xué)狀態(tài)不一樣），不會影響測溫的準(zhǔn)確性，而單色測溫儀就會有影響。
測溫儀的光學(xué)部分如玻璃，在使用一段時間后會留下一些灰塵，空氣中有水、氣、油等，都會使發(fā)射率系數(shù)降低，所以單色測溫儀在此時測量溫度會降低。雙色測溫儀是通過測量物體在特定的兩個波段范圍內(nèi)的比值，當(dāng)出現(xiàn)灰塵、水汽等，所測得的兩個波段范圍內(nèi)的信號同時下降，相除以后，比值不變。但這并不指使用雙色測溫儀就不需要進(jìn)行維護(hù)，灰塵、水汽等太臟時，仍需擦拭玻璃。
單色測溫儀不能測量比視場范圍小的物體。當(dāng)目標(biāo)不能充滿視場時，會使測量溫度低雙色測溫儀能測量比視場范圍小的物體。