철강 압연 생산에 적외선 온도계 적용
1. 소개
현대 철강 압연 생산 공정에서 강판의 물리적 품질을 보장하기 위해 강판의 제어 압연 및 냉각에는 특정 온도 측정 및 감지 수단이 필요합니다. 적외선 온도계의 높은 정밀도와 강한 신뢰성의 특성은 강판의 효과적이고 정확하며 신뢰할 수 있는 온도 측정을 제공하여 제품 품질을 향상시키고 소비를 줄이며 생산성을 높일 수 있습니다.
2. 적외선 온도계의 구성
적외선 복사 온도계라고도 하는 적외선 온도계는 물체에 포함된 에너지에서 나오는 물체의 전자기 복사를 측정하여 측정 물체의 온도를 결정합니다. 산업용 애플리케이션의 경우 가시 광선의 단파장에서 최대 20μm의 적외선까지 확장되는 적외선 방사에 관심이 있습니다. 따라서 적외선 온도계(radiation thermometer)는 복사에너지를 정량화하고 출력되는 전기적 신호를 이용하여 해당 온도를 표현하는 장치이다.
2.1 광학계
광학 시스템은 적외선 온도계의 중요한 부분입니다. 주요 기능은 방사 에너지의 수렴, 측정할 대상 조준, 온도계의 시야 결정, 온도계 내부의 특정 밀봉 효과입니다.
2.2 적외선 감지기
적외선 감지기는 적외선 온도계의 핵심 부품입니다. 적외선 검출기는 대물렌즈를 통해 측정 대상물의 복사 에너지를 받아 복사 에너지를 전기 신호로 변환하고 최종적으로 후속 처리를 통해 측정 대상물의 표면 온도를 얻는다.
2.3 신호 처리
적외선 검출기는 적외선을 전기신호로 변환하여 신호처리부로 보내고 전치증폭기와 A/D 변환을 거쳐 마이크로프로세서에 입력한다. 동시에 주변 온도 보상 신호도 마이크로프로세서에 입력되며 마이크로프로세서에 의해 선형화됩니다. 처리, 환경 보정 및 방사율 보정 후에 보정된 출력 신호를 얻습니다.
2.4 디스플레이 출력
실제 응용 분야에서 프로세서가 제공하는 온도 신호는 두 가지 방식으로 사용됩니다. 하나는 디스플레이를 통해 표시하는 것입니다. 다른 하나는 산업 제어 시스템에 온도 신호를 보내 생산 공정 제어를 실현하는 것이며 동시에 두 가지 방법으로 사용할 수 있습니다.
다른 유형의 온도계는 실시간 값, 최대 값, 최소 값, 평균 값 및 차이를 표시할 수 있으며 방사율 설정 값, 알람 설정 값 등을 표시할 수 있으며 소프트웨어 처리 후 온도 곡선 및 히트 맵을 표시할 수도 있습니다. 기다리다. 가장 일반적으로 사용되는 온도계는 0-20mA 또는 4-20mA 전류 출력입니다. 전압 신호가 필요한 경우 전류 신호도 변환 및 스케일링할 수 있습니다.
3. 적외선 온도계의 선택
산업 응용 분야에서는 종종 고온계와 측정 대상 사이에 일부 매체가 있어 측정 대상의 표면 에너지 복사를 약화시키거나 완전히 차단할 수 있으며 고온계는 "보는" 대상만 측정할 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 고정 온도계에는 주로 다음 범주가 포함됩니다.
① 광대역 온도계 또는 광대역 온도계의 스펙트럼 응답 범위는 주로 저온 측정에 사용되는 광학 시스템에 의해 제한되며 스펙트럼 응답 범위가 넓은 검출기가 장착되어 있습니다.
② 밴드 온도계를 선택하고 그 응답 파장은 필터에 의해 제한되며 검출기의 응답 밴드는 응용 프로그램의 필요에 따라 선택할 수 있습니다.
③ 단파 온도계는 방사율이 변할 때 측정 오류를 줄일 수 있습니다. 여기에 언급된 단파는 상대적이며 1500K의 온도에서 0.6μm의 파장이거나 300K의 온도에서 3μm의 파장일 수 있습니다.
④ 2색 온도계라고도 하는 비색 온도계는 "매우 더러운 대기"에서 사용할 때 더 나은 측정 결과를 얻습니다.
온도계를 선택할 때 필요한 온도 범위 외에도 온도계의 "온도 변화율" 및 "방사율 변화율"의 두 가지 매개변수도 온도계의 정확한 선택에 매우 중요합니다.
① 온도계의 온도변화율이란 온도변화에 따른 물체의 출력값 변화를 말한다. 적외선 온도계의 경우 온도 변화율이 클수록 감도가 높아집니다.
② 방사율 변화율이란 측정 대상물의 방사율이 변할 때 기기의 출력값이 변화하는 것을 말한다. 강판의 방사율은 강 압연 공정 중 특정 파장과 온도에서 일정 범위 내에서 무작위로 변하기 때문에 방사율 변화로 인한 온도계 출력 값의 변화는 대상의 실제 온도 변화가 아닙니다. 따라서 방사율 변화율도 조정해야 합니다.
4. 특정 용도
예를 들어 조압연 공정에서 제어 압연 및 제어 냉각 중에 지난 철 및 강판 공장의 온도 감지를 살펴보겠습니다. 총 4세트의 LAND 적외선 온도계는 석회질 제거 상자 뒤, 조압연 전, 조압연 전 및 전과 후에 설치됩니다. 조압연 후 워터 커튼 냉각 장치 후. 스케일 제거 챔버는 비스케일 강판의 온도를 측정할 수 있는 완벽한 기회를 제공합니다. 강 빌릿이 압연기에 들어가기 전에 고압의 물 분사에 의해 거의 모든 철 스케일 등이 씻겨 나가므로 압연 공정을 위한 깨끗한 표면이 제공됩니다. 프로브는 강판 표면의 실제 온도를 측정하기 시작하여 이 온도가 롤링 한계 내에 있는지 확인하고 롤링 매개변수를 설정합니다.
직면한 주요 문제는 다음과 같습니다. (1) 비접촉 프로브의 적절한 위치를 결정하여 스케일 제거 상자에서 분사되는 영향과 산화물의 존재를 최소화합니다. (2) 강판의 압연 공정 중에 산화물이 튀는 것을 방지하기 위해 프로브와 밀 스탠드도 일정한 거리를 유지해야 프로브가 손상됩니다. (3) 물과 잔여 스케일은 빌릿 표면에 더 차가운 영역을 형성하여 판독값이 변경될 수 있습니다.
방사 온도 측정의 원리는 다음과 같습니다. 온도계는 "보는" 대상만 측정할 수 있습니다. 가스에 의한 방사선 흡수를 해결하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 하나는 시야 경로에 무선 장애물을 제공하기 위해 관음관과 에어 퍼저를 사용하는 것입니다. 다른 하나는 매질의 영향을 받지 않는 동작 대역을 선택하는 것이다. 이러한 문제에 대응하여 우리는 수증기 흡수의 영향을 피하기 위해 높은 품질과 명성을 가진 LAND 제품 시스템 시스템에서 M1/R1 단파 프로브를 선택했습니다. 작은 대상 크기 및 빠른 응답 기능 - 빌릿 표면의 산화를 목표로 합니다. 철판과 "검은 물" 사이의 뜨거운 대상으로 신호 프로세서가 피크 홀드 기능을 사용하여 온도 측정의 정확성과 연속성을 보장합니다. 대상이 부분적으로 가려지거나 완전히 보이지 않는 경우에도 온도 측정 결과가 요구 사항을 충족하므로 시스템 출력이 강판의 실제 온도를 추적할 수 있습니다. 높은 수준의 프로브 출력은 전자 간섭의 영향을 약화시키고 이 출력은 최종 온도의 표시로 직접 사용될 수 있습니다. 탐침의 위치는 가능한 한 밀의 입구에 최대한 가까워야 합니다. 이렇게 하면 개봉 중 냉각수 분무 및 움직임으로 인한 방해를 피할 수 있습니다.
