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淺談軋鋼過程中紅外測溫儀的應用
在軋鋼過程中,關鍵的工藝參數(shù)是鋼坯的軋制溫度,因為鋼坯溫度控制的好壞,可以影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
所以在軋鋼工藝中,鋼坯溫度傳統(tǒng)的控制方法是用熱電偶測量加熱爐內(nèi)溫度的辦法間接控制。
由于熱電偶測得的是爐內(nèi)腔體的溫度,而不是鋼坯的真實溫度,加上爐內(nèi)狀況的變化,其內(nèi)部的溫度分布也存在著一定的離散性,故熱電偶測得的溫度并不能代表每一根鋼坯的實際溫度,而鋼坯一出爐,溫度就通常用肉眼根據(jù)其發(fā)紅的顏色來估計,無法定量地檢測出每根鋼坯的實際溫度。
紅外測溫探頭的設計有三種方法,
通過測量輻射物體的全波長的熱輻射來確定物體的輻射溫度的稱為全輻射測溫法;通過測量物體在一定波長下的單色輻射亮度來確定它的亮度溫度的稱為亮度測溫法;如果是通過被測物體在兩個波長下的單色輻射亮度之比隨溫度變化來定溫的稱為比色測溫法。
亮度測溫法無需環(huán)境溫度補償,發(fā)射率誤差較小,測溫精度高,但工作于短波區(qū),只適于高溫測量。比色測溫法的光學系統(tǒng)可局部遮擋,受煙霧灰塵影響小,測溫誤差小,但必須選擇適當波段,使波段的發(fā)射率相差不大。一般選用全輻射測溫法來計算被測量物體的溫度,全輻射測溫法是根據(jù)所有波長范圍內(nèi)的總輻射而定溫,得到的是物體的輻射溫度。選用這種方法是因為中低溫物體的波長較大,輻射信號很弱,而且結構簡單,成本較低,但它的測溫精度稍差,受物體輻射率影響大。
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(5)發(fā)射率:一切溫度高于零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。發(fā)射率是一個物體在特定的溫度下輻射出的能量和在同樣溫度下一個理想的輻射體所放射出的能量的比率,用來衡量物體放射或吸收能量的能力,不同的物體具有不同的發(fā)射率。有的紅外測溫儀的發(fā)射率為固定值0.95,而有的則是可調(diào)的。
(6)響應時間:響應時間為紅外測溫儀到達后讀數(shù)的95%能量所需要的時間,表示紅外測溫儀對被測溫度變化的反應速度。新型紅外測溫儀響應時間甚至可達1ms。如果目標的運動速度很快或測量快速加熱的目標時,要選用快速響應紅外測溫儀,否則達不到足夠的信號響應,會降低測量精度。
作為一個成熟的紅外測溫儀,它應該學會自檢
紅外線測溫儀確保測溫精度重要的因素是發(fā)射率,到光斑的距離,光斑的位置,視場。通過與紅外測溫儀的專家和設備生產(chǎn)廠家技術人員的溝通和咨詢,經(jīng)過多種方法反復實踐,參照黑體爐的原理自制了一套校準設備,并通過比對的方法驗證了該方法自校準比對切實可行。 紅外線測溫儀自校準時完成基本誤差的比對、測量距離變化影響、以及發(fā)射率的范圍的確定,測試前將紅外線測溫儀調(diào)整到狀態(tài)再用于現(xiàn)場測試。 現(xiàn)將紅外測溫儀的自校準方法介紹如下: 參照黑體爐的原理和實際工作經(jīng)驗,在自校準中采用的比對標準是自制簡易黑體水箱,水箱規(guī)格為450mmx300mm,自鐵皮制作,內(nèi)部裝有電加熱器。用一塊穩(wěn)定性較好的1.5級壓力式溫度計(可用檢定過的玻璃液體溫度計代替)作為標準器測試水箱內(nèi)溫度,考慮到由于對大多數(shù)有機材料、油漆或氧化表面的表面溫度進行測量時要用黑膠布或平光黑漆涂于被測表面加以補償,使黑膠布或黑漆達到與基底材料相同溫度時,測量膠布或漆表面的溫度,即為真實溫度的工作經(jīng)驗。
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