Как известно на промышленных предприятиях одним из наиболее важных контролируемых процессов является физическое измерение температуры.

Фирмой «ТЕХНО-АС», специализирующейся на разработке и производстве оборудования для высокоточных температурных измерений предлагается решение по контролю над технологическими процессами в металлургической отрасли.

Инфракрасный пирометр С-500.7 и его стационарный вариант С-700.

Бесконтактное измерение температуры инфракрасными термометрами (пирометрами) обладает преимуществами по сравнению со стандартными контактными методами:

  • удобство и легкость использования;
  • быстрое реагирование;
  • длительный срок службы;
  • стабильность показаний;
  • отсутствие влияния на объект измерения.

Очень часто в металлургической промышленности необходимо проводить измерения температуры через частично прозрачную среду – в условиях задымленности и запыленности, а также через смотровые окна, закрытые стеклом.

Особенности излучения материалов.Металлы, окислы и шлаки непрозрачны в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. Излучающая способность металлов зависит от длины волны и собственной температуры (рис. 1).

Рис.1 Зависимость коэффициента теплового излучения от длины волны при температуре 1600 °С.

Существуют два фактора влияющие на измерения температуры расплавов бесконтактным способом:

1. Коэффициент теплового излучения металла, чем он выше, тем более короткая длина волны используется.

2. Ослабление оптического излучения металлургическим дымом, которое увеличивается с уменьшением длины волны.

Исходя из второго фактора нежелательно использование длин волн 0.35-0.65 мкм для измерения расплавов металлов, в то же время при длинах волн около 1.5 мкм коэффициент теплового излучения металла значительно падает, что также не дает возможность корректно измерять температуру объекта. Компромиссным решением в этом случае является использование спектрального диапазона 0.9… 1.0 мкм. В этом диапазоне длин волн характеристика прозрачности атмосферы, представленная на рис. 2, позволяет проводить корректные измерения без внесения дополнительной погрешности, вызванной ослаблением излучения от объекта и измеренное значение в этом случае соответствует температуре поверхности материала.

Рис.2 Зависимость характеристики прозрачности атмосферы от длины волны.

Выбор датчиков (приёмников излучения). Для измерения температуры металла можно применять:

  • кремниевыми (Si, эффективная длина волны 0.9 мкм);
  • германиевые (Ge, эффективная длина волны 1.5 мкм);
  • индий-галлий-арсенид (InGaAs , эффективная длина волны 1.55 мкм) детекторы.

Кремниевые датчики очень стабильны, обладают высокой чувствительностью к температурным перепадам и имеют низкую цену.

Германиевые датчики отличаются большей температурной нестабильностью и намного дороже по цене, чем кремниевые.

Датчики из индий-галлий-арсенида являются стабильными и чувствительными, но их цена на два порядка выше, чем у кремниевых.

В пирометрах С-500.7 и С-700 фирмы "ТЕХНО-АС" в качестве приемника излучения используются кремниевые фотодиоды.

Работа высокотемпературных пирометров фирмы "ТЕХНО-АС" была успешно опробована на литейных, коксохимических, прокатных и кузнечных участках следующих предприятий:

  • завод “Электросталь” (г. Электросталь);
  • Магнитогорский металлургический комбинат;
  • Коломенский тепловозостроительный завод;
  • завод “Промтрактор” (г. Чебоксары);
  • завод тяжелых станков (г. Коломна).

Результаты испытаний показали, что данные пирометры могут с успехом применяться для измерения температуры на следующих участках техпроцесса:

  • Измерение температуры при выпуске металла из электродуговой (индукционной) печи t =1400…1700ºС.
  • Измерение температуры струи при разливке из ковша в формы t =1400…1700ºС (так как излучающая способность шлака и окислов практически не зависит от длины волны и температуры, то по резкому увеличению показаний пирометра измеряющего расплав в процессе разливки можно судить о том, что из ковша слит весь металл и сливается шлак, при этом необходимо прекращать разливку).
  • Измерение температуры застывающего в форме металла t =1000…1400.
  • Измерение температуры при нагреве заготовки в печи перед обработкой давлением t =800…1200.
  • Измерение температуры при обработке давлением t =800…1200 (ковка, прокатка и т.д.)
  • Измерение температуры расплава солей в закалочных ваннах t =800…1400
  • Измерение температуры деталей в процессе термообработки (отжиг, закалка, отпуск и т.д.) t =800…1300
  • Измерение температуры коксовых батарей
  • Измерение температуры в печах обжига кирпича, спекания цемента и керамики.

Пирометры С-500.7 и С-700 фирмы "ТЕХНО-АС", разработанные для измерения температур металлов и керамики, являются надежным и простым в обращении средством измерения температуры. Они измеряют объекты с температурой от 700 до 2200 ºС и могут использоваться без охлаждения при температурах до +50 ºС (переносной пирометр С-500.7) или +80 ºС (стационарный пирометр С-700) . Оба пирометра имеют интерфейс связи с компьютером (RS-232 у пирометра С-500.7 и RS-485 у пирометра С-700) . Кроме того, переносной пирометр С-500.7 имеет индикацию температуры в поле зрения оптического безпараллаксного визира и регулируемый поляризационный ослабитель излучения от объекта, что облегчает и делает более удобной работу оператора.

ПРИМЕНЕНИЕ

Измерение температуры пирометрами С-500.7 и С-700 при выпуске металла из электродуговой (индукционной) печи.

 

Измерение температуры струи при разливке из ковша в формы.

Измерение температуры струи при разливке из ковша в формы.

 

Измерение температуры застывающего металла.

Измерение температуры при нагреве заготовки в печи перед обработкой давлением.

Измерение температуры при обработке давлением (ковка, прокатка и т.д.)

Измерение температуры расплава солей в закалочных ваннах.

Измерение температуры деталей в процессе термообработки (отжиг, закалка, отпуск и т.д.)