Датчик радиационного измерения температуры в зоне вторичного охлаждения

Когда речь заходит о радиационных датчиках для зоны вторичного охлаждения, многие сразу думают о стандартных пирометрах — и это первая ошибка. На самом деле здесь нужны специфические решения, которые справятся с паром, колебаниями emissivity стали и механическими вибрациями.

Почему обычные пирометры не работают

Помню, как на одном из заводов попробовали установить стандартный инфракрасный датчик — показания прыгали на ±50°C. Оказалось, пар от системы охлаждения создает переменный коэффициент поглощения. Пришлось разрабатывать датчик радиационного измерения температуры с узкополосным фильтром на 3.9 мкм, где водяной пар практически прозрачен.

Еще одна проблема — окалина. Когда сляб выходит из кристаллизатора, поверхность покрыта неравномерным слоем окислов. Если не учитывать изменение emissivity, реальная температура может отличаться на 15-20% от показаний. Мы в таких случаях используем двухволновые методы, но и это не панацея — при сильном окислении все равно нужны поправочные коэффициенты.

Кстати, про калибровку. Многие забывают, что ее нужно проводить не в лаборатории, а прямо в рабочей зоне. Из-за фонового излучения от раскаленных валков показания могут смещаться. Мы обычно ставим эталонный термопарный датчик параллельно на первые пуски, потом убираем.

Особенности монтажа в зоне вторичного охлаждения

Самое сложное — не измерить температуру, а обеспечить стабильность измерений. Вибрации от роликов могут вывести из строя оптику за 2-3 месяца. Приходится делать амортизирующие кронштейны и защитные кожухи с продувом воздуха.

Очистка оптики — отдельная головная боль. Системы сжатого воздуха часто не справляются с влажной средой, приходится ставить дополнительные фильтры-осушители. На одном из проектов мы использовали решение от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс — у них в конструкции сразу предусмотрена двухступенчатая система очистки.

Угол установки — многие монтируют датчики перпендикулярно поверхности сляба, но это усиливает влияние пара. Лучше устанавливать под углом 15-30 градусов, хотя это усложняет юстировку. Приходится использовать лазерные целеуказатели.

Практические кейсы и ошибки

Был случай на ММК — поставили дорогой немецкий датчик, но не учли электромагнитные помехи от двигателей роликов. Пришлось экранировать все кабели и ставить ферритовые кольца. Теперь всегда проверяем ЭМС перед установкой.

А на НЛМК пытались использовать датчик радиационного измерения температуры без водяного охлаждения — через неделю оптический блок расплавился. При температуре окружающей среды до 80°C нужна принудительная система охлаждения, желательно с резервированием.

Интересный опыт был с калибровкой по разным маркам стали. Для низкоуглеродистых сталей emissivity около 0.8, но для нержавейки может падать до 0.4-0.5. Пришлось создавать базу поправочных коэффициентов — сейчас используем наработки tengyidianzi.ru, у них хорошая методичка по этому вопросу.

Современные решения и тенденции

Сейчас переходим на датчики с встроенной термопарой для компенсации собственной температуры. Это особенно важно при работе в цехах с сильными колебаниями температуры окружающей среды.

Много споров по поводу беспроводных датчиков. В теории — удобно, на практике пока нестабильно. Электромагнитные помехи в цеху слишком сильные, плюс проблема с питанием — батареи в горячих зонах быстро деградируют.

Из интересных новинок — системы с машинным зрением, которые анализируют не только температуру, но и состояние поверхности. Но пока это дорого и требует мощных вычислителей прямо в цеху.

Сервис и обслуживание

Раньше думали, что датчик радиационного измерения температуры можно поставить и забыть. Реальность показала — нужен еженедельный контроль чистоты оптики и ежемесячная проверка калибровки.

Ошибка многих предприятий — экономия на обслуживании. Видел случаи, когда из-за грязного объектива температура показывала на 100°C меньше реальной — это приводило к перегреву сляба и браку.

Сейчас рекомендуем заключать сервисные контракты — например, с ООО Шэньян Тэнъи Электроникс, они обеспечивают регулярную поверку и оперативный ремонт. Это научно-техническое предприятие как раз специализируется на разработке и обслуживании систем непрерывного измерения температуры, так что у них есть нужные компетенции.

Выводы и рекомендации

Главное — понимать, что универсальных решений нет. Для каждого стана нужен индивидуальный подбор и настройка датчика радиационного измерения температуры. То, что работает на одном заводе, может не подойти на другом.

Всегда стоит закладывать резерв по бюджету — обычно дополнительные 20-30% на доработки и адаптацию под конкретные условия. Экономия на этапе внедрения потом обходится дороже.

И последнее — не стоит гнаться за максимальной точностью. В промышленных условиях погрешность 1-2% — это отличный результат. Главное — стабильность показаний и воспроизводимость результатов.