Датчик радиационного измерения температуры в зоне вторичного охлаждения заводы

Когда слышишь про датчик радиационного измерения температуры для зоны вторичного охлаждения, первое, что приходит в голову — это какая-то универсальная штуковина, которую можно воткнуть и забыть. Но на практике... У нас на одном из заводов в Челябинске как-раз ставили такие системы, и там начались странные скачки показаний. Оказалось, что пар от охлаждающей воды создавал помехи, которые обычный пирометр не отсекал. Пришлось перебирать настройки спектрального диапазона — и это только начало истории.

Почему вторичное охлаждение — это не просто трубы с водой

Зона вторичного охлаждения — это та самая часть технологической линии, где многие думают, что главное — подать воду равномерно. Но если температура контроля съезжает хотя бы на 20-30°C, могут пойти трещины в заготовке. Я видел случаи, когда из-за этого браковали целую партию слитков. И всё потому, что термопары не успевали реагировать на локальные перегревы.

Тут и выручил радиационный метод. Но не любой датчик подойдет — важно учитывать коэффициент эмиссии поверхности окалины. Помню, на алюминиевом производстве пытались ставить стандартные модели, а потом полгода ломали голову, почему показания занижены на 15%. Оказалось, отражающая способность чистой поверхности металла совсем другая.

Кстати, недавно коллеги с ООО Шэньян Тэнъи Электроникс рассказывали, что их разработки как раз учитывают такие нюансы. На их сайте https://www.tengyidianzi.ru есть технические заметки про калибровку под разные типы окалины — полезная штука, жаль, что в свое время не наткнулся на это раньше.

Как выбрать датчик, который не подведет

Спектральный диапазон — вот что многие упускают. Если брать коротковолновые датчики (скажем, 0.8-1.1 мкм), они хорошо работают при высоких температурах, но на остывающих заготовках уже теряют точность. Длинноволновые (8-14 мкм) устойчивее к парам, но требуют чистоты оптики — а в цеховых условиях это проблема.

Один раз мы ставили экспериментальный датчик с регулируемым диапазоном — вроде бы идеальное решение. Но настройка занимала столько времени, что технологи отказывались с ним работать. Пришлось вернуться к проверенным вариантам с фиксированными параметрами, но с улучшенной системой продувки оптики.

Вот тут как раз пригодился бы подход ООО Шэньян Тэнъи Электроникс — их специализация в непрерывном инфракрасном измерении как раз подразумевает адаптацию под конкретные условия. В их описании технологий упоминается автоматическая компенсация помех — интересно, как это реализовано на практике.

Монтаж — где чаще всего ошибаемся

Самая частая ошибка — установить датчик под прямым углом к поверхности и считать дело сделанным. На самом деле, угол имеет критическое значение. Как-то пришлось переставлять целую линейку датчиков потому, что вариация в 10 градусов давала расхождение в 5-7% по температуре.

Второй момент — вибрация. На стане горячей прокатки обычное крепление быстро разбалтывалось. Пришлось разрабатывать демпфирующие кронштейны, которые гасили низкочастотные колебания. Интересно, что производители редко об этом пишут в инструкциях — приходится доходить своим умом.

Расстояние до объекта — еще один подводный камень. Оптимальная дистанция обычно указывается для идеальных условий, но когда между датчиком и заготовкой летит окалина, вода и пар, эти цифры надо корректировать. Мы эмпирически вывели формулу поправки на задымленность — теперь используем ее на всех объектах.

Калибровка в полевых условиях

Заводская калибровка — это хорошо, но на месте всегда оказывается, что реальные условия отличаются от лабораторных. Мы обычно используем переносные эталонные пирометры, но и они не панацея — их тоже нужно регулярно поверять.

Запомнился случай на ММК, когда после плановой поверки все датчики начали показывать завышенную температуру. Два дня искали причину — оказалось, поверители использовали не тот тип черного тела для настройки. Пришлось вызывать их снова, перекалибровывать на месте.

Сейчас многие переходят на системы с автоматической самодиагностикой — например, в некоторых моделях от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс есть встроенная функция контроля загрязнения оптики. Это здорово экономит время на обслуживании — не нужно каждый раз снимать датчики для проверки.

Когда радиационный метод не работает

Бывают ситуации, где даже самый продвинутый датчик радиационного измерения температуры бессилен. Например, когда поверхность заготовки покрыта толстым слоем окалины неравномерной плотности — излучение искажается непредсказуемо.

Или когда в зоне измерения появляется пламя — например, при аварийных выбросах горючих газов. Тут уже никакая фильтрация не помогает, показания скачут хаотично. В таких случаях мы дублируем систему контактными термопарами, хотя они и медленнее реагируют.

Еще одна проблема — быстрое движение заготовки. При скоростях выше 2 м/с обычные датчики не успевают обрабатывать сигнал. Приходится либо ставить высокоскоростные модели, либо использовать несколько датчиков в шахматном порядке — но это уже существенно дороже.

Что в итоге работает

За годы работы пришел к выводу, что идеального решения нет — всегда нужен компромисс. Но если правильно подобрать спектральный диапазон, обеспечить стабильные условия монтажа и настроить систему под конкретный технологический процесс — радиационные датчики становятся незаменимыми.

Сейчас слежу за развитием многодиапазонных систем — они дороже, но зато точнее работают в сложных условиях. В частности, те решения, что предлагает ООО Шэньян Тэнъи Электроникс в области непрерывного измерения температуры, выглядят перспективно — особенно их подход к совмещению разных методов измерения в одной системе.

Главное — не верить рекламным обещаниям, а тестировать в реальных условиях. Мы всегда просим пробный экземпляр на тестовую установку перед закупкой партии. И это правило ни разу не подвело — сколько раз оно спасало от дорогостоящих ошибок.