Зонд радиационного измерения температуры поверхности литой заготовки производитель

Когда слышишь про зонд радиационного измерения температуры, первое что приходит в голову — это какие-то лабораторные штуки с идеальными условиями. А в реальности на литейном производстве всё иначе: брызги шлака, вибрация конвейера, постоянные перепады влажности. Именно поэтому большинство серийных моделей либо быстро выходят из строя, либо показывают погрешность до 50°C. Мы в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' через это прошли — сначала думали взять готовые немецкие сенсоры, но они в условиях российской зимней эксплуатации просто 'слепли' от конденсата.

Конструкционные просчеты которые дорого обходятся

Помню наш первый заказ на Череповецкий металлургический комбинат — сделали зонд с кварцевым окном по классической схеме. Через три дня звонок: 'У вас показания пляшут на 100 градусов'. Приезжаем — а там на стекле микрослой окалины. Казалось бы, мелочь, но для пирометра это как смотреть через грязные очки. Пришлось срочно разрабатывать систему пневмоочистки с импульсной подачей воздуха.

Еще хуже оказалась история с креплениями. Стандартные кронштейны не учитывали тепловое расширение раскаленной заготовки. В результате фокусное расстояние сбивалось после каждого цикла нагрева. Лабораторные испытания это не показывали — только на производстве в Дзержинске выявили. Сейчас используем компенсационные прокладки из жаростойкой керамики.

Самое коварное — электромагнитные помехи от оборудования. Наш техник Петров как-то раз показал осциллографом: когда включается мощный электродвигатель рядом с зондом, сигнал зашумляется так, что микропроцессор считывает случайные всплески за температурные пики. Решение нашли через экранирование витой парой и установку ферритовых фильтров — простое, но эффективное.

Калибровка в полевых условиях: теория против практики

В паспорте пишут 'калибровка по черному телу', но кто видел это черное тело в цеху? Мы сначала пытались использовать эталонные излучатели, пока не поняли — они бесполезны при наличии фонового ИК-излучения от соседних печей. Пришлось разрабатывать методику с двумя контрольными точками: на холодной заготовке и в момент выхода из кристаллизатора.

Интересный случай был на заводе в Липецке — там температура поверхности литой заготовки показывала странные провалы каждые 12 минут. Оказалось, что зонд захватывал отражение от поворотного ролика, который был холоднее на 200°C. Решили смещением угла установки и программным фильтром, который игнорирует кратковременные скачки.

Сейчас мы в Тэнъи Электроникс для каждого объекта делаем индивидуальную калибровочную карту. Учитываем всё: от марки стали до расстояния до водоохлаждаемых элементов. Это занимает два дня вместо обещанных в рекламе двух часов, зато погрешность не превышает ±3°C даже при измерении температуры поверхности быстро движущейся заготовки.

Электронная начинка: чем проще — тем надежнее

Первые наши модели были перегружены функциями — встроенная термокомпенсация, цифровые фильтры, беспроводная передача данных. На практике оказалось, что чем больше электроники, тем выше вероятность отказа. Сейчас используем аналоговую схему с минимальной оцифровкой непосредственно у сенсора.

Запомнился случай с 'умным' зондом который должен был сам диагностировать загрязнение оптики. В теории — гениально, на практике — он постоянно ложные срабатывания давал из-за пара от системы охлаждения. Вернулись к простому решению: оператор раз в смену визуально проверяет и при необходимости протирает специальной салфеткой.

Сигнальный процессор мы тоже упростили — вместо мощного ARM поставили проверенный временем PIC-контроллер. Меньше вычислений, зато стабильнее работа при температуре окружающей среды до 80°C. Как показала практика, для точного измерения температуры поверхности литой заготовки не нужны сложные алгоритмы — важнее качественный прием ИК-излучения и стабильное усиление сигнала.

Монтажные нюансы которые не пишут в инструкциях

Расстояние от зонда до заготовки — это целая наука. Слишком близко — тепловое повреждение, слишком далеко — потеря точности. Мы выработали эмпирическое правило: минимальная дистанция равна трем диаметрам измеряемого пятна. Но это для стационарных условий, а при вибрации приходится увеличивать на 15-20%.

Защитные кожухи — отдельная головная боль. Стандартные из нержавейки выдерживают не больше полугода — появляются микротрещины от постоянных термических напряжений. Сейчас тестируем кобальтовые сплавы, но они дороже в три раза. На некоторых объектах ставим сменные экраны из жаростойкого стекла — дешевле менять раз в квартал, чем весь зонд.

Кабельные трассы — казалось бы, мелочь. Но если силовой кабель проложен рядом с сигнальным, помехи гарантированы. Мы всегда настаиваем на раздельной прокладке с заземленным экраном между ними. На сайте tengyidianzi.ru есть схемы правильного монтажа — многие монтажники их игнорируют, потом удивляются почему показания 'плывут'.

Эволюция методик измерений на практике

Раньше мы ориентировались на точечные замеры — один зонд на одну зону. Пока не столкнулись с неравномерностью нагрева по ширине заготовки. Сейчас часто ставим три зонда в линию с синхронным съемом данных — это позволяет строить температурный профиль и вовремя корректировать режимы охлаждения.

Спектральный диапазон — еще один момент. Для сталей с окалиной лучше работает коротковолновый диапазон 0.8-1.1 мкм, а для чистых поверхностей — 1.6 мкм. Мы в Tengyi Electronics держим оба варианта в производственной программе, потому что универсального решения нет и быть не может.

Самый сложный случай был с измерением температуры поверхности алюминиевых сплавов — коэффициент излучения меняется буквально на глазах из-за окисления. Пришлось разрабатывать активную систему с компенсационным лазерным подогревом контрольного участка. Недешевое решение, но для прецизионных производств незаменимое.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас экспериментируем с многоспектральными измерениями — когда один зонд работает в двух диапазонах одновременно. Теоретически это позволяет компенсировать ошибки от изменения коэффициента излучения. На практике пока стабильность оставляет желать лучшего — мешают атмосферные помехи в цеху.

Интеграция с системами АСУ ТП — следующий этап. Наши зонды уже поставляются с промышленными интерфейсами Profibus и Ethernet/IP, но главная проблема — не техническая, а психологическая. Технологи не доверяют 'автоматам' и дублируют контроль ручными пирометрами.

Будущее видится в гибридных системах где радиационный зонд работает в паре с контактными термопарами. Первый дает скорость и бесконтактность, вторые — абсолютную точность в контрольных точках. Такой подход мы апробировали на модернизированной МНЛЗ в Магнитогорске — результат: снижение брака на 3.7% только за счет более точного контроля температуры поверхности по всей длине заготовки.