Зонд радиационного измерения температуры поверхности литой заготовки завод

Если честно, каждый раз когда слышу про радиационные зонды для литья, вспоминаю как мы в 2018 году чуть не угробили партию слитков из-за слепой веры паспортным данным. Сейчас уже понятно — главный подвох не в погрешности в 5-7°C, а в том, как быстро кварцевое стекло покрывается окалиной при реальной работе в литейном пролёте.

Почему стандартные решения не работают на слитках

Взяли как-то немецкий пирометр с заявленными ±3°C. В лаборатории — идеально. Но при первом же контакте с расплавленным алюминием АД31 на расстоянии 1.2 метра получили расхождение в 23 градуса с эталонной термопарой. Разбирались неделю — оказалось, пар из охлаждающих форсунок искажал ИК-сигнал. Пришлось переделывать весь обдув.

Коллеги из ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' тогда подсказали важную деталь: для их зондов серии TY-RT-7 мы специально рассчитываем угол обзора под каждую конфигурацию изложницы. Недооценил этот параметр в начале — получал усреднённую температуру по краю и центру слитка вместо точечного измерения.

Сейчас на их сайте https://www.tengyidianzi.ru вижу обновлённую модификацию с водяным охлаждением корпуса — как раз та самая проблема, из-за которой мы три месяца мучились с конденсатом на оптике. Жаль, тогда такого решения не было.

Калибровка в полевых условиях: не по учебнику

По опыту скажу — калибровать по черному телу раз в полгода бесполезно. У нас график жёсткий: перед каждой сменой проверка по эталонному термометру В-5 на холодном слитке, раз в две недели — контроль на разогретой плитовине. Да, погрешность плавает до 10°C, но это лучше чем внезапный провал на 50 градусов в критический момент.

Заметил интересное — при работе с медными сплавами МНЖ5-1 приходится вносить поправку на 12-15°C вручную. Видимо, из-за специфики окисной плёнки. В документации этого нет, выяснили эмпирически после брака двух партий.

Сейчас используем зонд радиационного измерения температуры совместно с тепловизором — дорого, но даёт понимание полной картины. Особенно важно для крупных слитков сечением 400×400 мм, где перепад между ядром и поверхностью достигает 80°C.

Практические ловушки монтажа

Самая глупая ошибка — установка напротив загрузочного окна. Первые полгода думали что зонд 'сходит с ума' при каждом открытии затворки. Только потом догадались поставить тепловой экран из нержавейки.

Вибрация — отдельная история. Крепление на алюминиевый кронштейн оказалось провальным — через неделю фокусировка сбивалась. Перешли на стальные жёсткие крепления с демпфирующими прокладками. Кстати, в новых моделях Тэнъи Электроникс это уже учтено в конструкции.

Разъёмы — вечная головная боль. Стандартные RJ45 не выдерживают температуры в цеху, перешли на специализированные металлические MS-типа. Дороже, но за год ни одного отказа по связи.

Когда данные врут: анализ аномалий

Был случай — три дня радиационного измерения температуры показывало стабильные 720°C при визуально явном перегреве. Оказалось, на линзе осела тончайшая плёнка выделяющегося из расплава магния. Чистили ультразвуком в спирте — помогло.

Ещё казус — при замере на сталелитейном производстве получали скачки каждые 15 минут. Долго искали причину — оказалось, кран-балка проезжала между зондом и слитком, её горячие тормоза давали паразитный ИК-сигнал.

Сейчас в протоколах всегда отмечаем: положение заслонок, состояние атмосферы в цеху (задымлённость), наличие перемещающихся объектов в зоне контроля. Без этого контекста данные с зонда радиационного измерения иногда вводят в заблуждение.

Интеграция с АСУ ТП — не всё так гладко

С системой SCADA от Siemens пришлось повозиться — их драйверы не всегда корректно обрабатывают русские кодировки в названиях параметров. Выкрутились через OPC-сервер.

Самое ценное что сделали — настроили трёхуровневую фильтрацию данных. Сырые показания → усреднение за 5 секунд → сравнение с термопарами. Без этого система выдавала ложные тревоги при каждом проезде погрузчика.

Коллеги из ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' в последней версии прошивки добабили интересную функцию — автоматическую коррекцию коэффициента излучения в зависимости от накопленной статистики. Мы пока тестируем, но первые результаты обнадёживают — стабильность измерений улучшилась на 18%.

Экономика против точности

Пытались сэкономить на системе продувки — поставили дешёвый винтовой компрессор. Результат — через месяц пришлось менять оптику из-за масляной плёнки. Дороже вышло.

Рассматривали вариант с двумя зондами — основной и резервный. Практика показала что надёжнее иметь один качественный с полноценным охлаждением и очисткой. Резерв простаивает — деградирует быстрее работающего.

Сейчас считаем оптимальным цикл: 2 года интенсивной эксплуатации → капитальная чистка и поверка → ещё год работы → замена. Дольше трёх лет эксплуатировать нерентабельно — затраты на поддержание точности превышают стоимость нового оборудования.

Выводы которые не пишут в инструкциях

Главный урок — не существует универсального решения. Для алюминия нужны одни поправки, для меди — другие, для стальных слитков — третьи. Причём разница даже внутри одной группы сплавов достигает 7-8% по коэффициенту излучения.

Современные зонды радиационного измерения температуры поверхности — уже не просто датчики, а сложные измерительные комплексы. Тот же TY-RT-7 от Тэнъи Электроникс по факту включает в себя и спектрометрию, и анализ фоновых помех, и адаптивную фильтрацию.

Но никакая электроника не заменит опыт оператора. Лучшая система та, где данные с прибора проверяются визуальной оценкой цвета расплава и консультацией со старшим плавильщиком. Компьютер может ошибиться, а человеческий глаз + многолетний опыт редко подводят одновременно.