Измерение температуры стали по излучению производитель

Когда слышишь про измерение температуры стали по излучению, многие сразу думают о пирометрах — мол, навёл и готово. Но в реальности, особенно в металлургии, это целая наука с кучей подводных камней. Я лет десять работаю с инфракрасными системами, и до сих пор сталкиваюсь с ситуациями, где теория расходится с практикой. Например, многие забывают, что измерение температуры стали сильно зависит от эмиссионной способности поверхности — а она у окалины, чистого металла или после травления разная, порой на сотни градусов ошибка вылезает.

Почему классические пирометры часто подводят

Начну с банального: купили мы как-то немецкий пирометр для контроля нагрева слитков. Вроде всё по specs — точность ±1%, диапазон до 1500°C. А на деле при 1200°C стал показывать разброс в 50 градусов. Оказалось, проблема в паровом факеле над поверхностью — он ИК-излучение частично поглощает. Пришлось экспериментировать с углом установки и фильтрами.

Ещё момент: в прокатном стане, где сталь движется с скоростью 10 м/с, обычный пирометр просто не успевает отслеживать. Тут нужны высокоскоростные датчики с временем отклика менее 1 мс. Мы тестировали разные модели, и некоторые производители честно указывали, что для динамических процессов их оборудование не подходит — за это уважаю.

Кстати, про калибровку. Многие её делают раз в год по чёрному телу, но в цехе, где вибрации и пыль, дрейф показаний может происходить за месяц. Приходится вводить поправочные коэффициенты на месте — это уже из опыта, в мануалах такого не напишут.

Как выбрать систему для конкретного технологического процесса

Для начала надо чётко понимать: зачем вам измерение? Если для общего контроля нагрева в печи — подойдёт стационарный пирометр с диапазоном 500-1300°C. А если для закалки с точностью ±5°C — тут уже нужны спектральные системы. Мы как-то поставили многодиапазонный пирометр на линию отжига — и выяснилось, что он чувствителен к отражению от газовых горелок. Пришлось дорабатывать систему охлаждения головки.

Важный нюанс — поле зрения. На тонких полосах (менее 50 мм) обычный пирометр захватывает фон, что искажает показания. Тут либо уменьшать оптическое разрешение, либо ставить сканирующие системы. Кстати, у ООО Шэньян Тэнъи Электроникс есть модели с регулируемой диафрагмой — мы их тестировали на холоднокатаных линиях, довольно стабильно работают при изменении ширины полосы.

Ещё из практики: в условиях вибрации (например, возле клетей прокатного стана) лучше брать модели с жёстким креплением и оптоволоконным выводом. Электронику выносим в шкаф управления, а на объекте остаётся только оптическая головка. Это увеличивает срок службы в 2-3 раза.

Особенности работы с окисленной поверхностью

Вот где большинство систем показывает фантастические цифры! Помню случай на заводе — при измерении температуры слитка с окалиной пирометр показывал 1250°C, а термопара в контакте — 1100°C. Разница в 150 градусов! Оказалось, эмиссионная способность окалины около 0.85, а чистой стали — 0.3-0.4. Пришлось вводить поправку в контроллер.

Сейчас многие производители предлагают автоматическую компенсацию эмиссионности, но на деле это работает только для стабильных поверхностей. Если окалина отслаивается или появляются участки с разной окисленностью, лучше использовать двухволновые пирометры. Мы их ставим на линии горячей прокатки — там, где состав окалины меняется вдоль длины полосы.

Интересный момент: при температуре выше 900°C сталь начинает светиться видимым светом, и это может мешать ИК-измерениям. Приходится использовать узкополосные фильтры — например, на 1.6 мкм, где влияние видимого излучения минимально. Это особенно критично для измерения температуры в печах с открытым пламенем.

Практические кейсы из опыта внедрения

Расскажу про один сложный проект — установка системы контроля температуры на непрерывном литейном стане. Задача: измерять температуру жидкой стали в кристаллизаторе. Проблема в том, что там пар, брызги шлака, и расстояние до объекта постоянно меняется. Ставили пирометры с воздушной продувкой и системой самотестирования — в итоге выбрали модель с функцией компенсации запотевания оптики.

Ещё запомнился случай на термическом участке — нужно было контролировать температуру прутков диаметром 12 мм в движении. Обычные пирометры давали ошибку из-за малого размера объекта. Помогли только специализированные системы с лазерным наведением и высокой оптической разрешающей способностью. Кстати, часть компонентов для таких решений мы заказывали через https://www.tengyidianzi.ru — у них есть готовые модули для сложных условий.

Из неудач: пытались использовать тепловизор для контроля равномерности нагрева плит. В теории — отлично, видишь всю температурную карту. На практике — дым из печи полностью экранировал излучение. Пришлось переходить на точечные пирометры с установкой непосредственно в зоне нагрева.

Современные тенденции и что действительно работает

Сейчас много говорят про беспроводные системы и IoT. Пробовали ставить беспроводные датчики в цехе — помехи от мощного оборудования сводят на нет все преимущества. Для критичных процессов пока надёжнее проводные решения с экранированными кабелями.

Из интересного — появляются системы с машинным зрением, которые анализируют не только температуру, но и состояние поверхности. Например, могут одновременно определять температуру и наличие окалины. Мы тестировали подобную разработку от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс — пока дорого, но для прецизионных производств уже актуально.

Важный тренд — интеграция с АСУ ТП. Современные пирометры отдают данные напрямую в контроллеры, что позволяет автоматически корректировать режимы нагрева. Мы на одном из заводов внедрили такую систему — экономия газа составила 7% только за счёт более точного поддержания температуры.

Личные наблюдения по работе с поставщиками

За годы работы понял: хороший производитель не тот, у кого красивые каталоги, а тот, чьи инженеры готовы приехать на объект и разобраться в условиях. Как-то обратились в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс с проблемой измерения на быстроохлаждаемых поверхностях — их специалист прилетел на неделю, собрал данные и предложил доработанную версию датчика с принудительным подогревом оптики.

Ещё ценю, когда производитель указывает реальные, а не лабораторные характеристики. Например, точность ±1% — но при каких условиях? Если при 23°C в чистом помещении — это одно. А если при +60°C в цехе с вибрацией — совсем другое. Нормальные компании дают отдельные specs для промышленных условий.

Из последнего: сейчас многие переходят на российских поставщиков комплектующих — не из патриотизма, а потому что сервис быстрее. Ждать запчасть из Европы 3 месяца, а локальный производитель может за неделю изготовить замену. Это критично для непрерывных производств, где простой стоит дороже самого оборудования.