Радиационный метод измерения температуры стали

Вот что сразу скажу: многие до сих пор путают радиационный метод с обычными пирометрами. Разница — как между смартфоном и рацией. Первый учитывает спектральные характеристики, второй — просто 'видит' тепло. В стали, особенно при непрерывной разливке, это критично.

Физические основы и типичные ошибки

Когда только начинал работать с ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс', думал — главное подобрать чувствительный детектор. Оказалось, радиационный метод измерения температуры стали требует учета десятков параметров: от степени черноты поверхности до запыленности зоны измерений.

Запомнил случай на ММК: поставили немецкий пирометр, а он стабильно занижает показания на 40-50°C. Причина — окисная пленка на раскаленном слитке меняла коэффициент излучения. Пришлось разрабатывать поправочные алгоритмы, которые теперь используются в наших системах.

Частая ошибка — игнорирование фонового излучения. В цехах с открытыми печами показания могут 'уплывать' на 7-12% именно из-за этого. Проверяем всегда контрольным термопарным замером, хотя это и удорожает процесс.

Практические нюансы калибровки

Калибровка — это не разовая процедура 'по паспорту'. Для каждой марки стали составляем таблицы поправок. Например, для нержавейки с высоким содержанием хрома поправка достигает 3-4% от измеряемого значения.

На сайте https://www.tengyidianzi.ru мы выкладываем типовые калибровочные кривые, но всегда предупреждаем: без технологического аудита конкретного производства эти данные — лишь ориентир.

Самое сложное — калибровка для быстроохлаждаемых образцов. Помню, на ЭСПЦ 'Северстали' три недели экспериментировали с разными скоростями охлаждения, пока не вышли на стабильную погрешность в ±1.5%.

Оборудование и его ограничения

Используем монохроматические пирометры с длиной волны 0.9-1.1 мкм — это оптимально для сталей при температурах 700-1300°C. Но есть нюанс: при температурах ниже 500°C уже нужны другие спектральные диапазоны.

В последней разработке ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' реализовали двухволновую систему, которая компенсирует ошибки от изменения состояния поверхности. Правда, стоимость выросла на 30%, но точность повысилась до 0.8%.

Важный момент — система охлаждения. На одном из заводов Урала пришлось переделывать воздушное охлаждение на водяное — летом температура в цехе достигала 60°C, и электроника перегревалась.

Полевые испытания и неожиданные проблемы

Самое интересное начинается при внедрении. На Череповецком меткомбинате столкнулись с вибрациями — показания 'прыгали' с амплитудой до 20°C. Пришлось разрабатывать демпфирующие крепления.

Другая история — электромагнитные помехи от мощных двигателей непрерывной разливки. Пришлось экранировать кабельные линии и переходить на оптоволоконные преобразователи.

А вот на 'Мечеле' проблема была в паровых завесах — конденсат искажал измерения. Решили установкой дополнительных воздушных завес, но это увеличило энергопотребление системы на 15%.

Перспективы развития метода

Сейчас экспериментируем с многоспектральными системами — до 8 каналов одновременно. Это позволяет точнее определять реальную температуру при изменяющихся условиях поверхности.

Интересное направление — совмещение радиационного метода измерения температуры стали с машинным зрением. Алгоритмы учатся распознавать тип поверхности и автоматически корректировать коэффициенты излучения.

Но главное, над чем работаем — снижение стоимости систем. Современное оборудование слишком дорого для небольших предприятий. Пытаемся упростить конструкцию без потери точности — пока получается сэкономить около 20% без ущерба для основных характеристик.