
Когда слышишь про систему непрерывного инфракрасного измерения температуры жидкой стали поставщик, многие сразу думают о пирометрах. Но это не просто точечный замер — тут нужен мониторинг всей струи в реальном времени. Наш опыт с ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' показал, что многие недооценивают влияние запыленности и пара на точность.
Помню, на одном из уральских комбинатов ставили немецкую систему. Датчики хорошие, но постоянно сбоили из-за конденсата. Оказалось, обдув неправильно настроили — не учли сезонные перепады влажности. Пришлось переделывать всю схему охлаждения.
С непрерывным инфракрасным измерением часто путают периодический контроль. Разница принципиальная: при литье нужна стабильная картина каждые 0.5 секунды, иначе брак пошел по всему слитку. Особенно критично при разливке высоколегированных марок.
Коллеги с 'Северстали' жаловались на дрейф показаний. Выяснилось — оптику не чистили по графику, а техники боялись подходить к зоне выхода металла. Пришлось разрабатывать систему автоматической продувки с фильтрами тонкой очистки.
Для Оскольского завода делали кастомный вариант. Температурный диапазон от 1450°C до 1650°C, но главное — требовалась стабильность ±3°C при скорости ленты 4 м/с. Стандартные модули не тянули.
Использовали пирометр ИК-спектра с водяным охлаждением. Калибровали по эталонному излучателю прямо в цехе — лабораторные условия тут не работают. Важно было учесть излучение от самой разливочной машины.
После месяца тестов вышли на погрешность 2.8°C. Но пришлось заменить стандартные линзы на сапфировые — обычные мутнели за неделю. Это добавило 15% к стоимости, но сэкономило на заменах.
Частая ошибка — пытаться встроить измерение температуры жидкой стали в старую АСУ ТП. Сигнал надо преобразовывать через отдельные контроллеры, иначе теряется частота опроса.
На 'Магнитке' пришлось прокладывать отдельную оптоволоконную линию параллельно основной сети. Экранирование — обязательно, иначе наводки от силовых кабелей искажают показания на 10-15 градусов.
Интерфейсы — отдельная головная боль. Протоколы у разных производителей станочного оборудования несовместимы. Разрабатывали шлюз с поддержкой Modbus TCP, OPC UA и Profinet одновременно.
На сайте https://www.tengyidianzi.ru есть пример с Череповецким комбинатом. Там система работала 11 месяцев без остановки, но потом начался дрейф. При разборке обнаружили микротрещины в кварцевом окне от перепадов температур.
Сейчас ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' доработала конструкцию — добавили термостабилизацию оптического тракта. В новых моделях используется двухслойное защитное стекло с вакуумным зазором.
Интересный момент с калибровкой. Раз в квартал обязательно сверяем с переносным эталоном. Но на практике оказалось, что лучше делать это при плавке определенных марок стали — когда состав максимально близок к эталонному.
Производители редко упоминают про 'слепые зоны' при измерении струи. Если факел пламени перекрывает обзор — система выдает усредненные значения. Пришлось разрабатывать алгоритмы компенсации на основе нейросетей.
Еще момент — вибрации. На скоростных МНЛЗ датчики надо крепить на независимые кронштейны с демпфированием. Иначе показания 'прыгают' даже при идельных условиях.
Сейчас тестируем систему с двумя разноспектральными датчиками. Идея в том, чтобы сравнивать показания в разных ИК-диапазонах для автоматической коррекции погрешности. Пока результаты обнадеживают — точность выросла на 18%.
Современные системы непрерывного измерения постепенно переходят на многозонный анализ. Вместо контроля одной точки — сканирование всей поверхности струи с построением тепловой карты.
Интересное направление — совмещение ИК-камеры и спектрометра. Это позволяет отслеживать не только температуру, но и химический состав по спектральным линиям. Правда, пока дорого для серийного внедрения.
ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' экспериментирует с беспроводной передачей данных от вращающихся элементов установок. Но пока надежнее старый добрый контактный способ — радиоканал плохо работает в условиях цеха.