Усилитель сигнала для измерения температуры жидкой стали

Вот тема, где каждый второй думает, что главное — сам пирометр, а про усилитель забывают. А ведь именно он решает, получите вы стабильные 1500°C или скачки в 200 градусов.

Почему усилитель — не просто ?коробочка с проводами?

Когда в 2018-м на ММК ставили систему от ООО ?Шэньян Тэнъи Электроникс?, их инженер показывал на осциллограф — без усилителя сигнал с пирометра выглядел как помехи от дуговой печи. Шум на 20-30 мВ при полезном сигнале в 50 мВ.

Кстати, их сайт https://www.tengyidianzi.ru — там есть технические заметки про фильтрацию низкочастотных наводок. Редкость, когда производитель пишет не рекламу, а конкретные кейсы.

Запомнил его фразу: ?У вас же К-тип термопар? Тогда усилитель должен компенсировать дрейф нуля при температуре окружающей среды выше 45°C?. Это та деталь, которую в спецификациях часто упускают.

Как мы ошиблись с заземлением

В ноябре 2021 на ?Северстали? поставили усилитель SY-TY48 — вроде бы аналог их серии для металлургии. Но через неделю стали пропадать показания каждые 2-3 часа.

Оказалось, монтажники заземлили экран кабеля в двух точках — классическая ошибка. Петля заземления давала наводку в 5 Гц, которую усилитель воспринимал как реальный сигнал.

Пришлось перекладывать кабель с раздельной землей для аналоговой части и экрана. Кстати, у Тэнъи в документации к усилителям есть схема для таких случаев — но её редко кто читает до проблем.

Что не пишут в паспортах

Их усилители для жидкой стали имеют защиту от всплесков напряжения при работе рядом с ЛЭП — это видно по схеме с TVS-диодами на входе. Но интереснее другое: когда мы вскрыли один экземпляр после года работы, заметили дополнительный термокомпенсирующий резистор, не указанный в документации. Видимо, доработали по опыту эксплуатации.

Тонкости калибровки при разных типах расплава

Для низкоуглеродистой стали и чугуна нужны разные настройки усиления — из-за разной эмиссионной способности. Мы обычно выставляем 75-78% для стали и 82-85% для чугуна.

Но вот момент: если усилитель не имеет плавной регулировки коэффициента, придется ставить внешний потенциометр. У Тэнъи в моделях SY-TY52 есть встроенный многопозиционный переключатель — удобнее, чем подстроечники, которые разбалтываются от вибрации.

Кстати, их техотдел как-то подсказал трюк: при калибровке наливать в ковш немного шлака — его температура стабильнее, чем у металла во время продувки.

Проблема с конденсатом на клеммах

Зимой 2022 на НЛМК усилитель начал выдавать заниженные значения при температуре в цехе ниже +5°C. Вскрыли — на клеммнике конденсат. Оказалось, термоциклирование от горячего кабеля до холодного корпуса вызывало точку росы внутри.

Решили ставить корпус с подогревом до +15°C — такой вариант был у Тэнъи под заказ. Важный момент: нагреватель должен быть термостатируемым, иначе перегрев ухудшит точность.

Сравнение с европейскими аналогами

Брали для теста AMETEK JOFRA — там встроенная термокомпенсация лучше, но цена в 3 раза выше. Зато у китайских коллег есть фишка: в усилителях для жидкой стали стоит защита от обратной полярности питания — случайно перепутали клеммы на МНЛЗ, устройство выжило.

Ещё заметили по гистограммам измерений: у SY-TY52 разброс показаний ±2°C против ±1.5°C у европейцев. Но для технологических процессов типа доводки химсостава это некритично.

Кстати, на https://www.tengyidianzi.ru в разделе ?Металлургия? есть сравнительная таблица — составлена честно, с указанием реальных, а не рекламных характеристик.

Как мы модифицировали подключение

Стандартные разъемы M12 не всегда выдерживали вибрацию от механизмов ковша. Перешли на авиационные GX16 — пришлось перепаивать плату, но Тэнъи прислали схему расположения контактов без лишних вопросов.

Что будет дальше с усилителями для высокотемпературных измерений

Сейчас тестируем их новую разработку — усилитель с цифровым выходом RS-485 вместо аналогового 4-20 мА. Преимущество: нечувствительность к длине кабеля. Но есть нюанс — при обрыве линии данные просто перестают приходить, а не падают до нуля как в аналоге.

Думаю, лет через пять промышленность перейдёт на беспроводные решения с ZigBee — но для сталелитейных цехов пока рано, слишком много электромагнитных помех.

Кстати, ООО ?Шэньян Тэнъи Электроникс? уже анонсировали прототип с Wi-Fi в защищенном исполнении — интересно, как он поведет себя рядом с дуговой печью.

Совет по монтажу

Никогда не ставьте усилитель ближе 3 метров от силовых шин печи — даже экранирование не спасает от магнитной составляющей. Лучше протянуть удлиненный сигнальный кабель.

Итоги без пафоса

Усилитель сигнала для измерения температуры жидкой стали — это не та деталь, на которой стоит экономить. Но и переплачивать за ?бренд? без технических преимуществ — бессмысленно.

За 7 лет работы с системами Тэнъи убедился: их оборудование не идеально, но за те же деньги даёт стабильность на уровне европейских аналогов. Главное — правильно смонтировать и не игнорировать их рекомендации по эксплуатации.

Кстати, их сервисные инженеры всегда на связи — в отличие от некоторых немецких производителей, где ответ на письмо можно ждать неделю.