Области применения системы измерения температуры струи расплавленного металла
Так как бесконтактное измерение температуры расплавленного металла (в частности, чугуна) в тиглях невозможно, компания IMPAC разработала специальную систему для измерения температуры струи расплавленного металла во время разливки. Эта система удобна для использования в автоматических или полуавтоматических системах разливки металла и отображает температуру после каждого отдельного процесса разливки.
Система состоит из специальной версии цифрового 2-спектрального пирометра ISQ 10(12)-LO/GS со встроенной программой и объектива, обеспечивающего специальную область измерения в форме линии. Использование 2-спектральной технологии необходимо, так как:
- Расплавленный металл имеет очень низкий и непостоянный коэффициент излучения
- Струя расплавленного металла постоянно перемещается, оставляя область измерения заполненной лишь частично
Преимущества данной системы
- Точные измерения температуры струи расплавленного металла
- Автоматическая регистрация значений температуры
- Возможность полного документирования температуры каждого отдельного процесса разливки
- Относительно невысокая стоимость
- Устранение или снижение необходимости иммерсионных измерений температуры расплавленного металла с помощью термопар
- Минимальное обслуживание
Комплектующие
- Пирометр ISR 12-LO/GS 750 … 1800°C (MB 18) с оптоволоконным кабелем длиной 2,5 м для подключения объектива и объективом с областью измерения 5% или 12%
- Защитный кожух из нержавеющей стали (с системой водяного охлаждения) со встроенной системой воздушной продувки для объектива
- Регулируемая монтажная опора для защитного кожуха
- Соединительный кабель длиной 5 м с прямым разъемом
- Соединительный кабель длиной 5 м с прямым разъемом, термозащищенный до 200°C
- Источник питания NG DC, 24 В пост.тока
- Большой светодиодный дисплей ILD24-UTP, с высотой цифр 57 мм
Выбор необходимых компонентов системы
Состав системы измерения температуры струи расплавленного металла не является фиксированным. Состав системы должен соответствовать конкретным условиям контроля. Такими условиями являются:
- Тип разливки: автоматическая, полуавтоматическая или ручная
- Диаметр струи расплавленного металла
- Время разливки
- Длина видимой струи расплавленного металла
Объективы
В зависимости от диаметра и направления струи расплавленного металла необходимо выбрать соответствующий объектив и расстояние до объекта контроля.
Наведение объектива
Объектив должен быть наведен таким образом, чтобы область измерения частично перекрывала струю расплавленного металла. Если струя перемещается, область измерения должна перемещаться вместе с ней.
Даже двухспектральный пирометр требует определенного уровня сигнала для проведения точных измерений температуры струи расплавленного металла, не менее 10 — 20%. Для этого важно выбрать подходящий объектив, обеспечить соответствующее расстояние до объекта контроля и правильно навести объектив. В некоторых случаях оптимальным оказывается наведение объектива под некоторым углом к струе расплавленного металла. Уровень сигнала может быть отображен на компьютере с программным обеспечением InfraWin.
Отображение уровня сигнала программой InfraWin
Температурная диаграмма стандартного процесса разливки
Схема работы системы измерения температуры струи расплавленного металла
Специальные настройки
Начальный и конечный этапы разливки нарушают правильный расчет температуры и должны быть исключены. К сожалению, эти этапы различаются в каждом конкретном случае. Так как обычными средствами невозможно задать длительность начального и конечного этапа разливки. Для этого нужна специальная система настройки и измерения. Для обеспечения автоматической работы измерительной системы и ее настройки в соответствии с используемой системой разливки металла следует использовать программное обеспечение InfraWin.
Установка с использованием программы InfraWin
Схема задания длительности начального и конечного сегмента
Параметры работы системы
Поддиапазон измерения температуры:
Для того, чтобы система распознала начальный и конечный этапы процесса разливки, начало поддиапазона измерения температуры должно быть установлено на нужное значение (прибл. на 200°C ниже ожидаемой температуры струи расплавленного металла).
Начальный сегмент (0…1024 значений, задается в %):
Когда пирометр обнаруживает струю расплавленного металла и ее температура превышает начальное значение поддиапазона измерения, пирометр проводит проверку начального сегмента. Начальный сегмент задается в % от 1024 одиночных значений температуры (время отклика 2 мсек), превышающих начальное значение поддиапазона измерения.
Предварительное время (0… 9,9 сек):
Определенное время может быть установлено дополнительно к длительности начального сегмента, которое обеспечивает дополнительную задержку начала расчета температуры. Эта задержка может потребоваться, например, когда в начале разливки искры мешают получению точных значений температуры.
Время измерения (0… 9,9 сек, 0 = авто):
По умолчанию установлен автоматический режим измерения, при котором начало и завершение процесса разливки определяются автоматически в соответствии с установками начального сегмента. После завершения начального сегмента система начинает измерения температуры струи расплавленного металла. После того, как значение температуры расплавленной струи металла опускается ниже начального значения поддиапазона измерения (= завершению процесса разливки), система производит расчет полученного значения температуры процесса разливки. Для этого расчета система удаляет последние 1024 значения температуры, усредняет оставшиеся значения и отображает полученное усредненное значение на дисплее.
Если установлено фиксированное время измерения, система распознает начало процесса разливки автоматически, и использует для расчета значения температуры процесса разливки значения температуры струи расплавленного металла, полученные в течение заданного времени, после чего отображает полученное усредненное значение на дисплее. В обоих режимах значение температуры отображается до тех пор, пока не будет получено новое значение.
Дополнительное время (0… 9,9 сек):
Часто в конце процесса разливки при закрытии клапана количество расплавленного металла резко сокращается или он начинает падать дискретными порциями. При этом система может начать новую серию измерений до завершения текущего процесса разливки. Установка дополнительного времени позволяет избежать подобных проблем.
Анализ и регистрация данных
Усредненные значения каждого одиночного процесса разливки сохраняются программой InfraWin и могут быть отображены в виде перечня или графика.
