Ứng Dụng Nhiệt Kế Hồng Ngoại Trong Sản Xuất Cán Thép
Thành phần của nhiệt kế hồng ngoại
Nhiệt kế hồng ngoại, còn được gọi là nhiệt kế bức xạ hồng ngoại, xác định nhiệt độ của vật thể đo bằng cách đo bức xạ điện từ của vật thể, xuất phát từ năng lượng chứa trong vật thể. Đối với các ứng dụng công nghiệp, chúng tôi quan tâm đến bức xạ hồng ngoại kéo dài từ bước sóng ngắn hơn của ánh sáng khả kiến đến ánh sáng hồng ngoại lên đến 20 μm. Do đó, nhiệt kế hồng ngoại (nhiệt kế bức xạ) là một thiết bị định lượng năng lượng bức xạ và sử dụng đầu ra tín hiệu điện để biểu thị nhiệt độ tương ứng của nó.
Nhiệt kế hồng ngoại nói chung có thể được chia thành bốn phần: cụ thể là hệ thống quang học, đầu dò hồng ngoại, phần xử lý tín hiệu và phần đầu ra màn hình.
1 Hệ thống quang học
Hệ thống quang học là một phần quan trọng của nhiệt kế hồng ngoại. Các chức năng chính của nó là: hội tụ năng lượng bức xạ, nhắm vào mục tiêu cần đo, xác định trường nhìn của nhiệt kế và tác dụng bịt kín nhất định ở bên trong nhiệt kế.
2 đầu dò hồng ngoại
Đầu dò hồng ngoại là phần cốt lõi của nhiệt kế hồng ngoại. Máy dò hồng ngoại nhận năng lượng bức xạ của vật thể đo thông qua thấu kính vật kính, chuyển đổi năng lượng bức xạ thành tín hiệu điện và cuối cùng thu được nhiệt độ bề mặt của vật thể đo thông qua quá trình xử lý tiếp theo.
3 Xử lý tín hiệu
Đầu dò hồng ngoại chuyển đổi bức xạ hồng ngoại thành tín hiệu điện, tín hiệu này được gửi đến bộ phận xử lý tín hiệu và được đưa vào bộ vi xử lý thông qua bộ tiền khuếch đại và chuyển đổi A/D. Đồng thời, tín hiệu bù nhiệt độ môi trường xung quanh cũng được đưa vào bộ vi xử lý, được bộ vi xử lý tuyến tính hóa. Sau khi xử lý, bù môi trường và hiệu chỉnh phát xạ, thu được tín hiệu đầu ra đã hiệu chỉnh.
4 đầu ra màn hình
Trong các ứng dụng thực tế, tín hiệu nhiệt độ do bộ xử lý cung cấp được sử dụng theo hai cách: một là hiển thị thông qua màn hình; hai là gửi tín hiệu nhiệt độ đến hệ thống điều khiển công nghiệp để thực hiện kiểm soát quy trình sản xuất, đồng thời cũng có hai cách sử dụng.
Các loại nhiệt kế khác nhau có thể hiển thị giá trị thời gian thực, giá trị tối đa, giá trị tối thiểu, giá trị trung bình, chênh lệch và cũng có thể hiển thị giá trị cài đặt độ phát xạ, giá trị cài đặt cảnh báo, v.v. Sau khi xử lý phần mềm, nó cũng có thể hiển thị đường cong nhiệt độ, bản đồ nhiệt, v.v. Nhiệt kế được sử dụng phổ biến nhất là đầu ra dòng điện 0-20mA hoặc 4-20mA. Nếu cần có tín hiệu điện áp, tín hiệu dòng điện cũng có thể được chuyển đổi và chia tỷ lệ.
Lựa chọn nhiệt kế hồng ngoại
Trong các ứng dụng công nghiệp, thường có một số phương tiện truyền thông giữa hỏa kế và mục tiêu được đo, có thể làm suy yếu hoặc thậm chí ngăn chặn hoàn toàn bức xạ năng lượng bề mặt của mục tiêu được đo và hỏa kế chỉ có thể đo mục tiêu mà nó "nhìn thấy". Nhiệt kế cố định thường được sử dụng của chúng tôi chủ yếu bao gồm các loại sau:
① Nhiệt kế băng thông rộng hay còn gọi là nhiệt kế băng thông rộng, phạm vi phản ứng phổ của nó bị giới hạn bởi hệ thống quang học, chủ yếu được sử dụng để đo nhiệt độ thấp, được trang bị máy dò có phạm vi phản ứng phổ rộng.
② Chọn nhiệt kế dải, bước sóng phản hồi của nó bị giới hạn bởi bộ lọc và dải phản hồi của máy dò có thể được chọn theo nhu cầu của ứng dụng.
③ Nhiệt kế sóng ngắn có thể giảm sai số đo khi độ phát xạ thay đổi. Sóng ngắn được đề cập ở đây là tương đối và nó có thể là bước sóng 0.6 μm ở nhiệt độ 1500K hoặc bước sóng 3 μm ở nhiệt độ 300K.
④ Nhiệt kế đo màu, còn được gọi là nhiệt kế hai màu, cho kết quả đo tốt hơn khi được sử dụng trong "bầu không khí rất bẩn".
Trong việc lựa chọn nhiệt kế, ngoài phạm vi nhiệt độ cần thiết, hai thông số của nhiệt kế "phần trăm thay đổi nhiệt độ" và "phần trăm thay đổi độ phát xạ" cũng rất quan trọng để lựa chọn nhiệt kế chính xác:
① Phần trăm thay đổi nhiệt độ của nhiệt kế đề cập đến sự thay đổi giá trị đầu ra của đối tượng do thay đổi nhiệt độ. Đối với nhiệt kế hồng ngoại, phần trăm thay đổi nhiệt độ càng lớn thì độ nhạy của nó càng cao.
② Tỷ lệ phần trăm thay đổi của độ phát xạ đề cập đến sự thay đổi giá trị đầu ra của thiết bị khi độ phát xạ của mục tiêu được đo thay đổi. Do độ phát xạ của tấm thép thay đổi ngẫu nhiên trong một phạm vi nhất định ở một bước sóng và nhiệt độ nhất định trong quá trình cán thép, nên sự thay đổi giá trị đầu ra của nhiệt kế do sự thay đổi độ phát xạ gây ra không phải là sự thay đổi nhiệt độ thực của mục tiêu. Do đó, cũng cần phải điều chỉnh phần trăm thay đổi độ phát xạ.
