钢管感应加热温度间接控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢管加热领域，尤其涉及一种钢管感应加热控制方法。
【背景技术】
[0002]在钢管加热领域，因为感应加热具有快速、节能、高效等优点，已经被广泛应用；在钢管加热加工过程中因为一般需要对加热温度进行精确控制，以便于保证产品质量，因此如何准确检测加热温度，以及有效控制加热时间成为一个需要重点解决的问题。
[0003]现有技术中，对钢管温度的检测大多采用钢管出线圈后用红外线温度传感器测温度，在布置时红外线温度传感器一般会离开感应线圈一段距离，钢管表面往往还有一层氧化铁皮，这样检测出来的温度非常不精确，因此经常会出现钢管加热不够或过烧，影响了钢管加工质量，因此需要一种能够在线实时控制温度的钢管感应加热装置。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种钢管感应加热温度间接控制方法利用热胀冷缩线性变化的原理通过测量钢管外壁位移量间接计算得到钢管温度，实现了钢管加热过程中的温度在线实时监测，并使得测温结果基本不会被表面氧化铁皮所影响，提高了测量精度，以实现对钢管感应加热温度的精确控制，提高了产品质量。
[0005]本发明是这样实现的:一种钢管感应加热温度间接控制方法，其特征是，包括以下步骤:
[0006]S1:测定被加热钢管所用材质的热胀冷缩系数；
[0007]S2:设置指向被加热钢管轴线的激光位移传感器，在加热前用激光位移传感器对被加热钢管外壁的初始位置进行定位，并测量被加热钢管在加热前的初始外径和工作现场初始温度；
[0008]S3:在加热中用激光位移传感器实时测量被加热钢管外壁的位移值，然后根据公式I计算得到被加热钢管的当前温度t ；
[0009]2 Δ H = (t-T) * a *D (I)
[0010]式中:T为工作现场初始温度；
[0011 ] D为被加热钢管的初始外径；
[0012]α为被加热钢管所用材质的热胀冷缩系数；
[0013]Δ H为被加热钢管加热时外壁的位移值；
[0014]最终控制器根据步骤S3得到的实时温度数据对钢管加热进行在线实时控制。
[0015]加热所述被加热钢管用的感应加热机构由两段感应加热线圈构成，两段所述的感应加热线圈之间留有一间隙段，所述间隙段外套装有由步进电机带动的环形支架，所述环形支架与被加热钢管同轴设置；所述激光位移传感器共有一对，一对所述的激光位移传感器中心对称安装在环形支架上，所述激光位移传感器发出的激光穿过间隙段照射被加热钢管。
[0016]所述步骤S2中测量被加热钢管在加热前的初始外径的具体包括以下步骤，
[0017]步骤一、选出直径等于标准直径的钢管作为标准钢管，将标准钢管放置到感应加热线圈中；
[0018]步骤二、用激光位移传感器对标准钢管的外壁定位并归零；
[0019]步骤三、取出标准钢管，将被加热钢管放置到感应加热线圈中，利用激光位移传感器测量得到被加热钢管外壁的初始位移值，计算得到被加热钢管的初始外径=标准直径+2*初始位移值。
[0020]所述步骤步骤三中用激光位移传感器检测初始位移值为检测被加热钢管周向多处外壁初始位移值的平均值，具体为:步进电机带动环形支架在±180°范围内来回旋转一个周期，每旋转30度检测一次，以一个检测周期内的平均值作为初始位移值。
[0021]所述间隙段的宽度为I?5mm。
[0022]本发明钢管感应加热温度间接控制方法利用热胀冷缩线性变化的原理通过测量钢管外壁位移量间接计算得到钢管温度，实现了钢管加热过程中的温度在线实时监测，并使得测温结果基本不会被表面氧化铁皮所影响，提高了测量精度，以实现对钢管感应加热温度的精确控制，提高了产品质量。
【附图说明】
[0023]图1为本发明钢管感应加热温度间接控制方法中所用激光位移传感机构的布置示意图。
[0024]图中:1感应加热线圈、2间隙段、3激光位移传感器、4被加热钢管、5环形支架、6步进电机。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0026]实施例1
[0027]如图1所示，一种钢管感应加热温度间接控制方法，包括以下步骤:
[0028]S1:测定被加热钢管所用材质的热胀冷缩系数；
[0029]S2:设置指向被加热钢管轴线的激光位移传感器，在加热前用激光位移传感器对被加热钢管外壁的初始位置进行定位，并测量被加热钢管在加热前的初始外径和工作现场初始温度；
[0030]测量被加热钢管在加热前的初始外径的具体包括以下步骤，
[0031]步骤一、选出直径等于标准直径的钢管作为标准钢管，将标准钢管放置到感应加热线圈I中；
[0032]步骤二、用激光位移传感器3对标准钢管的外壁定位并归零；
[0033]步骤三、取出标准钢管，将被加热钢管4放置到感应加热线圈I中，利用激光位移传感器3测量得到被加热钢管4外壁的初始位移值，计算得到被加热钢管的初始外径=标准直径+2*初始位移值。
[0034]S3:在加热中用激光位移传感器实时测量被加热钢管外壁的位移值，在此检测中激光位移传感器3保持不动，被加热钢管外壁的位移值=当前位移值-初始位移值，如有多个激光位移传感器3，则取平均值，然后根据公式I计算得到被加热钢管的当前温度t ;
[0035]2 Λ H = (t_T)*a *D (I)
[0036]式中:T为工作现场初始温度；
[0037]D为被加热钢管的初始外径；
[0038]a为被加热钢管所用材质的热胀冷缩系数；
[0039]Λ H为被加热钢管加热时外壁的位移值；在本发明中，因每个钢管并不是真正的标称尺寸，外形也不可能是真正的圆形，因此