一种复合式连铸铸坯表面测温仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及高温表面温度测量技术领域，尤其是一种应用于钢铁冶金连续铸 造(连铸）领域中的铸坯表面温度测温仪。
【背景技术】
[0002] 在钢铁冶金连铸生产现场，连铸是钢铁生产流程中通过控制钢水凝固过程直接形 成一定形状铸坯的工艺过程。它是连接炼钢和轧钢的中间环节，连铸生产过程的实质就是 控制钢水温度和成分的过程，是炼钢生产的重要组成部分。铸坯温度为连铸过程的重要参 数信息与铸坯质量密切相关，准确地获取铸坯表面温度，将铸坯表面温度引入连铸工艺环 节，制定合理的铸坯拉速、二冷配水制度，实现连铸坯的表面温度控制，可以降低铸坯缺陷， 提高铸坯合格率，增加企业效益。
[0003] 铸坯表面温度不仅取决于结晶器和二冷区的强度，还与钢种、铸坯断面尺寸、拉速 等因素有关。由于连铸机安装空间狭小且二冷区的高温环境，导致在铸坯周围形成水汽雾 化的环境，而且铸坯一直处于运动状态，其表面又因冷却水和空气形成了水膜和氧化铁皮 导致铸坯表面发射率不确定，使得铸坯的表面温度难以准确测量。
[0004] 目前生产现场连铸铸坯表面温度的测量，基本采用点测的方式，利用单点红外测 温仪聚焦于铸坯表面某一点进行测量。虽然此类仪器原理与结构较简单，便于操作，点测方 式在测量之前需设定测温对象的发射率，发射率对测温有决定性影响。但因铸坯表面时有 氧化铁皮和水汽的存在，且发射率与被测物体自身的温度有关，随着温度不同而变化，因此 对铸坯表面点测测温的方式受发射率的不确定而导致测温误差较大，难以应用于自动化生 产。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种复合式连铸铸坯表面测温仪，该测温仪可应用于 现场自动化生产，为连铸工艺自动控制提供反馈参数。
[0006] 本实用新型是这样实现的：
[0007] 一种复合式连铸铸坯表面测温仪，它包括反射器、电机传动机构、红外测温探测 器、计算与控制系统单元及冷却系统；反射器由计算与控制单元通过电机传动结构控制旋 转；红外测温探测器的电信号输出端与计算与控制单元电信号输入端连接；红外测温探测 器与反射器分别与冷却系统连接。
[0008] 所述红外测温探测器为双波长探测器。
[0009] 反射器（3)为半球形反射器，半球形的直径为100mm，半球形反射器的顶端开孔 (8)的直径为10_。
[0010] 本实用新型包括无反射器测温和有反射器测温两个环节，并根据Devos (德法斯） 理论的多次反射原理，建立有反射器测量的目标区域的有效发射率和无反射器测量目标区 域的发射率的关系；通过建立无反射器测量和有反射器测量双波长辐射能方程组，求出铸 坯表面温度。
[0011] 本实用新型测温仪的优点在于：解决了因发射率的不确定导致测温不准确的问 题；实现在高温、多干扰的环境下，获得稳定、可靠的红外辐射能信号，以保证最终计算得到 准确的温度。
【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型无反射器测量环节测温示意图；
[0013] 图2为本实用新型有反射器测量环节测温示意图；
[0014] 图3为本实用新型反射器示意图；
[0015] 图4为计算与与控制单元的信号预处理部分示意图。
[0016] 图中：被测铸坯表面1，红外测温探测器2,反射器3,计算与控制单元4,电机传动 结构5,测量目标区域6,冷却系统7,反射器顶端开孔8,反射器与被测表面间距9。
【具体实施方式】
[0017] 以下实施案例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0018] 实施例1 :
[0019] 复合式连铸铸坯表面测温仪包括反射器3、电机传动机构5、红外测温探测器2、计 算与控制系统单元4及冷却系统7 ;反射器3由计算与控制单元4通过电机传动结构5控 制旋转；红外测温探测器2的电信号输出端与计算与控制单元4电信号输入端连接；红外 测温探测器2与反射器3分别与冷却系统7连接。
[0020] 在无反射器测量环节(如图1所示)，测温探测器直接接收目标区域6的辐射能量； 执行完无反射器测量步骤后，即进入到有反射器测量环节，电机传动机构5带动反射器3旋 转，使内表面高度抛光的半球形反射器3放置于被测表面的的上方位置(如图2所示)，测温 探测器接收反射器半球顶端开孔8发射出来的红外辐射能。
[0021] 红外测温探测器2为双波长探测器，可分别获取波长为 宽度为Ajtt=CLSiiiH ;波长为Α2 = 10.0ωη宽度为A12 = 0.5um的红外波辐 射能。
[0022] 为满足近似于密闭腔体的测量条件，反射器3直径为100mm，反射器与被测铸坯表 面间距9为2mm，反射器顶端开孔8直径为IOmm 0
[0023] 计算与控制单元4在获取红外测温探测器2传送过来的两路红外辐射能电信号 后，对信号进行预处理(如图4所示)，预处理部分包含：电流-电压转换、滤波、放大、校正、 A/D转换，其目的是在高温、多干扰的环境下，获得稳定、可靠的红外辐射能信号，以保证计 算得到准确的温度。
[0024] 采用上述实施方案，测温仪可准确获得铸坯表面温度，将测量得到的铸坯表面温 度引入到连铸工艺控制系统，有利于实现自动化生产。本实用新型不只局限于对铸坯表面 温度的测量，可应用到类似的高温表面温度的测量场合。
【主权项】
1. 一种复合式连铸铸巧表面测温仪，其特征在于它包括反射器（3)、电机传动机构 (5)、红外测温探测器（2)、计算与控制系统单元（4)及冷却系统（7);反射器（3)由计算与控 制单元（4)通过电机传动结构（5)控制旋转；红外测温探测器（2)的电信号输出端与计算 与控制单元（4)电信号输入端连接；红外测温探测器（2)与反射器（3)分别与冷却系统（7) 连接。
2. 根据权利要求1所述的一种复合式连铸铸巧表面测温仪，其特征在于，所述红外测 温探测器（2)为双波长探测器。
3. 根据权利要求1所述的一种复合式连铸铸巧表面测温仪，其特征在于，反射器（3)为 半球形反射器，半球形的直径为100mm，半球形反射器的顶端开孔（8)的直径为10mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种复合式连铸铸坯表面测温仪，其特征在于它包括反射器（3）、电机传动机构（5）、红外测温探测器（2）、计算与控制系统单元（4）及冷却系统（7）；反射器（3）由计算与控制单元（4）通过电机传动结构（5）控制旋转；红外测温探测器（2）的电信号输出端与计算与控制单元（4）电信号输入端连接；红外测温探测器（2）与反射器（3）分别与冷却系统（7）连接。本实用新型解决了因发射率的不确定导致测温不准确的问题；实现在高温、多干扰的环境下，获得稳定、可靠的红外辐射能信号，以保证最终计算得到准确的温度。
【IPC分类】B22D2-00, B22D11-16
【公开号】CN204365991
【申请号】CN201420830880
【发明人】刘军, 杨凤, 张怀强, 方江雄, 曾正军, 饶利民
【申请人】东华理工大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月25日