在现代轧钢生产线中,为提高钢板组织性能,一般在精轧后采用快速冷却技术(ACC),热轧钢材轧后控制冷却能改善钢材组织,提高钢材性能,缩短热轧钢材的冷却时间,扫描式测温仪就是安装在ACC设备上方,能够实现即时温度测量,识别差异的动态冷、热点追踪,用于监测钢板冷却后温度的均匀性及板型轮廓。同时将测量参数反馈给ACC的二级系统,用于控制系统的自学习调整,得到更好的钢板性能和板型控制。
1、扫描式测温仪的设备组成
扫描式测温仪主要包括三个大的部分:测温探头、中央处理器LPU和WCA软件。分别用于钢板温度和区域的测量,将测量的数据进行模/数转换处理发送到中央处理器进行处理数据和计算,然后通过WCA软件进行分析、显示和存储。设备构成如图1所示:

2、测温探头的安装及主要参数
测温探头安装在辊道上方,垂直向下扫描,其测量范围为(300-900)℃,内部灰度系数的可调范围为0.2-1.0,根据测量钢板的材质要求及水汽环境等的影响因素,我们一般选为0.75-0.85;当探头安装在不易随时维护的位置或环境中时,就需要用远程控制来修正灰度系数,通过输入(4-20)mA信号进行远程控制。温度测量的扫描速度为每秒5,10,15或者25次可选,扫描角度为60°,可以根据测量钢板有宽度来确定安装高度及仪表选型。防尘、防水的铸铝外壳即使在最恶劣的环境下也可以长期可靠的工作。如图2所示:
扫描式测温仪可以测量不同宽度的钢板,为了保证60°的扫描角度可以覆盖,完成所需宽度内的测量,得到有效的测量数据。测温仪的安装高度就会有不同的要求,如下表1所示,列出了测量不同宽度钢板的温度时,测温仪探头的安装高度。
(表1:测量宽度与探头安装高度对比表)

需要注意的是,在测温仪头安装时要注意探头红外射线的发出角度及方向,保证探头安装的垂直性和水平性,不能倾斜。支架的安装还要有较坚固的基础支撑,避免震动对测量造成失准的影响。
探头的输出信号主要有两种:一种是温度输出信号,输出4-20mA信号线性对应(300-900)℃;二是扫描数据信号,是一个(0-5)V的方波信号,在扫描数据有效时它是一个+5V的高电平信号。如图3所示:
1-“扫描有效”时间信号为+5V; 2-最快温度输出信号4-20mA;3-内部时间信号
3、中央处理单元(LPU)的工作原理
中央处理器LPU由功能电路板和内部连接板构成,主要有PC卡、I/O卡和电流输出卡等。主要完成数据的处理、存储以及上传工作。
I/O卡进行数据的输入/输出,PC卡用来进行数学计算和计算程序的处理控制,与I/O卡的通讯通过ISA总线母板来完成。电流输出卡是将I/O卡传来的电压信号转换成(4-20)mA信号。
中央处理器的工作流程,如图4所示:

4、WCA软件的应用
WCA软件是扫描式测温仪系统的软件控制部分,也是人机交互界面(HMI),主要负责一些参数的设置、在Line Scanner 中,需要选择的是探头的型号,设定扫描频率,需要探头安装的高度等;在process下需要设置的是一些基本单位,如温度,长度处理器的个数等;在Equipment中需要写入处理器的IP地址,如10.1.10.10;点击Storage 选择Management进行数据的存储设置等。具有提供实时热图像和可视化图像的特性,通过将热像、可视化图像等资料整合到一个文件里,做到资料收集的时间最小化。如图5所示:

5、测量精度的影响因素
为了保证测温仪的测量精度,需对测量环境及影响测量的因素进行识别,制定相应的消除或改进措施,将影响量降低到最小。轧钢现场对测量的影响因素主要有以下几点:
①钢板在高温状态下具有热辐射;
②钢板在轧制过程中会有冷却水冲击表面,造成水残留表面和水汽,减弱了入射到温度计中的辐射能,造成测量误差 ;
③测温仪灰度系数的设定和响应时间的大小;
④厂房内其它可见光的影响;
⑤测温仪探头的安装距离和安装角度;
⑥数据处理的方法是否正确;
⑦测温仪波长的选择。
6、小结
扫描式测温仪具有强大的温度分析功能,其自身具有红外照相,可见光图像照相功能,并带有分析软件。能够通过可见光和红外热图像的对比,分析温度差异对热钢表面的影响。温度测量精确度高、图像质量高,是进行温度分析的可靠工具,为提高产品的组织性能质量提供可靠的数据支持。