CN100494925C - 接触以及非接触熔融金属高温测量装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
接触以及非接触熔融金属高温测量装置及测量方法，本发明本发明涉及熔融金属高温测量技术领域，具体地说是一种针对铁液、钢水温度用不同时刻的消耗电热偶的离散温度信号X1(t)对高温辐射温度计连续变化的温度信号X2(t)进行不断修正的测量装置和测量方法。本发明包括有消耗型快速热电偶、高温辐射温度计、A/D模数据转换器、单片机和输出设备，所述的消耗型快速热电偶和高温辐射温度计分别与A/D模数转换器的输入端连接，A/D模数转换器的输出端与单片机连接，单片机分别与键盘，显示器和打印机连接。本发明能达到取代传统技术，并大幅度降低成本，可实现熔融金属高温测量环境工艺的自动化。
Description
技术领域
本发明涉及熔融金属高温测量技术领域，具体地说是一种针对铁液、钢水温度，用不同时刻的消耗电热偶的离散温度信号X1(t)对高温辐射温度计连续变化的温度信号X2(t)进行不断修正的测量装置和测量方法。
背景技术
在本发明提出之前有关熔融金属(铁液、钢水温度)的测量有以下几种方式：A、世界上广泛采用消耗型快速热电偶，它的测量精度高。可是，采用消耗型快速热电偶测温存在如下问题：1)测温探头为一次性，测温费用较高；2)每次测量后必须更换探头，难以自动化；3)不能连续或高频率测温，无法得知温度变化的趋势。B、针对A中所述情况，各国工程技术人员都在努力开发熔融金属温度测量的新方法。例如，曾用BN、ZrB2及金属陶瓷作为热电偶保护管插人熔融金属进行连续测温。可是，接触法测量虽然准确，但寿命短、成本高难以实用化。C、高温辐射温度计能够对熔融金属进行连续测温，并且能够实现自动化，成本也低。但是高温辐射温度计只能测量熔融金属的表面温度，却不能测得内部真实温度，另外，还必须已知被测对象的发射率，也未能实用。
发明内容
因此本发明的第一个目的提供这种方法的熔融金属高温测量装置，这种装置必须满足以下条件：1)测量精度不低于消耗型快速热电偶；2)能够连续测温，得到温度变化的趋势，实现自动化；3)测量成本较低。
本发明的第二个目的是，提出针对铁液，钢水温度，用不同时刻的消耗型电热偶的离散温度信号X1(t)对高温辐射温度计连续变化的温度信号X2(t)进行不断修正的方法。
为了实现本发明的目的，本发明的技术方案包括两大部分。
本发明包括有消耗型快速热电偶、高温辐射温度计、A/D模数转换器、单片机和输出设备，所述的消耗型快速热电偶和高温辐射温度计分别与A/D模数转换器的输入端连接，A/D模数转换器的输出端与单片机连接，单片机分别与键盘，显示器和打印机连接。
本发明所述的消耗型热电偶为接触式输入信号信道与A/D模数转换器连接，高温辐射温度计为非接触式信号信道与A/D模数转换器连接。
一种采用接触以及非接触熔融金属高温测量装置的测量方法，本发明所述的一路输入通道输入高温辐射温度计的温度信号，经A/D模数转换和单片机处理后得到连续变化的温度信号X2(t)，另一路输入通道输入t1、t2、t3…tn时刻消耗型热电偶高精度温度信号，经A/D模数转换和单片机处理后得到离散的温度变化信号X1(t1)、X1(t2)、X1(t3)…，X1(tn)单片机同时对两路输入信号进行综合分析处理，即用不同时刻的消耗型热电偶的离散温度信号X1(t)值对高温辐射温度计连续变化的温度信号X2(t)值进行不断修正，其修正式为：
X1(t1)-X2(t1)＝△，y(t1)＝X2(t1)±△
X1(t2)-X2(t2)＝△，y(t2)＝X2(t2)±△
X1(t3)-X2(t3)＝△，y(t3)＝X2(t3)±△
. .
. .
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X1(tn)-X2(tn)＝△，y(tn)＝X2(tn)±△
最终得到较高精度的连续变化的温度信号y(t)。
本发明与现有技术相比较(详见现场测量信号表1、2和附图2、3)。它既保持了传统技术中“采用消耗型快速热电偶，它的测量精度高”和传统技术中“高温辐射温度计能够对熔融金属进行连续测温，并且能够实现自动化，成本也低”的优点，又解决了传统技术中测温探头为一次性，测温费用较高；每次测量后必须更换探头，难以自动化；不能连续或高频率测温，无法得知温度变化的趋势等诸弊端。以及高温辐射温度计只能测量熔融金属的表面温度，却不能测得内部真实温度，另外，还必须已知被测对象的发射率，也未能实用的问题，达到取代传统技术，并大幅度降低成本，可实现熔融金属高温测量环境工艺的自动化。
其中消耗型快速热电偶对熔融金属的温度进行高精度的测量，测量频度降低(例如5分钟测量一次降低到10分钟测量一次)，测量成本大幅下降，
其中高温辐射温度计选择合适的测量部位(例如出铁口、连铸中包水口等部位)对熔融金属的温度进行连续的测量，得到温度变化的趋势曲线。
本发明通过输出通道输出较高精度的连续变化的温度信号y(t)，满足熔融金属高温环境的工艺要求。
表1
| t分钟 | 1 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 |
| X1(t)℃ | 1560 | 1558 | 1556 | 1559 | 1562 | 1556 | 1553 | 1559 | 1557 |
| X2(t)℃ | 1540 | 1536 | 1533 | 1535 | 1538 | 1536 | 1530 | 1534 | 1532 |
| △＝X1(t)-X2(t) | +20 | +20 | +20 | +20 | +20 | +20 | +20 | +20 | +20 |
| y(t)＝X2(t)+△ | 1560 | 1556 | 1553 | 1555 | 1558 | 1556 | 1550 | 1554 | 1552 |
| △＝X1(t)-X2(t) | +2 | +2 | +2 | +2 | +2 | +2 | +2 | +2 | |
| y(t)＝X2(t)+△ | 1560 | 1558 | 1555 | 1557 | 1560 | 1558 | 1552 | 1556 | 1554 |
| △-X1(L)-X2(t) | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | ||
| y(t)＝X2(t)+△ | 1560 | 1558 | 1556 | 1558 | 1561 | 1559 | 1553 | 1557 | 1555 |
| △＝X1(t)-X2(t) | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | |||
| y(t)＝X2(t)+△ | 1560 | 1558 | 1556 | 1559 | 1562 | 1560 | 1554 | 1558 | 1556 |
| △＝X1(t)-X2(t) | +0 | +0 | +0 | +0 | +0 | ||||
| y(t)-X2(t)+△ | 1560 | 1558 | 1556 | 1559 | 1562 | 1560 | 1554 | 1558 | 1556 |
| △＝X1(t)-X2(t) | -4 | -4 | -4 | -4 | |||||
| y(t)＝X2(t)+△ | 1560 | 1558 | 1556 | 1559 | 1562 | 1556 | 1550 | 1554 | 1552 |
| △＝X1(t)-X2(t) | +3 | +3 | +3 | ||||||
| y(t)＝X2(t)+△ | 1560 | 1558 | 1556 | 1559 | 1562 | 1556 | 1553 | 1557 | 1555 |
| △＝X1(t)-X2(t) | +2 | +2 | |||||||
| y(t)＝X2(t)+△ | 1560 | 1558 | 1556 | 1559 | 1562 | 1556 | 1553 | 1559 | 1557 |
| △-X1(t)-X2(t) | +2 | ||||||||
| y(t)＝X2(t)+△ | 1560 | 1558 | 1556 | 1559 | 1562 | 1556 | 1553 | 1559 | 1557 |
表2
| 1分钟 | 1 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 |
| XI(t)℃ | 1560 | 1556 | 1562 | 1553 | 1557 | ||||
| X2(t)℃ | 1540 | 1533 | 1538 | 1530 | 1532 | ||||
| △＝X1(t)-X2(t) | +20 | +20 | +20 | +20 | +20 | ||||
| y(t)＝X2(t)+△ | 1560 | 1553 | 1558 | 1550 | 1552 | ||||
| △＝X1(t)-X2(t) | +3 | +3 | +3 | +3 | |||||
| y(t)＝X2(L)+△ | 1560 | 1556 | 1561 | 1553 | 1555 | ||||
| △＝X1(t)-X2(t) | +1 | +1 | +1 | ||||||
| y(t)＝X2(t)+△ | 1560 | 1556 | 1562 | 1554 | 1556 | ||||
| △＝X1(L)-X2(t) | -1 | -1 | |||||||
| y(t)＝X2(t)+△ | 1560 | 1556 | 1562 | 1553 | 1555 | ||||
| △＝X1(t)-X2(t) | +2 | ||||||||
| y(t)＝X2(t)+△ | 1560 | 1556 | 1562 | 1550 | 1557 |
附图说明
图1接触以及非接触熔融金属高温测量装置结构示意图。
图2本发明按表1得到的温度变化的趋势曲线图。
图3本发明按表2得到的温度变化的趋势曲线图。
具体实施方式
本发明在实施中，按以下技术要求可实现本发明。
消耗型快速热电偶的技术条件：
快速热电偶每5分钟插入钢水测量1次，测量结果X1(t)见表1和表2。
辐射高温计的技术条件：
| 名称 | 型号 | 分辩率 | 误差 | 使用温度 | 测量时间 |
| 辐射高温计 | TP90-1M | ±1℃ | ±0.5％ | (1500-1700)℃ | <1mS |
辐射高温计对钢水的温度进行连续的测量，得到温度变化的趋势曲线X2(t)，测量结果见表1和表2。
A/D转换器：A/D转换器分2路分别对X1(t)和X2(t)进行模/数转换后，输入AT89C52单片机。
AT89C52单片机：AT89C52单片机同时对两路输入信号进行综合分析处理：即用不同时刻的消耗型热电偶的离散温度信号X1(t)对高温辐射温度计连续变化的温度信号X2(t)进行不断修正。
X1(t1)-X2(t1)＝△，y(t1)＝X2(t1)±△
X1(t2)-X2(t2)＝△，y(t2)＝X2(t2)±△
X1(t3)-X2(t3)＝△，y(t3)＝X2(t3)±△
. .
. .
. .
X1(tn)-X2(tn)＝△，y(tn)＝X2(tn)±△
最终得到较高精度的连续变化的温度信号y(t)。
1)利用5分钟1次的消耗型快速热电偶热电偶的离散温度信号X1(t)对高温辐射温度计连续变化的温度信号X2(t)进行不断修正。最终得到较高精度的连续变化的温度信号y(t)，得到温度变化的趋势，可实现自动化。测量结果见表1和附图2。
2)利用10分钟1次的消耗型快速热电偶的离散温度信号X1(t)对高温辐射温度计连续变化的温度信号X2(t)进行不断修正。最终不但能得到较高精度的连续变化的温度信号y(t)，而且减少消耗型快速热电偶50％，大幅降低测量成本。测量结果见表2和附图3。
显示器：X1(t)、X2(t)、y(t)等温度曲线显示。
Claims (3)
1、接触以及非接触熔融金属高温测量装置，它包括有消耗型快速热电偶、高温辐射温度计、A/D模数转换器、单片机和输出设备，其特征在于：所述的消耗型快速热电偶和高温辐射温度计分别与A/D模数转换器的输入端连接，A/D模数转换器的输出端与单片机连接，单片机分别与键盘，显示器和打印机连接。
2、按权利要求1所述的接触以及非接触熔融金属高温测量装置，其特征在于：所述的消耗型热电偶为接触式输入信号信道与A/D模数转换器连接，高温辐射温度计为非接触式信号信道与A/D模数转换器连接。
3、一种采用接触以及非接触熔融金属高温测量装置的测量方法，其特征在于：一路输入通道输入高温辐射温度计的温度信号，经A/D模数转换和单片机处理后得到连续变化的温度信号X2(t)，另一路输入通道输入t1、t2、t3…tn时刻消耗型热电偶高精度温度信号，经A/D模数转换和单片机处理后得到离散的温度变化信号X1(t1)、X1(t2)、X1(t3)…X1(tn)，单片机同时对两路输入信号进行综合分析处理，即用不同时刻的消耗型热电偶的离散温度信号X1(t)值对高温辐射温度计连续变化的温度信号X2(t)值进行不断修正，其修正式为：
X1(t1)-X2(t1)＝△，y(t1)＝X2(t1)±△
X1(t2)-X2(t2)＝△，y(t2)＝X2(t2)±△
X1(t3)-X2(t3)＝△，y(t3)＝X2(t3)±△
. .
. .
. .
X1(tn)-X2(tn)＝△，y(tn)＝X2(tn)±△
最终得到较高精度的连续变化的温度信号y(t)。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108413770A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-08-17 | 北京航空航天大学 | 一种真空感应熔炼过程温度实时测控校准系统及方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101936775B (zh) * | 2010-07-27 | 2011-11-02 | 中国计量学院 | 风筒出风口温度场的组合式测量装置及方法 |
| CN101975622B (zh) * | 2010-09-08 | 2011-12-21 | 中国科学院力学研究所 | 一种激光制造过程零部件温度的测量方法 |
| DE102011008894A1 (de) * | 2011-01-19 | 2012-07-19 | Air Liquide Deutschland Gmbh | Verfahren und Düse zur Unterdrückung einer Entwicklung von eisenhaltigem Dampf |
| CN102353460B (zh) * | 2011-06-02 | 2017-05-10 | 张天落 | 红移辐射染色测温 |
| CN104501965A (zh) * | 2015-01-13 | 2015-04-08 | 厦门大学 | 一种适于金属表面非接触式温度测量系统 |
| CN108415485B (zh) * | 2018-02-09 | 2019-09-13 | 青岛航大新材料技术有限公司 | 一种金属熔体温度实时测控调整装置及方法 |
| CN111912542B (zh) * | 2020-07-02 | 2022-04-19 | 核工业西南物理研究院 | 一种基于含锑合金的温度测量方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86201208U (zh) * | 1986-03-13 | 1986-09-17 | 北京钢铁学院 | 钢水铁水测温数字表 |
| CN1087423A (zh) * | 1992-11-23 | 1994-06-01 | 机械电子工业部上海工业自动化仪表研究所 | 热管型辐射温度计 |
| CN2189311Y (zh) * | 1994-03-04 | 1995-02-08 | 白日午 | 一种红外辐射温度计 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86201208U (zh) * | 1986-03-13 | 1986-09-17 | 北京钢铁学院 | 钢水铁水测温数字表 |
| CN1087423A (zh) * | 1992-11-23 | 1994-06-01 | 机械电子工业部上海工业自动化仪表研究所 | 热管型辐射温度计 |
| CN2189311Y (zh) * | 1994-03-04 | 1995-02-08 | 白日午 | 一种红外辐射温度计 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108413770A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-08-17 | 北京航空航天大学 | 一种真空感应熔炼过程温度实时测控校准系统及方法 |
| CN108413770B (zh) * | 2018-02-08 | 2019-07-23 | 北京航空航天大学 | 一种真空感应熔炼过程温度实时测控校准系统及方法 |
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