CN103994825A - 红外测温设备离线比对装置及其比对方法 - Google Patents

Abstract

红外测温设备离线比对装置属于轧钢生产在线测温，尤其涉及红外线测温检验装置。特点是该装置由探头室、测量室、热电偶、加热室和加热器组成，红外测温探头置于探头室内，夹持螺栓固定；上测量管与探头室底部垂直连接，两者由平面透镜通透，测量室上设气体介质入口，下设气体介质出口和热电偶插孔，气体介质由入口进入测量室，由出口上的截止阀控制介质流量排出，热电偶插入电偶插孔测温；下测量管与加热板垂直封闭连接，待测量金属试样置于下测量管底部的加热板上；加热器设于加热室内，加热器对加热板、金属试样加热，红外测温探头测温，两者进行比对。优点是比对结果准确、可靠，适用范围广，比对操作简便，时间短，人员少，效率高。

Description

红外测温设备离线比对装置及其比对方法

技术领域

本发明属于轧钢生产在线测温设备，尤其涉及红外线测温检验装置。 

背景技术

冶金系统板带生产线上的板温仪是控制产品质量的重要设备，现在多采用非接触式红外测温设备。使用板温仪时，要先在专业实验室里通过黑体炉校准，校准后还需要在现场工况下与接触式热电偶进行比对确定系数，才能在现场正常使用。在板带生产线上对红外测量设备进行实际比对是非常困难的，有的只能凭经验进行设置。目前，冶金系统镀锌线上红外板温仪的比对是在线进行的，红外板温仪在实验室校准之后，将其安装在现场的测温工位上，然后开动整条生产线，模拟生产条件，进行温度比对。存在的缺陷是，开动全条生产线，消耗能源，人员多，且浪费巨大；通常一条生产线上有多个板温仪，要分别对生产线上每个红外板温仪的光学焦距和中心点进行调整，耗费时间长；比对环境恶劣，现场存在人身安全隐患。在完成红外板温仪测量探头对焦之后，还要在各个测量工位背面插入热电偶，进行测温，与红外板温仪进行比对。特别是这样的比对还存在三大难题难以解决：一是无法在测温量程内进行多温段连续测温比对；二是红外板温仪测量探头的对焦和中心点调整在板带自身不发光温度范围无法进行；三是使用的热电偶与被测介质的相对背面滑动接触，测温点位置偏移与滑动产生的电势引起测量差。 

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种红外测温设备离线比对装置，还提供利用上述装置进行离线比对方法，装置简单，使用可靠，比对精准，使用范围广；比对操作方便、快捷，人员少，效率高，节能降耗，保证比对时操作人员安全。 

红外测温设备离线比对装置，其特点是，该装置由探头室、伸缩式测量室、热电偶、加热室和加热器组成，红外测温探头置于探头室内，由夹持螺栓夹持固定；测量室上测量管与探头室底部垂直连接，两者由平面透镜通透，测量室上设气体介质入口，下设气体介质出口和电偶插孔，工况气体介质由入口进入测量室，由出口上设的截止阀控制介质流量排出，热电偶插入电偶插孔测温；测量室下测量管与加热室加热板垂直封闭连接，待测量金属材料试样置于下测量管管辖的加热板上，模拟现场实际测量距离，便于进行红外测温探头的精准对焦；加热器设于加热室内，加热器对加热板加热，加热板对待测温金属试样加热，红外测温探头透过平面透镜接收加热试样发出的红外信号，送入红外测温仪，读出温度值，与热电偶同时测得的温度值进行比对，确定比对系数，以应用于现场测温。 

本发明进一步改进，所述的探头室为长方柱形盒体，两侧对称设夹持螺栓，红外测温探头夹设在盒体内的两螺栓之间，用于固定红外测温探头的测量位置，方便对中心调整，盒体底部设通孔和平面透镜，平面透镜覆盖在通孔上，平面透镜四周由密封胶密封，平面透镜光线通透，红外测温探头对测量室底部的金属试样温度进行测量，封闭的平面透镜既能将探头室与测量室隔开，又能保护红外测量探头。 

本发明进一步改进，所述的测量室由上测量管和下测量管滑动套设而成，由紧固螺栓固定；所述的上测量管上部设气体介质入口，壁上设长度标尺刻度，最小分度为mm级，上测量管垂直设于探头室正下方，与红外测温探头相对；下测量管管壁上部对称设紧固螺栓孔，上测量管套设密封圈插入下测量管中，由紧固螺栓固定；下测量管下部设气体介质出口和电偶插孔，出口上设截止阀，气体介质由入口进入测量室，由截止阀控制测量室内气体流量，保证工况条件，热电偶插入电偶孔内，测量试样实时温度；下测量管下端与加热室的加热板垂直封闭连接，待测温的金属试样直径与下测量管内径相同，置于下测量管底部，加热板的上方，调节上测量管插入下测量管的深度，可以调节测量室的长度，用以模拟现场实际测量长度，便于红外测温探头的精准对焦。 

本发明进一步改进，所述的加热室为长方柱形盒体，下测量管垂直固定在盒体顶部加热板的中部，加热室侧壁设通孔，有利于燃烧，燃气加热器置于盒体中央，加热器下设垫板，加热器加热顶部加热板，对测量室底部和待测金属材料试样进行加热，金属材料产生红外光线。控制燃气燃烧火焰大小，可以控制加热温度和红外线强度。 

红外测量设备离线比对方法，采用红外测温设备离线比对装置，按下述步骤进行： 

1、制作现场实际测温的试样  按测量室下部的形状和内径大小制作试样；

2、试样置于测量室底部的加热板上；

3、安装热电偶，含温度显示，热电偶插装在电偶孔中；

4、调节测量室高度，根据工位上红外测量探头实际测量距离进行调节；  

a、上测量管套装密封圈；

b、上测量室插入下测量管中，观察标尺刻度，调节至实际测量距离；

c、拧紧紧固螺栓，固定上、下测量管，保证测量室高度；

5、调整红外测温探头

a、将红外测温探头放置在探头室中，调整测量中心点和进行光学对焦；

b、拧紧夹持螺栓，固定红外测温探头；

6、测量室充入工况气体介质  由气体介质入口充入，

气体介质压力50～150pa，流量 50～100cm³/min ；

7、试样加热  点燃加热器对加热板、测量室底部和试样加热，控制加热量，改变加热温度，对不同温度段进行比对；

8、比对  试样加热后

a、用红外测温探头采集温度信号，送入红外测温仪，测得试样温度；

b、同时用热电偶测试试样实际温度； 

c、试验后，确定比对系数。

与现有技术相比，优点是构思新颖，结构简凑、合理；避免开启全生产线进行比对，比对结果准确、可靠，实现对同一材质的不同温度段进行比对，用于不同材质试样、用于不同气体介质进行比对，适用范围广；改善比对工作环境，有利于人身安全；比对操作简便，时间短，人员少，效率高，节约能源。 

附图说明  

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是红外测温设备离线比对装置的结构示意图； 

图2是图1的俯视图。

图中：1-探头室、1.1-红外测温探头、2-夹持螺栓、3-平面透镜、4-上测量管、5-标尺刻度、6-紧固螺栓、7-密封圈、8-下测量管、9-截止阀、10-气体介质出口、11-试样、12-加热器、13-垫板、14-气体介质入口、15-热电偶、16-电偶插孔、17-加热室。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地说明。 

由图1至图2可以看出，红外测温设备离线比对装置，由测温仪、红外测温探头、探头室1、伸缩式测量室、热电偶15、加热室17和加热器12组成，红外测温探头1.1置于探头室内，由夹持螺栓2夹持固定；测量室上测量管4与探头室底部垂直连接，两者由平面透镜3通透，测量室上设气体介质入口14，下设气体介质出口10和电偶插孔16，工况气体介质由入口进入测量室，由出口上设的截止阀9控制介质流量排出，热电偶插入电偶插孔测温；测量室下测量管8与加热室加热板垂直封闭连接，待测量金属材料试样11置于下测量管管辖的加热板上，模拟现场实际测量距离，便于进行红外测温探头的中心点调整和精准对焦；加热器设于加热室内，加热器加热加热板，对待测温金属试样加热， 红外测温探头透过平面透镜接收加热试样发出的红外信号，送入红外测温仪(图中未标注)，读出温度值，与热电偶同时测得的温度值进行比对，确定比对系数，以应用于现场测温。 

由图1、2可以看出，探头室1为长方柱形盒体，两侧对称设夹持螺栓2，红外测温探头夹设在盒体内的两螺栓之间，用于固定红外测温探头的测量位置，方便调整测量焦距，盒体底部设通孔和平面透镜3，平面透镜覆盖在通孔上，平面透镜四周由密封胶密封，平面透镜光线通透，红外测温探头对测量室底部的金属试样温度进行测量，封闭的平面透镜既能将探头室与测量室隔开，又能保护红外测量探头。 

由图1、2还可以看出，测量室由上测量管4和下测量管8滑动套设而成，由紧固螺栓6固定；所述的上测量管上部设气体介质入口14，壁上设长度标尺刻度5，最小分度为mm级，上测量管垂直设于探头室1正下方，与红外测温探头相对；下测量管管壁上部对称设紧固螺栓孔，上测量管套设密封圈7插入下测量管中，由紧固螺栓固定；下测量管下部设气体介质出口10和电偶插孔16，出口上设截止阀9，气体介质由入口进入测量室，由截止阀控制测量室内气体流量，保证工况条件，热电偶插入电偶孔内，测量试样实时温度；下测量管下端与加热室的加热板垂直封闭连接，待测温的金属试样直径与下测量管内径相同，置于下测量管内，加热板的上方，调节上测量管插入下测量管的深度，可以调节测量室的长度，用以模拟现场实际测量长度，便于红外测温探头的精准对焦。 

由图1、2还可以看出，加热室17为长方柱形盒体，下测量管8垂直固定在盒体顶部加热板的中部，加热室侧壁设通孔，有利于燃烧，燃气加热器置于盒体中央，加热器下设垫板13，加热器加热顶部加热板，对测量室底部和待测金属材料试样进行加热，金属材料产生红外光线。控制燃气燃烧火焰大小，可以控制加热温度和红外线强度。 

红外测量设备离线比对方法，采用红外测温设备离线比对装置，按下述步骤进行： 

1、制作现场实际测温的试样  按测量室下部的形状和内径大小制作试样；

2、试样置于测量室底部的加热板上；

3、安装热电偶，含温度显示，热电偶插装在电偶孔中；

4、调节测量室高度，根据工位上红外测量探头实际测量距离进行调节；  

a、上测量管套装密封圈；

b、上测量室插入下测量管中，观察标尺刻度，调节至实际测量距离；

c、拧紧紧固螺栓，固定上、下测量管，保证测量室高度；

5、调整红外测温探头

a、将红外测温探头放置在探头室中，调整测量中心点和进行光学对焦；

b、拧紧夹持螺栓，固定红外测温探头；

6、测量室充入工况气体介质  由气体介质入口充入，

气体介质压力100pa，流量75cm³/min ；

7、试样加热  点燃加热器对加热板、测量室底部和试样加热，控制加热量，改变加热温度，对不同温度段进行比对；

8、比对  试样加热后

a、用红外测温探头采集温度信号，送入红外测温仪，测得试样温度；

b、同时用热电偶测试试样实际温度；

c、试验后，确定比对系数。

  

Claims (5)

1.红外测温设备离线比对装置，其特征在于：所述的该装置由测温仪、红外测温探头、探头室（1）、伸缩式测量室、热电偶（15）、加热室（17）和加热器（12）组成，红外测温探头（1.1）置于探头室内，由夹持螺栓（2）夹持固定；测量室上测量管（4）与探头室底部垂直连接，两者由平面透镜（3）通透，测量室上设气体介质入口（14），下设气体介质出口（10）和电偶插孔（16），工况气体介质由入口进入测量室，由出口上设的截止阀（9）控制介质流量排出，热电偶插入电偶插孔测温；测量室下测量管（8）与加热室加热板垂直封闭连接，待测量金属材料试样（11）置于下测量管管辖的加热板上；加热器设于加热室内。

2.根据权利要求1所述的红外测温设备离线比对装置，其特征在于：所述的探头室（1）为长方柱形盒体，两侧对称设夹持螺栓（2），红外测温探头夹设在盒体内的两螺栓之间，盒体底部设通孔和平面透镜（3），平面透镜覆盖在通孔上，平面透镜四周由密封胶密封，平面透镜光线通透。

3.根据权利要求1所述的红外测温设备离线比对装置，其特征在于：所述的测量室由上测量管（4）和下测量管（8）滑动套设而成，由紧固螺栓（6）固定；所述的上测量管上部设气体介质入口（14），壁上设长度标尺刻度（5），最小分度为mm级，上测量管垂直设于探头室（1）正下方，与红外测温探头相对；下测量管管壁上部对称设紧固螺栓孔，上测量管套设密封圈（7）插入下测量管中，由紧固螺栓固定；下测量管下部设气体介质出口（10）和电偶插孔（16），出口上设截止阀（9），气体介质由入口进入测量室，由截止阀控制测量室内气体流量；下测量管下端与加热室的加热板垂直封闭连接，待测温的金属试样直径与下测量管内径相同，置于下测量管内，加热板的上方。

4.根据权利要求1所述的红外测温设备离线比对装置，其特征在于：所述的加热室（17）为长方柱形盒体，下测量管（8）垂直固定在盒体顶部加热板的中部，加热室侧壁设通孔，燃气加热器置于盒体中央，加热器下设垫板（13）。

5.根据权利要求1所述的红外测温设备离线比对装置，其比对方法按下述步骤进行：

1）、制作现场实际测温的试样  按测量室下部的形状和内径大小制作试样；

2）、试样置于测量室底部的加热板上；

3）、安装热电偶，含温度显示，热电偶插装在电偶孔中；

4）、调节测量室高度，根据工位上红外测量探头实际测量距离进行调节；  

a、上测量管套装密封圈；

b、上测量室插入下测量管中，观察标尺刻度，调节至实际测量距离；

c、拧紧紧固螺栓，固定上、下测量管，保证测量室高度；

5）、调整红外测温探头

a、将红外测温探头放置在探头室中，调整测量中心点和进行光学对焦；

b、拧紧夹持螺栓，固定红外测温探头；

6）、测量室充入工况气体介质  由气体介质入口充入，

气体介质压力50～150pa，流量50～100cm³/min ；

7）、试样加热  点燃加热器对加热板、测量室底部和试样加热，控制加热量，改变加热温度，对不同温度段进行比对；

8）、比对  试样加热后

a、用红外测温探头采集温度信号，送入红外测温仪，测得试样温度；

b、同时用热电偶测试试样实际温度；

c、试验后，确定比对系数。