CN110715748A - 热镀锌间接式锌锅温度测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置，间接测量热电偶通过安装螺杆安装在间接测量热电偶温度传导块内，间接测量热电偶温度传导块的下端和锌锅内的液体接触，间接测量热电偶的输出端和温度补偿导线连接。该测量装置的测量方法，间接测量热电偶和主热电偶的输出端分别通过温度测量模块Ⅰ和温度测量模块Ⅱ的外部接口Ⅰ和外部接口Ⅱ和PLC控制系统信号传递，PLC控制系统对两组热电偶数据进行比对分析，如果在控制范围内的显示正常，反之温度偏差超出设定范围，PLC控制系统发送报警信号，报警灯或者声光报警装置提供触发信号，提供至操作维护人员进行分析和处理。本发明降低主锌锅热电偶的温度检测异常带来的巨大损失，提高产品质量。

Description

热镀锌间接式锌锅温度测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置及其测量方法。

背景技术

热镀锌生产线锌锅一般采用带有保护管热电偶直接接触锌液测量锌锅温度，但目前的热电偶保护套管外层采用氮化硅，碳陶复合材料、碳化硅等材料制成，但这些热电偶存在的问题主要有抗振动能力差，外保护层容易脱落、穿孔等导致熔融的高温锌液与加强保护管接触腐蚀，热电偶的保护层失去作用导致温度测量异常，在连续热镀锌生产线使用异常的热电偶导致实际的锌锅温度偏高或偏低，均会直接影响产品性能和产品质量，而且造成的产品大批次的不合格产品，锌锅温度的高低还会影响锌锅内的锌渣产生，影响时间较长，发现锌锅温度异常不容易在短时间内调整和处理，严重时导致生产线直接停机降温，更换热电偶，产生大量的废品及次品。

锌锅温度异常高于实际温度后在有经验的工人能够用锌锅的颜色来判断锌锅温度的异常，但在GI产品的锌锅温度在460℃左右，在这个温度的范围锌锅内锌液的颜色不易用肉眼分辨，往往在产品质量大量出现问题后才发现锌锅温度的异常。

也有生产单位为了防止锌锅热电偶发生故障无法一时判断，在锌锅内插入两根热电偶作为备用，当发现有异常后立即切换热电偶保证锌锅温度的准确测量，但成本较高，采用具有复合保护管的热电偶在恶劣的环境中寿命较短，维护成本高。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置， 间接测量锌锅内的实际温度，热电偶不会受到锌液的腐蚀，具有寿命较长，安装简便，结构简单实用的优点。

本发明的目的之二是提供一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置的测量方法，及早发现由于锌锅温度出现偏差造成大批量的产品质量问题。

本发明所采用的技术方案为：

一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置，包括间接测量热电偶，该间接测量热电偶通过间接测量热电偶安装螺杆安装在间接测量热电偶温度传导块的上端空腔内，间接测量热电偶温度传导块的下端和锌锅内的液体接触，间接测量热电偶的输出端和安装在间接测量热电偶保护腔内的温度补偿导线连接，该温度补偿导线外接到温度测量模块；所述间接测量热电偶保护腔和间接测量热电偶温度传导块呈角度连接。

一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置的测量方法，热镀锌间接式锌锅温度测量装置和主热电偶的输出端分别通过温度测量模块Ⅰ和温度测量模块Ⅱ的外部接口Ⅰ和外部接口Ⅱ和PLC控制系统信号传递，PLC控制系统的温度显示器显示两组热电偶得到的实际温度；同时PLC控制系统对两组热电偶数据进行比对分析，热镀锌间接式锌锅温度测量装置和主热电偶测量的温度存在温度的差异，对于温度的差异使用温度差额计算后进行对比，利用两者测温的温度偏差范围设定值进行对比，如果在控制范围内的显示正常，反之温度偏差超出设定范围，说明热镀锌间接式锌锅温度测量装置和主热电偶中的其中一个出现问题，PLC 控制系统通过其输出信号接口发送报警信号，与报警输出相连接的报警灯或者声光报警装置提供触发信号，同时PLC 控制系统的网络连接口发送报警信号和实时数据，提供至操作维护人员进行分析和处理，操作维护人员使用手持热电偶在锌锅主热电偶区域锌液测温后得到准确的温度，对比发现故障热电偶，组织更换处理。

本发明可以避免具有复合保护管的热电偶在损坏后锌锅温度异常不易发现的问题，采用传统的锌锅热电偶和传导支架与锌液接触，热电偶与锌液不直接接触，使用寿命长，维护简单，更换方便，还能及时发现锌锅温度的异常，在生产中具有指导意义，耐腐蚀性较强，不受锌液的直接腐蚀，提高了热电偶的使用寿命，避免重大的质量事故发生，提高了生产顺行，降低成本。

本发明采用间接测量温度测量来监测锌锅主热电偶的温度是否正常，锌锅锌液的温度是否发生波动，及时的比较两个热电偶提供的温度测量值偏差在合理范围内，用低成本的热电偶间接测量模式来检验高成本高精度的锌锅主热电偶的工作状态，以长寿命的热电偶监控低寿命的热电偶，为了工业生产工艺的复杂性和系统性优化生产的工艺参数的波动，提高锌锅温度检测的利用率，降低主锌锅热电偶的温度检测异常带来的巨大损失，提高产品质量。

本发明通过热镀锌间接式锌锅温度测量装置与锌锅的主热电偶测量温度建立趋势曲线和温度的对比，对于温度差异超过设定的温度范围后触发告警并发送告警信息，提示操作人员和管理技术人员对锌锅的温度校准，采用临时热电偶对锌液的实际温度快速的测量，最短的时间内做出判断是那个热电偶测量故障，及时更换和维修。

使用热镀锌间接式锌锅温度测量装置与生产线的二级连接与在线使用的锌锅主热电偶时时监控和显示，对于锌锅温度偏差的范围可以在温度波动偏差的最小值设定。

附图说明

图1是本发明安装示意图；

图2是本发明主热电偶布置方式图；

图3是本发明结构主视图；

图4 是图3的俯视图；

图5 是本发明间接式锌锅温度测量装置电路连接示意图

图中标号：1、热镀锌间接式锌锅温度测量装置；101、间接测量热电偶；102、间接测量热电偶安装螺杆；103、间接测量热电偶保护套管；104、间接测量热电偶保护腔；105、间接测量热电偶温度传导块；106、温度补偿导线；2、锌锅；3、锌液；4、主热电偶；5，间接式锌锅温度测量装置电路连接电路；501 PLC控制系统；502 传感器接口1；503温度测量模块1；504传感器接口2；505 温度测量模块2；506 输出信号接口；507 报警输出；508 温度显示器；509 外部存储器；5010 网络连接口；5011 数据记录仪；5012 输入信号接口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

参照图1、2，本发明的安装方式：热镀锌间接式锌锅温度测量装置1安装在锌锅2锅沿上与锌锅的主热电偶4相邻，具体位置一般不超过50-100mm，在锌锅的同一区域检测锌锅的温度，间接式锌锅温度测量装置1的温度传导块浸入锌锅2中的锌液3中，温度进行再次传导至间接式锌锅温度测量装置1的热电偶上进行检测。

参照图3、4，一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置，包括间接测量热电偶101（采用WRN-230温度仪表传感器），该间接测量热电偶101通过间接测量热电偶安装螺杆102安装在间接测量热电偶温度传导块105的上端空腔内，间接测量热电偶温度传导块105的下端和锌锅2内的液体3接触，间接测量热电偶101的输出端和安装在间接测量热电偶保护腔104内的温度补偿导线106连接，该温度补偿导线106外接到温度测量模块，比如：温度测量模块EM231TC和EM231RTD；所述间接测量热电偶保护腔104和间接测量热电偶温度传导块105呈角度连接。间接测量热电偶温度传导块105的下端浸入锌锅2的锌液3中，用于锌液3中的温度传递至间接测量热电偶温度传导块105上后被间接测量热电偶101检测，得到实际检测温度后，通过温度补偿导线106连接到温度测量模块中实现温度检测。间接测量热电偶保护腔104可防止现场的粉尘或外力使热电偶保护套管103和在内的温度补偿导线106受到破坏，引起热电偶的连接故障。

所述间接测量热电偶101周边的间接测量热电偶温度传导块105的空腔内填充导温材料，如导热率高的铜、铝等颗粒材料，将温度很好的传递到热电偶101中，精确测量传到的温度，降低传到的热损失。

所述温度补偿导线106装入间接测量热电偶保护套管103内。用于保护温度补偿导线的完好。

间接测量热电偶温度传导块105是安装在锌锅2的锅沿上，对于间接测量热电偶温度传导块105的温度是由锌锅2内的锌液3传导，但间接测量热电偶温度传导块105裸露的部分受到周围环境中的温度干预较大到一定的强度会引起温度检测异常，需要对间接测量热电偶温度传导块105周围采取遮挡措施，或在间接测量热电偶温度传导块105上覆盖保温材料，消除周边环境中的外界影响因素，例如生产薄带钢薄镀层时，生产线速度高，气刀的气刀压力大，吹出的冷却气体会影响间接测量热电偶温度传导块105的温降，出现检测温度异常出现异常报警的输出。所以间接测量热电偶温度传导块105裸露在外的表面上覆盖保温材料。

所述间接测量热电偶101根据现场需要采用垂直安装或卧式安装（如图3）的方式。采用垂直安装后距离锌锅的锌液距离缩短，更加测温精确。

间接测量热电偶温度传导块105一般采用耐高温耐腐蚀的不锈钢体作为主要材料，在锌锅2内不受恶劣环境的影响而影响温度的间接检测。间接测量热电偶101不受锌液3的直接腐蚀，间接提高了热电偶的使用寿命，监控锌锅2中锌液3的温度是否处于正常温度，发现异常能够及时处理。能够防止锌锅温度大幅上升或下降发现不及时，避免重大的质量事故发生，锌锅温度的准确监控和测量精度的保证，保障生产顺行，降低生产成本。

锌锅2的锌锅液位必须保持在最小的波动范围之内，锌液3与传导块的淹没长度也会影响间接式锌锅温度测量装置1的测量温度，生产过程中锌锅液位保持的越稳越好，对于镀锌过程中锌锅液位的波动对于产品质量的影响较大，精确的调整锌锅液位尤为重要，对于间接式锌锅温度测量装置1的测量提供了有利的基础条件。

参照图5，一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置的测量方法，其原理是：镀锌间接式锌锅温度测量装置1与锌锅2的主热电偶4测量温度建立趋势曲线和温度的对比，对于温度差异超过设定的温度范围后触发告警并发送告警信息，提示操作人员和管理技术人员对锌锅的温度校准，采用临时热电偶对锌液的实际温度快速的测量，最短的时间内做出判断是那个热电偶测量故障，及时更换和维修，缩短了故障排除时间，降低了锌锅热电偶损坏带来的损失。具体过程如下：热镀锌间接式锌锅温度测量装置1和主热电偶4的输出端分别通过温度测量模块Ⅰ503和温度测量模块Ⅱ505的外部接口Ⅰ502和外部接口Ⅱ504和PLC控制系统501信号传递，PLC控制系统501的温度显示器508显示两组热电偶得到的实际温度；同时PLC控制系统501对两组热电偶数据进行比对分析，热镀锌间接式锌锅温度测量装置1和主热电偶4测量的温度存在温度的差异，对于温度的差异使用温度差额计算后进行对比，利用两者测温的温度偏差范围设定值进行对比，如果在控制范围内的显示正常，反之温度偏差超出设定范围，说明热镀锌间接式锌锅温度测量装置1和主热电偶4中的其中一个出现问题，PLC 控制系统501通过其输出信号接口506发送报警信号，与报警输出507相连接的报警灯或者声光报警装置提供触发信号，同时PLC 控制系统501的网络连接口5010发送报警信号和实时数据，提供至操作维护人员进行分析和处理，操作维护人员使用手持热电偶在锌锅主热电偶4区域锌液3测温后得到准确的温度，对比发现故障热电偶，组织更换处理，短时间内解决对锌锅温度的影响不大，机组可正常运行。

所述PLC 控制系统501连接外部存储器509和数据记录仪5011，对测量的实时温度数据及监控事件存储记录，以及用于对历史数据的分析和处理。对于热电偶的劣化趋势有曲线记录，为热电偶的寿命周期和维护周期提供数据，便于更换和维护，也可在大量的使用经验或热电偶使用寿命的时间，设定热电偶的寿命周期，向生产线二级发送维修更换报警提示信息，为锌锅温度的较好保持提供了保障。

所述PLC 控制系统501留有输入信号接口5012，用于连接外部的监控信号。比如热镀锌间接式锌锅温度测量装置1的间接测量热电偶保护腔安装连锁信号后外部环境温度异常检测开关，保护腔未安装到位或者外部环境温度影响后触发报警提示信号，及时采取措施排除异常影响因素，为设备的稳定运行提供保障。

间接测量热电偶1和锌锅主热电偶4是间接式锌锅温度测量装置电路连接电路5的外设检测设备，两个热电偶的安装距离在互不影响的情况下越近越好，为本电路提供两组温度检测值，作为本电路的直接信号源，同时也是本发明的最关键的两个重要检测原件，PLC控制系统 501是本装置的一级外设设备，在二级系统故障下任然能够处理信号的独立完成，提供单独的供电电源。

使用热镀锌间接式锌锅温度测量装置1通过网络连接口5010与生产线的二级连接与在线使用的锌锅主热电偶4实时监控和显示，对于锌锅温度偏差的范围可以在温度波动偏差的最小值设定。

Claims (8)

1.一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置，包括间接测量热电偶，其特征在于，该间接测量热电偶（101）通过间接测量热电偶安装螺杆（102）安装在间接测量热电偶温度传导块（105）的上端空腔内，间接测量热电偶温度传导块（105）的下端和锌锅（2）内的液体（3）接触，间接测量热电偶（101）的输出端和安装在间接测量热电偶保护腔（104）内的温度补偿导线（106）连接，该温度补偿导线（106）外接到温度测量模块；所述间接测量热电偶保护腔（104）和间接测量热电偶温度传导块（105）呈角度连接。

2.根据权利要求1所述的一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置，其特征在于，所述间接测量热电偶（101）周边的间接测量热电偶温度传导块（105）的空腔内填充导温材料。

3.根据权利要求1所述的一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置，其特征在于，所述温度补偿导线（106）装入间接测量热电偶保护套管（103）内，该间接测量热电偶保护套管（103）安装在间接测量热电偶安装螺杆（102）上。

4.根据权利要求1所述的一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置，其特征在于，所述间接测量热电偶温度传导块（105）裸露在外的表面上覆盖保温材料。

5.根据权利要求1所述的一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置，其特征在于，所述间接测量热电偶（101）根据现场需要采用垂直安装或卧式安装的方式。

6.一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置的测量方法，其特征在于，热镀锌间接式锌锅温度测量装置（1）和主热电偶（4）的输出端分别通过温度测量模块Ⅰ（503）和温度测量模块Ⅱ（505）的外部接口Ⅰ（502）和外部接口Ⅱ（504）和PLC控制系统（501）信号传递，PLC控制系统（501）的温度显示器（508）显示两组热电偶得到的实际温度；同时PLC控制系统（501）对两组热电偶数据进行比对分析，热镀锌间接式锌锅温度测量装置（1）和主热电偶（4）测量的温度存在温度的差异，对于温度的差异使用温度差额计算后进行对比，利用两者测温的温度偏差范围设定值进行对比，如果在控制范围内的显示正常，反之温度偏差超出设定范围，说明热镀锌间接式锌锅温度测量装置（1）和主热电偶（4）中的其中一个出现问题，PLC 控制系统（501）通过其输出信号接口（506）发送报警信号，与报警输出（507）相连接的报警灯或者声光报警装置提供触发信号，同时PLC 控制系统（501）的网络连接口（5010）发送报警信号和实时数据，提供至操作维护人员进行分析和处理，操作维护人员使用手持热电偶在锌锅主热电偶4区域锌液3测温后得到准确的温度，对比发现故障热电偶，组织更换处理。

7.根据权利要求6所述的一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置的测量方法，其特征在于，所述PLC 控制系统（501）连接外部存储器（509）和数据记录仪（5011），对测量的实时温度数据及监控事件存储记录，以及用于对历史数据的分析和处理。

8.根据权利要求6所述的一种热镀锌间接式锌锅温度测量装置的测量方法，其特征在于，所述PLC 控制系统（501）留有输入信号接口（5012），用于连接外部的监控信号。

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