CN115307781B - 一种高温运动反光件的连续测温装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高温运动反光件的连续测温装置，包括：标定组件，具有标定样和设置在该标定样上且能够对该标定样进行接触式测温的第一测温仪；非接触式测温组件，具有能够实现非接触测温的第二测温仪和能够将该第二测温仪在第一、二测温状态之间切换的位移切换构件；以及中央处理组件，具有模型构件和运算构件，模型构件分别接收与第一测温仪、第二测温仪对应的第一、二信号数据，并据此形成线性函数，运算构件能够将对应于第二测温状态的第三信号数据代入所述线性函数，得到高温运动反光件的温度。本发明能够解决高温运动反光件所存在的诸如运动速度过高、本身反射性强以及外界光源和热源等环境干扰方面的问题。
Description
技术领域
本发明涉及辐射高温测定法技术领域，具体来讲，涉及一种高温运动反光件的连续测温装置。
背景技术
目前对于高温运动反光件温度的检测主要有三种方法：第一种是多波长红外温度计，精度高但价格昂贵，且不适合测量300℃以下的物体；第二种是感温贴纸，需要手动将贴纸粘在运行的带钢上，操作不便有危险，而且检测精度较差，也不能够实现连续测量，还会对涂层表面形成损伤；第三种属于非直接检测，比如钝化涂层工艺中，通过使用热电偶检测烘箱中气体的温度来间接估算烘干后反光件的温度，精度差，非常依赖于操作工的经验。
公开号为CN211013255U的中国实用新型专利提供一种用于电磁感应加热炉带钢测温的红外测温装置，利用连接底板，在放置带钢的带钢表面形成一片阴影区域遮挡住外部热辐射，在冷却盘管内部通入大量冷却液或冷却水进行循环冷却，降低了冷却盘管和连接底板自身的温度，进而降低了冷却盘管和连接底板自身对带钢的热辐射，有效地降低带钢热辐射对红外测温仪的干扰，提高测温的精确度。该专利未考虑到生产现场存在较多的光线、热源等对测温的干扰以及该专利不能实现温度的连续检测。
发明内容
发明人经分析发现：对于高温运动反光件进行温度检测，检测方法应该是非接触式的，但如果使用普通的红外温度计，因为生产现场存在较多的光线、热源等干扰，加之被测反光件反光性强，无法实现准确的温度测量。在实验室环境下，通过搭建实验装置，同时使用第一测温仪和第二测温仪对高温运动反光件标定样进行测温，发现2个温度值之间有稳定的线性函数关系，通过运算构件接收所述第二测温仪在所述第二测温状态下测得的第三信号数据，并将该第三信号数据作为新参数代入所述线性函数，计算得到高温运动反光件的温度。
本发明一方面提供了一种高温运动反光件的连续测温装置，所述连续测温装置包括：
标定组件，具有标定样和设置在该标定样上且能够对该标定样进行接触式测温的第一测温仪，所述标定样具有与所述高温运动反光件相同的规格，且被静止地设置在所述高温运动反光件的邻近位置。
非接触式测温组件，具有能够实现非接触测温的第二测温仪和能够将该第二测温仪在第一测温状态和第二测温状态之间切换的位移切换构件，其中，第二测温仪在所述第一测温状态下对准并测量所述标定样的温度，并在所述第二测温状态下对准和测量所述高温运动反光件的温度。
中央处理组件，具有模型构件和运算构件，所述模型构件接收所述第一测温仪测得的第一信号数据和所述第二测温仪在所述第一测温状态下测得的第二信号数据，并据此形成以第二信号数据为参数且以第一信号数据作为函数值的线性函数；所述运算构件能够接收所述第二测温仪在所述第二测温状态下测得的第三信号数据，并将该第三信号数据作为新参数代入所述线性函数，计算得到高温运动反光件的温度。
本发明所述高温运动反光件的温度不低于50℃，处于不断运动状态且本身存在反光情况；优选的，高温运动反光件的温度不低于100℃。
本发明有益效果包括以下内容中的至少一项：
（1）本发明高温运动反光件的连续测温装置，解决了现有测温手段中，反光件运动速度过高难以检测、反光件本身反射性强以及外界光源和热源影响的问题。
（2）本发明高温运动反光件的连续测温装置实现了在非接触、快速响应以及精度高测温方面的应用。
（3）本发明高温运动反光件的连续测温装置实现在线不间断测温后，进一步的，可以实现运动带钢的温度闭环控制，提高工艺温度稳定性，进而产品的质量就更稳定。此外，目前采用的开环方式进行测温，为了达到工艺效果，保证运动带钢加热后的温度，就需要加热系统工作温度位置在工艺标准区间的上限。本申请在闭环控制方式下进行温度检测，有助于加热系统的节能降耗。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明高温运动反光件连续测温装置结构示意图；
图2示出了本发明高温运动反光件连续测温装置的原理示意图。
附图标记说明：
1-隔热垫片；2-标定样；3-贴片式热电偶，4-L型支架；5-底板；6-步进电机；7-红外测温仪安装支架；8-红外测温仪；9-标定位接近开关安装支架；10-标定位接近开关；11-丝杠滑台；12-检测位接近开关安装支架；13-检测位接近开关；14-高温运动反光件。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
图2示出了本发明高温运动反光件连续测温装置的一个示例性实施例的原理示意图。
在本发明的第一示例性实施例中，如图2所示，高温运动反光件的连续测温装置由标定组件（仅示出第一测温仪）、非接触式测温组件（仅示出第二测温仪）和中央处理组件组成。
具体来讲，标定组件具有标定样和第一测温仪。所述标定样具有与所述高温运动反光件相同的规格，且被静止地设置在所述高温运动反光件的邻近位置，以便于获得第一信号数据。例如，这里所说的相同的规格可以为：标定样的材质、表面粗糙度、厚薄尺寸、平整度等参数中的一项或两项以上被设置为与高温运动反光件相同。这里，“静止”是相对于高温运动反光件的“运动”而言的。优选地，标定样可被设置为沿与所述高温反光件的被测平面平行的面铺设。所述邻近位置可以为靠近高温运动反光件且不接触的位置，例如，与高温运动反光件平行且距离大于0且不大于10mm的位置，例如，大于或等于2且小于或等于5mm。邻近设置，甚至于邻近且平行设置的目的是为了进一步保证标定样与高温运动反光件的测试环境相同或相近，从而使得标定样能够有效模仿高温运动反光件的反光、温度、其他环境等测试条件。第一测温仪被配置为设置在该标定样上且能够对该标定样进行接触式测温。例如，所述高温运动反光件可以是高速运动的高温带钢。所述第一测温仪可以是贴片式热电偶。此外，所述标定板组件还可以包括隔热垫片和支架，所述隔热垫片被设置为能够包绕并安装标定样。例如，所述支架可以为L型支架，所述L型支架可以固定在底板上起到使标定样静止地设置在所述高温运动反光件的邻近位置的目的。然而，本发明并不限于此。
非接触式测温组件具有能够实现非接触测温的第二测温仪和能够将该第二测温仪在第一测温状态和第二测温状态之间切换的位移切换构件。例如，第二测温仪可以为红外测温仪。如图2所示，位移切换构件可包括相互配合的步进电机、滑台以及接近开关（可区分为检测位接近开关和标定位接近开关，分别对应第三信号数据和第二信号数据）。第二测温仪在所述第一测温状态下对准并测量所述标定样的温度，以便获得第二信号数据；相应地，第二测温仪在所述第二测温状态下对准和测量所述高温运动反光件的温度，以便获得第三信号数据。
例如，所述第二测温仪的检测方向可以与标定样所在方向垂直；并且所述第二测温仪的检测方向可以与高温运动反光件的运行方向垂直。此外，第一测温状态与第二测温状态的切换方向可以与高温运动反光件的运行方向相垂直。
这里，非接触式测温组件还可进一步包括底板，所述底板被设置为能够集成安装并支撑所述位移切换构件和/或所述第二测温仪。所述位移切换构件包括至少一种被集成设置在所述底板上的驱动件、具有滑块的滑台、第一定位接近开关和第二定位接近开关。例如，所述移位切换构件可以有2种被集成设置在所述底板上的驱动件。所述具有滑块的滑台可以是丝杠滑台。然而，本发明并不限于此。所述滑块被设置为能够安装固定第二测温仪，所述驱动件被设置为能够驱动滑块在所述第一定位接近开关与所述第二定位接近开关之间运动，以对应实现所述第一测温状态与所述第二测温状态的切换。例如，所述驱动件可以是步进电机，所述滑台可以是丝杠滑台，所述第二测温仪可以是红外测温仪。然而，本发明并不限于此。此外，所述第一测温状态与第二测温状态的切换方向相当于滑块的运行方向。
如图2所示，中央处理组件具有模型构件和运算构件。例如，中央处理单元可通过PLC（即可编程逻辑控制器）配合逻辑电路来实现，或者通过CPU配合存储单元来实现。然而，本发明不限于此，模型构件和运算构件也可被构建为一体化集成设置。此外，为了更好地保护中央处理组件，本示例性实施例的高温运动反光件连续测温装置还可设置用于容纳和保护中央处理组件的模型构件和运算构件的电气控制箱，并且可以给该电气控制箱配置一个可输入参数（例如，光照强度）并输出测温结果和测温状态的显示面板。
具体来讲，所述模型构件接收所述第一测温仪测得的第一信号数据和所述第二测温仪在所述第一测温状态下测得的第二信号数据，并依据第一信号数据和第二信号数据形成以第二信号数据为参数（或称变量）且以第一信号数据为函数值的线性函数。进一步讲，模型构件也可接收一系列（例如，数量可以为2个以上，例如，5~100个）的由第一信号数据和第二信号数据构成的数据对，并基于这些数据对进行回归统计分析，从而形成以第二信号数据为变量且以第一信号数据为函数值的线性函数。
所述运算构件能够接收所述第二测温仪在所述第二测温状态下测得的第三信号数据，并将该第三信号数据作为新参数（或称新变量）代入所述线性函数，计算得到高温运动反光件的温度。然而，本发明并不限于此。
在本发明的第二示例性实施例中，高温运动反光件的连续测温装置包括：标定组件、非接触式测温组件和中央处理组件（未示出）。中央处理组件可通过与第一示例性实施例中类似的方式构成。
参考图1所示，所述标定板组件可由隔热垫片1、标定样2、贴片式热电偶3、L型支架4组成，所述贴片式热电偶3设置在标定样2上，所述标定样2被隔热垫片1包绕，所述标定样具有与所述高温运动反光件相同的规格，通过L型支架4固定在底板5上且被静止地设置在所述高温运动反光件14的邻近位置。通过贴片式热电偶3能够获得反映标定样温度的第一信号数据，相应地测温方式为接触式测温。
参考图1所示，所述非接触式测温组件包括具有能够实现非接触测温的红外测温仪8和能够将该红外测温仪在标定位和检测位之间切换的位移切换构件，其中，红外测温仪在所述标定位对准并测量所述标定样的温度，并在所述检测位对准和测量所述高温运动反光件的温度，从而在标定位和检测位相应获得反映标定样的非接触式测温数据的第二信号数据和反映高温运动反光件的非接触式测温数据的第三信号数据。所述底板5用于安装并支撑位移切换构件和红外测温仪。
其中，所述位移切换构件包括被集成设置在所述底板5上的步进电机6、丝杠滑台11、与标定位对应的标定位接近开关10和与检测位对应的检测位接近开关13，所述滑块被设置为能够安装固定红外测温仪8，所述步进电机被设置为能够驱动滑块在所述标定位接近开关10与所述检测位接近开关13之间运动，以对应实现所述标定位与所述检测位的切换。此外，例如，标定位接近开关10可以通过标定位接近开关安装支架9固定在底板上；检测位接近开关13可以通过检测位接近开关安装支架12固定在底板上。然而，本发明并不限于此。
在本发明的第三示例性实施例中，高温运动反光件的连续测温装置在第一示例性实施例的构造基础上，进一步包括被设置为能够检测所述标定样和/或所述高温运动反光件的实时光照强度，并将该实时光照强度提供至所述模型构件的光照强度检测器；并且，所述模型构件还被设置为能够根据所述实时光照强度调整所述线性函数的截距值。所述运算构件能够接收所述第二测温仪在所述第二测温状态下测得的第三信号数据，并将该第三信号数据作为新参数（或称新变量）代入所述线性函数，计算得到高温运动反光件的温度。这里，被代入的线性函数中的截距值与作为新参数的第三信号数据被测量时所对应的光照强度对应。也就是说，在额外增加光照强度检测器的情况下，中央处理组件能够根据不同的光照强度调整线性函数的截距值（即当第二信号数据为零时，第一信号数据的值）。
此外，可根据特定厂房环境条件下，确定高温运动反光件的生产线所要经历的光照强度的情况和数量，例如，对于某厂房条件光照强度主要为三种，分别为400lux、8000lux、1200lux；则相应地获得这三种条件下的线性函数，且三个截距分别与三种光照强度对应。而且，可根据测量某第三信号数据时的光照强度，选定对应的线性函数，再代入该某第三信号数据，从而获得更加准确的目标温度值，作为该高温运动反光件此刻的温度。
根据发明人长期的数据统计和分析，发现：在厂房等环境条件基本确定的情况下，随着自然光照情况（例如，季节或节气、天气情况（阴、晴、雨）、日照时段（早、中、晚））和人工光照情况变化及其对反光件表面反光情况的影响，会导致线性函数式模型出现变化，从而影响测量的准确度。因此，发明人通过设置随光照强度变化的截距，用以反馈和调整因上述自然光照情况和人工光照情况变化及其对表面反光情况的影响，从而有利于改善测定结果准确性。
在本发明的第四示例性实施例中，高温运动反光件的连续测温装置在第二示例性实施例的构造基础上，进一步将所述标定板组件设置为通过悬吊的方式，而不采用隔热垫片和L型支架，以将其静止地设置在所述高温运动反光件的邻近位置。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (7)
1.一种高温运动反光件的连续测温装置，其特征在于，所述连续测温装置包括：
标定组件，具有标定样和设置在该标定样上且能够对该标定样进行接触式测温的第一测温仪，所述标定样具有与所述高温运动反光件相同的规格，且被静止地设置在所述高温运动反光件的邻近位置；
非接触式测温组件，具有能够实现非接触测温的第二测温仪和能够将该第二测温仪在第一测温状态和第二测温状态之间切换的位移切换构件，其中，第二测温仪在所述第一测温状态下对准并测量所述标定样的温度，并在所述第二测温状态下对准和测量所述高温运动反光件的温度；所述非接触式测温组件还包括底板，所述底板被设置为能够集成安装并支撑所述位移切换构件和/或所述第二测温仪；所述位移切换构件包括至少一种被集成设置在所述底板上的驱动件、具有滑块的滑台、第一定位接近开关和第二定位接近开关，所述滑块被设置为能够安装固定第二测温仪，所述驱动件被设置为能够驱动滑块在所述第一定位接近开关与所述第二定位接近开关之间运动，以对应实现所述第一测温状态与所述第二测温状态的切换；以及
中央处理组件，具有模型构件和运算构件，所述模型构件接收所述第一测温仪测得的第一信号数据和所述第二测温仪在所述第一测温状态下测得的第二信号数据，并据此形成以第二信号数据为参数且以第一信号数据为函数值的线性函数；所述运算构件能够接收所述第二测温仪在所述第二测温状态下测得的第三信号数据，并将该第三信号数据作为新参数代入所述线性函数，计算得到高温运动反光件的温度；
所述连续测温装置还包括：被设置为能够检测所述标定样和/或所述高温运动反光件的实时光照强度，并将该实时光照强度提供至所述模型构件的光照强度检测器。
2.根据权利要求1所述的高温运动反光件的连续测温装置，其特征在于，所述模型构件还被设置为能够根据所述实时光照强度调整所述线性函数的截距值。
3.根据权利要求1所述的高温运动反光件的连续测温装置，其特征在于，所述驱动件为步进电机。
4.根据权利要求1所述的高温运动反光件的连续测温装置，其特征在于，所述滑台为丝杠滑台。
5.根据权利要求1所述高温运动反光件的连续测温装置，其特征在于，所述标定样所在的平面与高温运动反光件的运行方向平行。
6.根据权利要求1所述的高温运动反光件的连续测温装置，其特征在于，所述标定组件还包括隔热垫片，所述隔热垫片被设置为能够包绕并安装所述标定样。
7.根据权利要求1所述的高温运动反光件的连续测温装置，其特征在于，所述第一测温仪为贴片式热电偶；所述第二测温仪为红外测温仪。
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