在現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)線中，為提高鋼板組織性能，一般在精軋后采用快速冷卻技術(shù)(ACC)，熱軋鋼材軋后控制冷卻能改善鋼材組織，提高鋼材性能，縮短熱軋鋼材的冷卻時間，掃描式測溫儀就是安裝在ACC設(shè)備上方，能夠?qū)崿F(xiàn)即時溫度測量，識別差異的動態(tài)冷、熱點追蹤，用于監(jiān)測鋼板冷卻后溫度的均勻性及板型輪廓。同時將測量參數(shù)反饋給ACC的二級系統(tǒng)，用于控制系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)調(diào)整，得到更好的鋼板性能和板型控制。

1、掃描式測溫儀的設(shè)備組成

掃描式測溫儀主要包括三個大的部分：測溫探頭、中央處理器LPU和WCA軟件。分別用于鋼板溫度和區(qū)域的測量，將測量的數(shù)據(jù)進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換處理發(fā)送到中央處理器進行處理數(shù)據(jù)和計算，然后通過WCA軟件進行分析、顯示和存儲。設(shè)備構(gòu)成如圖1所示：

（圖1：掃描式測溫儀的設(shè)備組成）

2測溫探頭的安裝及主要參數(shù)

測溫探頭安裝在輥道上方，垂直向下掃描，其測量范圍為（300-900）℃，內(nèi)部灰度系數(shù)的可調(diào)范圍為0.2-1.0,根據(jù)測量鋼板的材質(zhì)要求及水汽環(huán)境等的影響因素，我們一般選為0.75-0.85；當探頭安裝在不易隨時維護的位置或環(huán)境中時，就需要用遠程控制來修正灰度系數(shù)，通過輸入（4-20）mA信號進行遠程控制。溫度測量的掃描速度為每秒5，10，15或者25次可選，掃描角度為60°，可以根據(jù)測量鋼板有寬度來確定安裝高度及儀表選型。防塵、防水的鑄鋁外殼即使在最惡劣的環(huán)境下也可以長期可靠的工作。如圖2所示：

（圖2：掃描式測溫儀安裝效果示意圖）

掃描式測溫儀可以測量不同寬度的鋼板，為了保證60°的掃描角度可以覆蓋，完成所需寬度內(nèi)的測量，得到有效的測量數(shù)據(jù)。測溫儀的安裝高度就會有不同的要求，如下表1所示，列出了測量不同寬度鋼板的溫度時，測溫儀探頭的安裝高度。

（表1：測量寬度與探頭安裝高度對比表）

需要注意的是，在測溫儀頭安裝時要注意探頭紅外射線的發(fā)出角度及方向，保證探頭安裝的垂直性和水平性，不能傾斜。支架的安裝還要有較堅固的基礎(chǔ)支撐，避免震動對測量造成失準的影響。

探頭的輸出信號主要有兩種：一種是溫度輸出信號，輸出4-20mA信號線性對應(yīng)（300-900）℃；二是掃描數(shù)據(jù)信號，是一個（0－5）V的方波信號，在掃描數(shù)據(jù)有效時它是一個+5V的高電平信號。如圖3所示：

1-“掃描有效”時間信號為+5V; 2-最快溫度輸出信號4-20mA;3-內(nèi)部時間信號

3中央處理單元（LPU）的工作原理

中央處理器LPU由功能電路板和內(nèi)部連接板構(gòu)成，主要有PC卡、I/O卡和電流輸出卡等。主要完成數(shù)據(jù)的處理、存儲以及上傳工作。

I/O卡進行數(shù)據(jù)的輸入/輸出，PC卡用來進行數(shù)學(xué)計算和計算程序的處理控制，與I/O卡的通訊通過ISA總線母板來完成。電流輸出卡是將I/O卡傳來的電壓信號轉(zhuǎn)換成（4-20）mA信號。

中央處理器的工作流程，如圖4所示：

4WCA軟件的應(yīng)用

WCA軟件是掃描式測溫儀系統(tǒng)的軟件控制部分，也是人機交互界面（HMI）,主要負責一些參數(shù)的設(shè)置、在LineScanner中，需要選擇的是探頭的型號，設(shè)定掃描頻率，需要探頭安裝的高度等；在process下需要設(shè)置的是一些基本單位，如溫度，長度處理器的個數(shù)等；在Equipment中需要寫入處理器的IP地址，如10.1.10.10；點擊Storage選擇Management進行數(shù)據(jù)的存儲設(shè)置等。具有提供實時熱圖像和可視化圖像的特性，通過將熱像、可視化圖像等資料整合到一個文件里，做到資料收集的時間最小化。如圖5所示：

5測量精度的影響因素

為了保證測溫儀的測量精度，需對測量環(huán)境及影響測量的因素進行識別，制定相應(yīng)的消除或改進措施，將影響量降低到最小。軋鋼現(xiàn)場對測量的影響因素主要有以下幾點：

①鋼板在高溫狀態(tài)下具有熱輻射;

②鋼板在軋制過程中會有冷卻水沖擊表面，造成水殘留表面和水汽，減弱了入射到溫度計中的輻射能，造成測量誤差；

③測溫儀灰度系數(shù)的設(shè)定和響應(yīng)時間的大??；

④廠房內(nèi)其它可見光的影響；

⑤測溫儀探頭的安裝距離和安裝角度；

⑥數(shù)據(jù)處理的方法是否正確；

⑦測溫儀波長的選擇。

6小結(jié)

掃描式測溫儀具有強大的溫度分析功能，其自身具有紅外照相，可見光圖像照相功能，并帶有分析軟件。能夠通過可見光和紅外熱圖像的對比，分析溫度差異對熱鋼表面的影響。溫度測量精確度高、圖像質(zhì)量高，是進行溫度分析的可靠工具，為提高產(chǎn)品的組織性能質(zhì)量提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

作者：岳臨萍，女，1972年2月出生，碩士研究生，電氣高級工程師，主要研究方向是冶金行業(yè)計算機、儀表控制系統(tǒng)、測量技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。