一种炼钢连铸二冷室中钢坯温度单色测量系统和方法与流程

[0001]
本发明涉及温度测量设备领域，尤其涉及炼钢连铸二冷室中钢坯温度单色测量系统和方法。


背景技术：

[0002]
在炼钢连铸过程中，二次冷却直接决定铸坯的凝固状态，与之相关的铸坯缺陷有内部裂纹、表面裂纹、铸坯鼓肚和铸坯菱变等。铸坯表面温度是炼钢连铸过程中的一个重要参数，是优化拉坯速度、确定二冷冷却强度、判断液相穴深度的重要依据。在不满足稳定生产情况下为满足工艺要求，现有的二冷区自动控制方法常用动态控制，即采用测温设备测量钢坯温度来调整二冷强度。但对于钢坯表面温度的测量却并不容易，热电偶接触式测温测量精度高，但需要充分热交换导致时间延迟和操作误差，并不能有效实现动态控制。使用常规的红外非接触式测温仪测量，虽然可以避免与钢坯直接接触，提高响应速度。但由于二冷区周围环境差，钢坯附近充满水雾蒸汽，使红外测温仪采集到的数据极不准确。目前常以风帘方式消除红外传感器到铸坯之间辐射通道的水汽影响，但只能把水雾、气对红外光路系统的影响限制在一定范围，不能根本解决水汽对测温数据的影响。


技术实现要素：

[0003]
本发明为解决现有的二冷区铸坯温度测量时，以水雾为主的介质会导致测量结果不准确的问题，所采用的技术方案是：一种炼钢连铸二冷室中钢坯温度单色测量系统，包括：测温装置、信号衰减测量装置和主机，所述测温装置、所述信号衰减测量装置均与所述主机连接，所述测温装置用于实时测量温度，所述信号衰减测量装置用于测量测温信号衰减程度，所述主机用于显示被测物体表面的真实温度；
[0004]
所述测温装置包括：光学耦合设备和测温组件，所述光学耦合设备一端置于高温环境中，另一端通过光纤连接所述测温组件；
[0005]
所述信号衰减测量装置包括：相互连接的激光探测组件和探测电路，所述激光探测组件的激光束通过所述光学耦合设备所处的高温环境，所述探测电路与所述主机相连接；
[0006]
所述主机内预存有不同波长的激光在无杂质环境下的强度值。
[0007]
进一步改进为，所述测温组件包括：光电探测器和测量电路，所述光学耦合设备通过光纤连接所述光电探测器，所述测量电路连接所述光电探测器，且所述测量电路连接所述主机。
[0008]
进一步改进为，所述激光探测组件包括激光器和探测器，所述探测器接收所述激光器发出的激光并与所述探测电路相连接，所述激光器与所述主机相连接。
[0009]
进一步改进为，所述探测电路包括光电管电路、可编程放大器、电流转电压电路和ad转换电路。
[0010]
进一步改进为，所述光学耦合设备外设有水冷设备。
[0011]
另一方面，本发明还提供了一种炼钢连铸二冷室中钢坯温度单色测量方法，包括如下步骤：
[0012]
主机内预存储有不同波长的激光在无杂质环境下发射后，接收到的强度；
[0013]
所述测温装置置于高温环境中对高温物体表面温度进行测量；
[0014]
所述信号衰减测量装置采用与所述测温装置同波长的激光，使该激光束通过所述测温装置所测物体所处环境后并接收；
[0015]
所述主机将所述信号衰减测量装置接收的激光强度与主机内预存储的与所述信号衰减测量装置同波长的激光强度进行比较，得到激光在通过所述测温装置所测物体所处环境后的衰减率；
[0016]
所述主机基于所述衰减率对所述测温装置中的光电探测器测得的光通量强度进行补偿后显示被测物体表面的实际温度。
[0017]
本发明的有益效果是：
[0018]
本发明提供的炼钢连铸二冷室中钢坯温度单色测量系统和方法，通过测量水雾对测温信号衰减的影响程度，进而对测温结果进行修正，从而得到准确的钢坯表面温度。
附图说明
[0019]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0020]
图1是本发明的炼钢连铸二冷室中钢坯温度单色测量系统结构示意图。
具体实施方式
[0021]
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0022]
在发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，因此不能理解为对发明的限制。
[0023]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0024]
在发明中，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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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发明中的具体含义。
[0025]
如图1所示，本发明提供了一种炼钢连铸二冷室中钢坯温度单色测量系统，包括：测温装置100、信号衰减测量装置200和主机300，所述测温装置100、所述信号衰减测量装置200均与所述主机300连接，其中主机300用于各种信号的汇总、分析与处理，同时具有控制
各个装置工作状态及显示的功能，所述测温装置100用于实时测量高温物体表面温度，所述信号衰减测量装置200用于测量测温装置的测温信号因环境因素造成的衰减程度，所述主机300用于显示被测物体400表面的真实温度；
[0026]
所述测温装置100包括：光学耦合设备110和测温组件130，所述光学耦合设备110一端置于高温环境中，另一端通过光纤120连接所述测温组件130，所述光学耦合设备110将被测物体表面辐射的光通量耦合到光纤中，测温组件130将光纤120传输过来的光信号转换为电信号并发送给主机300；
[0027]
所述信号衰减测量装置200包括：相互连接的激光探测组件和探测电路210，所述激光探测组件的激光束通过所述光学耦合设备110所处的高温环境，从而得到激光经过高温物体所处环境后的强度值，所述探测电路210与所述主机300相连接，将测得的激光强度值发送给主机300；
[0028]
所述主机300内预存有不同波长的激光在无杂质环境下的强度值，同时，所述主机300用于控制测温装置100和信号衰减测量装置200的工作状态。
[0029]
本发明提供的炼钢连铸二冷室中钢坯温度单色测量系统和方法，通过测量水雾对测温信号衰减的影响程度，进而对测温结果进行修正，从而得到准确的钢坯表面温度。
[0030]
进一步改进为，所述测温组件130包括：光电探测器131和测量电路132，所述光学耦合设备110通过光纤120连接所述光电探测器131，所述测量电路132连接所述光电探测器131，且所述测量电路132连接所述主机300。光电探测器131将光纤120传输过来的光信号转换为电信号，测量电路132对该电信号进行相应处理后发送给主机300。
[0031]
进一步改进为，所述激光探测组件包括激光器220和探测器230，所述探测器230接收所述激光器220发出的激光并与所述探测电路210相连接，所述激光器220与所述主机300相连接，所述探测器230用于探测接收到的激光信号及强度。
[0032]
进一步改进为，所述探测电路210包括光电管电路、可编程放大器、电流转电压电路和ad转换电路。
[0033]
进一步改进为，所述光学耦合设备110外设有水冷设备，通过该水冷设备对光学耦合设备110进行降温，以延长其使用寿命。
[0034]
另一方面，本发明还提供了一种炼钢连铸二冷室中钢坯温度单色测量方法，包括如下步骤：
[0035]
主机内预存储有不同波长的激光在无杂质环境下发射后，接收到的强度；
[0036]
所述测温装置置于高温环境中对高温物体表面温度进行测量；
[0037]
所述信号衰减测量装置采用与所述测温装置同波长的激光，使该激光束通过所述测温装置所测物体所处环境后并接收；
[0038]
所述主机将所述信号衰减测量装置接收的激光强度与主机内预存储的与所述信号衰减测量装置同波长的激光强度进行比较，得到激光在通过所述测温装置所测物体所处环境后的衰减率；
[0039]
所述主机基于所述衰减率对所述测温装置中的光电探测器测得的光通量强度进行补偿后显示被测物体表面的实际温度。
[0040]
本方法利用水雾粒子对光谱的衰减特性，使用水雾蒸汽等参与性介质测量设备与非接触式钢坯表面辐射通量测量装置，对测得的辐射通量数据进行修正拟合，得到二冷室
中钢坯表面较为准确的温度。
[0041]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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