黑體空腔鋼水連續(xù)測溫維護使用說明書

1、一 公司簡介東北大學自動化儀器儀表中心與沈陽泰合冶金測控技術有限公司(前身為沈陽市泰合儀表有限公司)長期密切合作，優(yōu)勢互補，主要從事鋼鐵生產過程參數(shù)的檢測技術研究和測溫儀器儀表的開發(fā)、研制和生產。中心和公司擁有一支以博士生導師、教授、博士、碩士和高級工程師為主體的高素質、高技術、結構合理的員工隊伍。是集科、工、貿于一體的高新技術產業(yè)實體。在科研方面，自78年起，主要從事紅外輻射測溫理論和技術的研究，尤其是在黑體輻射源和黑體空腔理論研究方面居世界前沿。近年來又解決了不等溫黑體空腔的理論問題。在產品方面，公司致力于將理論創(chuàng)新成果轉化為技術產品，并不斷地把新技術、新材料溶于產品之中，使產品具有優(yōu)良的

2、質量及可靠的性能。中心和公司的主要產品有BCT 黑體空腔輻射測溫儀系列產品。這些產品主要應用在連鑄中間包鋼水連續(xù)測溫和均熱爐、加熱爐、熱風爐、焦化廠克勞斯爐等領域，尤其是BCT-型黑體空腔鋼水連續(xù)測溫系統(tǒng)，填補了國內空白，跨入了國際先進行列，多次獲得行業(yè)及部委的各種獎項，成為國內唯一一家供應連鑄中間包鋼水連續(xù)測溫系統(tǒng)的企業(yè)，經過在包鋼、寶鋼、首鋼、太鋼、南鋼、石鋼、唐鋼、湘鋼、萍鋼、八一、昆鋼等28家鋼鐵企業(yè)多年的生產應用，證明了產品的可靠性和運行的穩(wěn)定性，是替代快速熱電偶間斷測溫的新技術產品。中心和公司的研究領域還包括連鑄拉速和二冷區(qū)配水優(yōu)化控制系統(tǒng)的研究，二冷區(qū)鑄坯表面溫度測量和轉爐連續(xù)測

3、溫與定碳的研究開發(fā)。中心和公司注重創(chuàng)新、注重質量、注重信譽、注重與企業(yè)的合作。二 產品介紹（一）產品原理鋼水連續(xù)測溫系統(tǒng)是“BCT型黑體空腔輻射測溫儀”系列產品之一。該產品基于國家自然科學基金項目和發(fā)明者謝植教授的博士論文黑體輻射源理論研究的成果，經二十多年的技術開發(fā)而研制成功的新型測溫裝置。其測溫原理是用黑體測溫管插入到鋼水中感知溫度，以專門設計的測溫探頭接受測溫管底部鋼水處的溫度相對應的紅外輻射信號，并將其輸送到信號處理器，以單片機為核心的信號處理器根據(jù)在線黑體理論確定鋼水的實際溫度。（二） 產品特點1 實現(xiàn)了中間包鋼水溫度的連續(xù)測量；2 提高了測量的穩(wěn)定性和可靠性。由于測量位置固定，避免

4、了人為因素帶來的測量誤差和消耗式熱電偶的分散性誤差；3 系統(tǒng)操作簡單、方便；4 使用連續(xù)測溫系統(tǒng)成本與目前間斷式熱電偶的實際消耗成本相近。（三）應用意義1采用該產品可實現(xiàn)中間包鋼水溫度的連續(xù)和準確測量，為連鑄過程實現(xiàn)閉環(huán)實時控制鋼水的澆鑄速度、調節(jié)結晶器和二冷區(qū)的冷卻強度提供了溫度檢測保證，從而有利于提高連鑄機的產量和穩(wěn)定產品質量；2主控計算機記錄鋼水溫度連續(xù)曲線，對生產過程監(jiān)控、產品質量及生產事故分析提供溫度檢測數(shù)據(jù)；3準確連續(xù)測量中間包鋼水溫度，及時掌握鋼水溫度的變化趨勢，從而減少漏鋼和凍眼次數(shù)；4以準確連續(xù)測量中間包鋼水溫度及掌握變化規(guī)律，可從工藝上降低中間包鋼水的過熱度；5必要時可監(jiān)測

5、烘包溫度，十分有利于開澆，并延長中間包的使用壽命。6操作方便，明顯減輕工人的勞動強度。實現(xiàn)中間包鋼水溫度的連續(xù)準確測量，對增加連鑄產量、提高產品質量、降低耐材消耗、穩(wěn)定生產，具有重要意義并可取得明顯的綜合效益。三 技術指標 技術指標見表3-1測 量 范 圍鋼水測溫：14001600烘包測溫：8001400測量不確定度3(14001600) 7(8001400)響 應 時 間熱態(tài)響應時間75S 冷態(tài)響應時間4min測溫管壽命2030小時使 用 溫 度570標 準 輸 出420mA/15V (對應14001600)輸出驅動能力400（420mA）； 100K（15V）輸 出 精 度0.5 級電 源

6、AC220V±10V、50HZ功 率信號處理器 30W 大屏幕顯示器 30W四 系統(tǒng)結構及功能（一）系統(tǒng)組成鋼水連續(xù)測溫系統(tǒng)由鋼水連續(xù)測溫管、測溫探頭、信號處理器、大屏幕顯示器、標準信號發(fā)生器及小屏幕顯示器（用戶根據(jù)需要另訂）等部分組成。系統(tǒng)組成如圖41所示。1. 測溫探頭2. 托盤3. 壓鐵4. 中間包包蓋5. 鋼水測溫管6. 鋼水7. 探頭安置架8. 信號處理器9. 冷卻氣源10. 大屏幕顯示器 圖4-1 鋼水連續(xù)測溫系統(tǒng)組成示意圖（二）各部分結構及功能1 鋼水連續(xù)測溫管1） 結構鋼水連續(xù)測溫管由一端封閉一端開口的內外兩層管套裝而成，通過錐面接管與測溫探頭聯(lián)接，根據(jù)中間包鋼水深度

7、不同，測溫管長度備有多種規(guī)格。2） 功能直接插入鋼水內感知溫度，并向開口處輻射光信號。要求插入鋼水深度300mm。2 測溫探頭1）結構測溫探頭由光學系統(tǒng)、光電轉換器、信號傳輸線及冷卻風路等組成。探頭本體部與測溫管錐面接管聯(lián)接，輸出部通過4P插件（分體探頭為6P插件）與信號處理器聯(lián)接，本體部與輸出部之間由柔性冷卻風路保護的信號傳輸線連接，總長約5米。4P（6P）插件的插針代號見圖4-2，各插針間的電阻值見表4-1。圖4-2 4P（6P）插件的插針代號圖 6P插件 4P插件表4-1 各插針間電阻值4P插頭阻值表（K）AGND外殼0IsAGND2022ItAGND3070+5VAGND1001506

8、P插頭阻值表（K）6外殼016182026406036140160450102）功能光學系統(tǒng)將測溫管的光信號處理后傳遞給光電轉換器，再由光電轉換器將光信號轉換成電信號，由信號傳輸線輸送至信號處理器。冷卻風則經過輸出部快速接頭及冷卻風路對探頭本體部進行冷卻，保證本體部環(huán)境溫度不超過限定值。 3）技術指標測溫探頭技術指標見表4-2表4-2 測溫探頭技術指標項 目指 標測量范圍（）8001600不確定度（）±2工作環(huán)境溫度（）570冷卻風源要 求純凈N2氣或無水無油壓縮空氣風壓（MPa）0.4風量（m3/h）15 4）使用方法 探頭本體部與測溫管錐面聯(lián)接，輸出部與信號處理器連接即可。3 信

9、號處理器： 1）結構信號處理器由供電系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成，其外觀及接口見圖4-3，說明見表4-2。 圖4-3 信號處理器外觀及接口序號名 稱說 明1綠色發(fā)光二極管儀表上電后，該燈閃爍，表示儀表正在運行中2黃色發(fā)光二極管在儀表運行中，如該燈發(fā)亮，表示儀表參數(shù)發(fā)生變化，可能造成測溫不準。3紅色發(fā)光二極管如該燈發(fā)亮，表示沒插探頭或探頭損壞。4數(shù)碼管顯示屏顯示鋼水溫度。5保 險 絲1A電源保險絲管。6接 線 端 子D/A輸出，RS485，探頭環(huán)境溫度顯示控制。7報警開關（紅色）用來打開或關閉報警信號。8電源開關（綠色）儀表電源開關，該開關長亮不滅。9報 警 輸 出 線當鋼水

10、表報警時，該線輸出AC220V的報警信號。10電 源 線儀表電源輸入線，輸入AC220V，2A電源。11通 訊 插 座該插頭的輸出線與大屏幕相連。12標準輸出插座該插頭可輸出420mA或15V標準信號。13探頭環(huán)境溫度開關當該開關撥至右側時，顯示屏顯示探頭環(huán)境溫度（單位為0.1）。14信號輸入插座將探頭插入該插座（該插座有4P，6P兩種）。表4-2 信號處理器外觀及接口說明2）功能信號處理器接收由探頭輸入的電信號，由單片機根據(jù)在線黑體理論計算出被測鋼水溫度并顯示在顯示屏上。并可輸出420mA或15V標準信號進入主控室微機，便于對連鑄工藝進行實時監(jiān)控。還可將溫度信號通過485總線送至大屏幕顯示器

11、進行溫度顯示。 3）技術指標表4-3 信號處理器技術指標 信號處理器技術指標見表4-3項 目指 標測量范圍（）7501650顯示分辨率（）1測量不確定度（）校準一年內1標 準 輸 出420mA或15V（對應14001600）精 度 等 級0.5工作環(huán)境溫度（）570電 源AC 220V，50Hz功 率（w）30 4）使用方法 信號處理器就位后，將探頭輸出部從其下方的孔穿入，插入信號處理器輸入插座，用夾具夾緊，連接好通風膠管即可測溫。如需觀察探頭環(huán)境溫度，將環(huán)境溫度開關13撥至右側，此時顯示屏即顯示探頭環(huán)境溫度值（單位為0.1）。若探頭環(huán)境溫度72，顯示屏將交替顯示鋼水溫度和探頭環(huán)境溫度，并且報

12、警線輸出AC 220V電源以驅動聲光報警裝置。4 大屏幕顯示器 1）結構 大屏幕顯示器由供電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)等組成，其外觀及接口見圖4-4，說明見表4-3。 圖4-4 大屏幕顯示器外觀及接口表4-3 大屏幕顯示器外觀及接口說明序號名 稱說 明1綠 燈每閃一次，表示程序運行一個周期，即與每個連接設備通訊一次。2黃 燈在一個程序運行周期內，黃燈每閃一次表示和一個信號處理器通訊成功一次。3紅 燈若紅燈亮，表示信號處理器與大屏幕通訊沒有成功，即故障狀態(tài)。4開 關大屏幕電源開關。5電源插座大屏幕顯示器電源輸入端。6保險絲蓋內部有1A保險絲管。7通 道 1連接鋼水信號處理器。8通 道 2連接鋼水信

13、號處理器。9擴展通道連接擴展設備,如小屏幕,從機大屏幕等。10數(shù)碼顯示屏顯示溫度數(shù)值2）功能 大屏幕顯示器通過RS 485總線與信號處理器實行串行通訊，接收并顯示鋼水溫度值。 3）技術指標 大屏幕顯示器技術指標見表4-4表4-4 大屏幕顯示器技術指標項 目指 標顯示范圍（）01999工作溫度（）570電 源AC 220V，50Hz功 率（w）30 4）使用方法 大屏幕顯示器就位后，將通道1、通道2分別用屏蔽線接到兩臺信號處理器上，并分別將兩臺信號處理器的KG2開關的第1位置于不同的位置上，通電后即可工作（顯示兩表中溫度較高的值）。如有擴展設備，將擴展通道的引線接到擴展設備上即可。（擴展設備包括

14、小屏幕，從機大屏幕等）。大屏幕出現(xiàn)交替閃爍，說明探頭環(huán)境溫度過高，需加大通風量。5 標準信號發(fā)生器 1）結構 由輸入輸出系統(tǒng)、分壓系統(tǒng)、檔位開關等組成。其外觀及接口見圖4-5，說明見表4-4。表4-4 標準信號發(fā)生器外觀及接口說明圖4-5 標準信號發(fā)生器外觀及接口序號名 稱說 明1插 件有4P和6P兩種2檔位開關共有7個檔位3接 線 柱用來檢測信號發(fā)生器發(fā)出的信號是否準確2）功能 向信號處理器提供7擋位標準電壓信號，以校準信號處理器。3）技術指標 標準電壓信號轉換成溫度值1。4）使用方法 將信號發(fā)生器輸出插頭（4P或6P）插入信號處理器輸入插座內，上電后，旋轉檔位開關2，7檔位顯示值與標簽上標

15、準值對照即可。如需校驗發(fā)出的電信號，可用相應等級的數(shù)字萬用表測量兩接線柱的電壓值，與標簽對照。6 小屏幕顯示器（不成套供應，按需要供貨） 1）外觀及接口見圖4-6 ，小屏幕顯示器外觀及接口說明見表4-5。圖4-6 外觀及接口表4-5 小屏幕顯示器外觀及接口說明表4-5 外觀及接口說明序號名 稱說 明1電源開關小屏幕電源開關。2電源插座小屏幕電源輸入。3保險絲蓋內部有1A保險絲管。4綠 燈小屏幕工作時，該燈亮。5黃 燈每次接收一次正確信號就閃一次。6紅 燈如果沒有通訊信號則該燈亮。7通訊接頭連接到大屏幕。8數(shù)碼顯示屏顯示溫度數(shù)值2）功能及技術指標同大屏幕顯示器。五 系統(tǒng)安裝、連接（一） 測溫管測

16、溫管利用托盤、壓鐵放在中包蓋上，插入中間包的鋼水中，或另行訂購專門設計的測溫管專用升降裝置（俗稱機械手），通常要求在中包蓋上開孔，開孔要求如下（如圖51）：² 孔徑180200mm，距大包澆注口盡量遠；² 測溫孔中心與中包內墻壁（根部）150mm；² 測溫孔邊沿距塞棒孔及烘包孔邊沿150mm；² 測溫孔上方600mm高度內無設備通過（若大包轉包時通過測溫孔，則要求大包臂底部距中包蓋頂部距離600mm）。 圖5-1 測溫管安裝示意圖信號電纜技術要求1. 要求測溫管插入鋼水深度300mm；2. 中包蓋測溫孔直徑在180mm200mm之間；3. 信號處理器與測

17、溫探頭插頭間的信號線長度為4800mm，因此測溫探頭與信號處理器之間距離應小于4000mm。（二） 測溫探頭測溫探頭為柔性結構，無需固定安裝位置，因其需連接測溫管及信號處理器，而探頭信號傳輸線長度約為4800mm，要求測溫管與信號處理器的直線距離4000mm。探頭在出廠前已經過嚴格調試，內部參數(shù)匹配，現(xiàn)場無須調試，除防塵鏡片外，其他部分切不可隨意拆開，一旦拆開須返回廠家重新分度和調試。（三） 信號處理器1 信號處理器外形尺寸（見圖52）2 信號處理器安裝兩臺信號處理器分別安裝在兩臺中包車上安全、可靠的位置，距測溫孔距離4米，可隨中包車移動。分別與每臺信號處理器連接的有： ² 電源AC

18、 220V、50Hz、30W，要求電纜線為250V、1.5mm2×2； ² 輸出至計算機標準信號，要求屏蔽電纜線為1.0mm2×2；² 輸出至大屏幕串行脈沖信號，要求屏蔽電纜線為1.0mm2×2；² 冷卻風源要求壓力0.4MPa，流量15m3/h，純凈N2或無油無水壓縮空氣；通風管內= 8mm。圖5-2 信號處理器外形尺寸圖 技術要求 1. 信號處理器應安裝在中包車靠測溫孔一側安全部位；2. 電源線：耐壓250V，1.5mm2*2，50Hz；3. 信號處理器與用戶計算機信號線：1.0mm2*2屏蔽線。4. 冷卻風源：氮氣或無水無油壓縮

19、空氣；壓力0.4Mpa；流量1216m3/h。3 信號處理器調試標準信號出廠預設置為420mA電流輸出。若需要15V輸出，可按以下方法設置并進行簡單調整即可：² 420mA輸出，設置KG3=0001² 15V輸出，設置KG3=0011輸出調整步驟：1）置KG1=01000000，顯示400，調BW2使輸出信號為4mA或1V ；2）置KG1=01001111，顯示2000，調BW3使輸出信號為20mA或5V；3）反復 、，使、同時滿足；4）輸出調整結束后，將KG1置00000000。注：0001等對應撥碼開關順序為4321，見主板示意圖5-3。（四）大屏幕顯示器1 大屏幕顯示

20、器安裝安裝固定在各崗位都便于觀察的醒目位置，與其連接的有：² 電源50Hz、220V、30W ，要求電纜線為250V、1.5mm2×2；² 兩臺信號處理器的信號輸入線。 2 大屏幕顯示器外形尺寸 外形尺寸見圖5-4。圖5-3 主板示意圖（橫線以下是前置放大部分）圖5-4 大屏幕顯示器外形尺寸圖700技 術 要 求1. 大屏幕顯示器應安裝在現(xiàn)場醒目的位置；2. 電源：AC220±10V，50Hz；電源線耐壓250V，1.5mm2*2；3. 大屏幕與信號處理器間信號線1.0 mm2*2屏蔽電纜。290140110800760（五）系統(tǒng)接口連接 系統(tǒng)接口連接見

21、圖5-5。圖5-5 系統(tǒng)接口連接示意圖六 操作使用（一） 準備 1 檢查² 信號處理器、大屏幕顯示器安裝就位，固定牢固；² 電源、冷卻風源已接入系統(tǒng)；² 所有接口的信號線、通訊線已妥善連接（注：兩臺信號處理器的KG 2開關的第一檔置于不同位置）。 2 探頭與信號處理器聯(lián)接 將探頭輸出部從信號處理器下方的孔穿過，插入信號處理器輸入插座，用夾具夾緊，用膠管連接好通風管路，探頭本體部及通風管盤繞在探頭安置架上，待用。 3 通電 打開信號處理器及大屏幕顯示器的電源開關，顯示值應為0。（二） 操作1 將托盤放在測溫管安放架上。2 除去測溫管外包裝，裝入托盤中，壓好壓鐵，蓋上

22、防塵帽。3 開澆前3090min，用天車將托盤連同測溫管吊起，放入中包測溫孔中，大火烘烤（如果測溫管不能在中包內烘烤，則將測溫管放在測溫管安放架上，在開澆前3090min用煤氣火烘烤，中包注入鋼水前，用天車將托盤連同預熱好的測溫管吊起，放入中包測溫孔中）。4 開澆5分鐘左右，取下測溫管防塵帽，擰下測溫探頭防塵帽，將測溫探頭插在測溫管上，打開冷卻風源。5 檢查測溫探頭環(huán)境溫度，通過調整冷卻氣體壓力的方式，將環(huán)境溫度控制在25.560之間，最高不超過70。6 一個澆次結束后，關閉冷卻氣源，拔下測溫探頭，蓋上測溫管防塵帽。7 測溫探頭擰上防塵蓋，盤在測溫探頭安置架上。用天車吊出測溫管，放在測溫管安放

23、架上（連澆時可將吊出的測溫管直接放入另一個中包的測溫孔中）。（三） 注意事項注意事項見表6-1。表61操作中注意事項項 目注 意 事 項測溫管的插拔操作測溫管在中包中插拔時，操作者一定要用夾具保護，不得使測溫管與包蓋發(fā)生碰撞；鋼水液面保證高度正常澆鑄時，保證測溫管插入鋼水深度超過300mm；測溫管上結渣測溫管在使用中，有時在渣線處結渣，出現(xiàn)這種情況時，應每隔一定時間在測溫管周圍扔稻殼或化渣劑。避免天車吊測溫管時，由于結渣而將測溫管拽斷；測溫管的壽命測溫管從中包內拔出，發(fā)現(xiàn)斷管、漏洞或渣線處管徑小于45mm時，應停止使用。測溫管的運輸測溫管在使用前的運輸過程中，一定要采取保護措施，以防在運輸中損

24、壞，影響測溫管使用壽命；測溫管防潮及防塵測溫管應防潮濕，否則會大大降低測溫管的壽命。停澆不測溫時，應扣上防塵帽，以防雜物掉進測溫孔內；冷卻風源的通斷測溫探頭插入測溫管后通風，測溫探頭從測溫管上撥下之前停風，否則會污染防塵鏡片；測溫探頭的安裝測溫管與測溫探頭間依靠錐度配合聯(lián)接的，插上測溫探頭時，不可用力向下按，否則測溫探頭從測溫管上拔下時會有困難；防塵蓋的作用測溫探頭不工作時，一定要擰上防塵蓋，否則現(xiàn)場的灰塵將直接污染防塵鏡片；防塵鏡片的檢查與擦拭測溫探頭使用一次段時間，應對防塵玻璃進行檢查，若不清潔應及時更換或擦拭（被灰塵污染的防塵鏡片經擦拭后可繼續(xù)使用）；測溫探頭環(huán)境溫度高測溫探頭光電轉換器

25、環(huán)境溫度超過70時，信號處理器和大屏幕顯示器進行鋼水溫度和測溫探頭環(huán)境溫度交替顯示或聲光報警，應立即加大冷卻風量并采取 隔熱措施，當測溫探頭環(huán)境溫度超過80時，輸入至計算機的信號也有報警顯示；項 目注 意 事 項插撥測溫探頭安裝及取下測溫探頭時，手一定要拿住頭部，不可只拿通風管部分，防止測溫探頭懸空碰壞。要輕拿輕放，防止嚴重撞擊及掉在地上；保證風源質量測溫探頭所使用的冷卻風源必須是無油無水，否則測溫探頭光路系統(tǒng)會受污染而無法正常工作；測溫探頭的聯(lián)接測溫探頭與信號處理器聯(lián)接時注意方向，4P（分體探頭為6P）矩形插件，定位螺釘方向朝外，聯(lián)接時應將插頭與插座置于同一軸線上對齊插上，用定位卡使其可靠聯(lián)

26、接，后用壓板將其固定；測量烘包溫度使用鋼水連續(xù)測溫系統(tǒng)可以測量烘包溫度。估計烘包溫度超過1000以上時，將測溫管放入測溫孔內，插好測溫探頭，開通冷卻風源，（并保證測溫探頭聯(lián)接軟管不直接在火焰區(qū)內或嚴加保護），這時儀表即可顯示烘包溫度。若同一臺鑄機的另一臺中包車正在澆鑄，則大屏幕顯示值為鋼水測溫值，若另一臺中包車未工作，則大屏幕顯示值為烘包溫度值；七 維護、檢查（一） 日常維護主要為防塵鏡片的清潔 1 探頭防塵鏡片結構 探頭防塵鏡片結構示意見圖7-1。2 維護程序 1）外鏡片及中鏡片外測清潔程序按圖7-2；2）如果因非正常因素，使內防塵鏡片污染（對外、中防塵鏡片清潔后，測溫顯示值仍低），其清潔程序則按圖7-3。圖7-2 圖7-3擰下測溫探頭防塵帽1及靜壓管2擰下測溫探頭防塵帽1擰下靜壓管2