2022年10月26日

鋼渣測溫和熱成像如何選擇紅外熱像儀型號

問題的提出:

博士說：
針對鋼渣測溫和熱成像的不同要求，如何準確選擇紅外熱像儀型號呢？
德國DIAS紅外公司專家Christian Schiewe博士說：

“為了準確測定鋼材溶液的溫度，必須充分了解清楚其表面的發射率。該發射率強烈依賴于波長，而長波范圍的發射率(LWIR 8~14μm)低于短波范圍的發射率(NIR 0.8~1 .8μm).。因此，短波紅外(測溫及熱成像)儀器特別適用于鋼材溫度測量。

鋼材溶液表面不同的輻射特性通常是測溫的一個很大障礙，但也可能是一個優勢--例如在爐渣檢測中！”

鋼材熔液表面不同的輻射特性，這是什么意思呢？

從電爐、轉爐、轉運到鋼包中的鋼材熔液，不僅包含了鋼水熔液，還包含了鋼渣。換言之，鋼水熔液和鋼渣的輻射特性是大大不同的。

到過現場看過鋼材熔液溢出、傾倒時，就可以很明顯地看到，鋼材溶液中包含了鋼渣，甚至在有些情況下，鋼渣會接近蓋滿出鋼口，此時需要啟動(自動)扒渣機清理鋼渣，以方便出鋼。

通常，鋼水的發射率比較低，而鋼渣的發射率比較高；也就是說，雖然實際鋼渣溫度較低，但在熱圖像上，鋼渣熱圖像會顯得比鋼水的熱圖像較熱，因為其發射率更高。

解決方案(根據鋼渣檢測的目的，確定不同的紅外熱像儀型號)：

PYROVIEW系列紅外熱像儀可以檢測熱圖像中的鋼水及鋼渣含量。

熱成像儀系統的優點是，無需在轉爐設備上或內部安裝紅外探測裝置。要識別熱圖像上鋼水中的鋼渣的流動，需要使用紅外熱像儀來檢測不同的鋼渣發射率及鋼水發射率下的溫度。鋼水的發射率比較低，而鋼渣的發射率則比較高；但在熱圖像上，雖然鋼渣實際較冷，但鋼渣會顯得比鋼水較熱。

根據不同目的，準確選擇紅外熱像儀的型號：

如果只是測量鋼渣含量(slag content)，那么選擇長波紅外熱像儀PYROVIEW 640L protection (-20~1200°C)就可以了，但長波紅外熱像儀測量的溫度，誤差是很大的，請參見：長波紅外測溫儀或紅外熱像儀到底可以測量到多高的溫度？
如果想準確測量鋼水溫度，那么需要選擇短波紅外熱像儀PYROVIEW 512N protection或PYROVIEW 768N protection (600~1800°C)；短波紅外測溫精度一般比較高，也請參見：長波紅外測溫儀或紅外熱像儀到底可以測量到多高的溫度？
如果既想測量鋼渣含量、又想準確測量鋼水溫度，那么需要選擇透過鋼水前部火焰的中波紅外熱像儀PYROVIEW 640F protection (400~1600°C)；出鋼口一般來說都是火焰很大或火焰繚繞，只有透過火焰測溫，才能準確測量溫度。同樣，要想穿透火焰測量到鋼渣，也需要完全穿透火焰。這也就是透過火焰測溫的3.9微米中波紅外的使命和歸屬，3.9中波紅外能做到這一點，是不是讓你覺得有史詩般的感覺？具體請參見：火焰繚繞時，如何選擇準確的紅外測溫儀和紅外熱像儀?

紅外熱像儀的熱保護：

PYROVIEW系列紅外熱像儀，放置在一個合適的保護箱內，保護箱帶水冷和氣體吹掃，以防止因灰塵和環境熱空氣導致的問題。

紅外熱像儀軟件：

采用德國DIAS紅外公司的自動化版軟件PYROSOFT Automation，可以實時( 50Hz)分析來自紅外熱像儀的數據。該軟件可以在連接到PLC或IBA數據采集系統中，也可以方便處理報警狀態或與轉爐傾斜角度及其它鋼廠信號鏈接。

PYROSOFT Automation軟件具備的一些功能，已經足夠確定隨鋼水流動而流動的鋼渣含量。紅外熱像儀定位好、電動調焦好之后，首先確定好要評估的熱圖像區域，這個熱圖像區域就是所謂的ROI(Region Of Interest，感興趣的區域)。

另外：這個軟件可以設置高達1000個不同的ROI點 – 下述示例中僅僅采用了1個ROI。

測量鋼渣時，如何設置軟件：

至于如何設置溫度及溫度報警，這是紅外熱像儀的基本任務，詳細請參考PYROSOFT軟件操作手冊。

我們這里只討論在測量鋼渣時，要如何設置PYROSOFT Automation這個軟件，才能對鋼渣觀測仔細。

步驟1：定義ROI：
步驟2：改變ROI性能(Properties:ROI)
改變ROI性能(Properties:ROI)，隱藏背景(低溫限制在1100°C)、激活直方圖(Histogram)評估
步驟3：定義VOI，即定義計算的值，也即 VOI (“Value of Interest”，感興趣的值)
計算高于實際鋼水溫度的像素的相對比例。
步驟4：設置鋼渣報警值
報警可以顯示在軟件中作為提示信息，或者/和送至PLC或/和觸發一個報警數據存儲。這里所有鋼渣太多的所有熱圖像都會自動記錄下來。為了使煉鋼爐能夠在出鋼過程中清楚地看到爐渣流出，在端部設置了一個合適的色標。