专利名称：一种基于温度补偿的钢坯测温装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及冶金生产过程中的测温装置，尤其是涉及一种基于温度补偿的 钢坯测温装置。
背景技术：
由于层流冷却区域的环境非常恶劣，传统的红外测温方法很难排除冷却水和 雾气的干扰。层冷段温度数据的缺失，导致分段温度反馈无法进行，致使温度 分段控制停留在模型预测阶段，也妨碍了温度控制精度的进一步提高。
为了解决这一问题，现有技术中主要是利用空气吹扫器吹开遮蔽钢坯表面的 冷却水和雾气，但是在吹开冷却水的同时乂会降低钢坯表面温度，无法准确反 映出真实的温度。
专利CN 01141418.9提出了一种连铸二冷区表面温度的准确测定方法，该方 法对铸坯表面温度进行连续测量，取出其中的最大值作为铸坯表面的真实温度。
专利CN1584521A公开了一种参与性介质遮蔽高温表面的辐射测温方法，提 出通过建立辐射测温正反问题模型及辐射测温反问题迭代算法，借助介质特征 的相关辅助信息，实现了对辐射测温仪在参与性介质影响下的温度测量值进行 反演修正，得到被测表面温度。
以上两专利都有自身的局限性，CN 01141418.9的温度测量是基于铸坯表面 遮蔽物质的间断性，如果表面冷却水膜和雾气连续，就无法测得表面的真实温 度，CN1584521A的局限性是在于参与性介质厚度变化时，便无法对温度模型进 行修正，从而无法准确反应被遮盖高温表面温度的测量。
发明内容
针对层流冷却区温度难以测量的问题，本发明的目的在于提供一种基于温 度补偿的钢坯测温装置，利用水填充装置在热轧层冷区钢坯上表面形成一稳定 高度的水层，结合传感器的温度补偿修正功能，同时在水填充装置上侧利用空 气吹扫器来排除雾气的干扰，准确测量出钢坯表面的温度。
本发明采用的技术方案是
本发明的吹扫瞄准管内孔分上下两段，四周开有冷却气体入口的安装板固 定吹扫瞄准管上下段结合处，红外测温传感器安装在安装板中心并伸入到吹扫 瞄准管下段内孔，红外测温传感器线缆和冷却空气从吹扫瞄准管管顶端的端盖中心孔进入吹扫瞄准管上部，填充腔上端用连接体与扫瞄准管下段连接后并留 有冷却气体出口 ，靠近连接体一端的填充腔侧面从上至下依开有多个小孔和填 充水入口，填充腔下端面为弧线型，面对热轧钢坯，并且浸入钢坯表面冷却水 层中。
本发明具有的有益效果是
利用冷却空气冷却红外测温传感器和排除雾气的干扰，同时使用填充腔在 钢坯上表面形成稳定厚度的水层，结合红外测温传感器的温度系数修正功能， 可以准确测量出层流冷却钢坯表面温度。该方法对钢坯表面温度影响小，安全 可靠。通过获得的热扎层冷取的温度数据可以实现对现有温度模型进行参数修 正，提高模型的控制精度，乃至开发除更高精度温度模型都具有积极的意义。
本发明结构简单，测温时不影响钢坯表面温度，能非接触、准确的测量出 层冷区钢坯表面温度。
图1是基于温度补偿的测温装置现场实施效果图。 图2是水填充装置的半剖视图。
图中，l.端盖，2.红外测温传感器，3.传感器安装板，4.冷却气体入口， 5. 吹扫瞄准管，6.连接体，7.冷却气体出口， 8.小孔，9.填充水入口， IO.填充腔， ll.冷却水，12.热轧钢坯，13.弧线型结构，14.透明盖板。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，吹扫瞄准管5内孔分上下两段，四周开有冷却气体入口的安 装板3固定吹扫瞄准管5上下段结合处，红外测温传感器2安装在安装板3中 心并伸入到吹扫瞄准管5下段内孔，红外测温传感器线缆和冷却空气从吹扫瞄 准管5管顶端的端盖1中心孔进入吹扫瞄准管5上部，填充腔10上端用连接体 6与扫瞄准管5下段连接后并留有冷却气体出口 7，靠近连接体6 —端的填充腔 10侧面从上至下依开有多个小孔8和填充水入口 9，填充腔10下端面为弧线型 13，面对热轧钢坯12，并且浸入钢坯表面冷却水层11中。
如图2所示，小孔8位于填充腔10顶部内表面最上侧，填充腔10顶部为 透明盖板14，底部为弧线型结构13。
图1是基于温度补偿的测温装置现场实施示意图。由于钢坯的快速运动以 及冷却水的喷入，冷却水的表面是波动的，无法通过直接修正来完成测温。测 温时通过外界机械装置将整个测温装置放置并固定在到热轧钢坯的上方，填充腔IO下端面面对热轧钢坯12，并且浸入钢坯表面冷却水层11中。测温过程中， 一直给装置提供填充水和冷却气体，填充水从填充腔侧面入口 9进入填充腔内，
填充腔内的空气和多余水分从填充腔顶部下侧的小孔8排出，保持填充腔的内 侧上表面到钢坯表面的H高度内始终充满冷却水。红外测温传感器线缆和冷却 空气从吹扫冷却管顶端的端盖1中心孔进入吹扫瞄准管上部，再由安装板的入 口4浸入吹扫瞄准管下部，从连接处的出口7吹出。吹扫瞄准管可以辅助实现 红外测温传感器的瞄准功能，同时内部通的冷却空气。冷却空气的除了可以实 现对红外测温传感器的冷却外，还可以实现对传感器光路的清扫作用，排除光 路中的水雾和灰尘干扰，同时可以放置在传感器镜头和填充腔的外侧上表面形 成冷凝。这样钢坯表面的红外能量会透过填充体和钢坯之间的H高度水层，被 红外传感器获取，由于水层具有红外吸收能力，直接读取的温度是不能反映真 是温度的大小的，需要对传感器进行补偿，消除H厚度水层的影响。在水层厚 度H—定的前提下，可以直接使用传感器的系数修正功能，就可以直接得到钢 坯表面的真实温度。另外为了保证穿透的能量不至于损失太大，对于红外测温 传感器的选择，由于短波对水层的穿透能力强，可以选择工作波段在短波的红 外测温传感器。
图2是水填充装置的半剖视图。为了将腔体内的空气排出，保证水层高度始 终稳定在H，在填充腔上侧设置了小孔。另外为了减小水对测温装置的冲击作 用，将填充腔的下侧加工成了弧线型。填充腔的上端为透明盖板，盖板材料选 择红外短波穿透容易的材料。
权利要求
1、一种基于温度补偿的钢坯测温装置，其特征在于其特征在于吹扫瞄准管(5)内孔分上下两段，四周开有冷却气体入口的安装板(3)固定吹扫瞄准管(5)上下段结合处，红外测温传感器(2)安装在安装板(3)中心并伸入到吹扫瞄准管(5)下段内孔，红外测温传感器线缆和冷却空气从吹扫瞄准管(5)管顶端的端盖(1)中心孔进入吹扫瞄准管(5)上部，填充腔(10)上端用连接体(6)与扫瞄准管(5)下段连接后并留有冷却气体出口(7)，靠近连接体(6)一端的填充腔(10)侧面从上至下依开有多个小孔(8)和填充水入口(9)，填充腔(10)下端面为弧线型(13)，面对热轧钢坯(12)，并且浸入钢坯表面冷却水层(11)中。
全文摘要
本发明公开了一种基于温度补偿的钢坯测温装置。它由水填充腔、吹扫瞄准管、红外测温传感器和相应的辅助连接和安装零件组成。水填充腔在热轧钢坯上方通过充水形成一定高度的水层，水层高度不受周围水层厚度的影响。吹扫瞄准管主要实现红外测温传感器的瞄准功能，另外吹扫管内通冷却气体，实现对冷却水滴、雾气以及灰尘的吹扫，同时可以实现对测温传感器的冷却。透过一定水层厚度的钢坯红外辐射被红外测温传感器接收，由于透过的水层厚度稳定不变，并且选择对水层穿透能力强的短波红外传感器，可以通过修正传感器系数，实现对层冷区钢坯表面温度的测量。本发明结构简单，测温时不影响钢坯表面温度，能非接触、准确的测量出层冷区钢坯表面温度。
文档编号G01J5/00GK101592522SQ200910100210
公开日2009年12月2日 申请日期2009年6月25日 优先权日2009年6月25日
发明者新 傅, 崔逊波, 俊 邹, 阮晓东 申请人:浙江大学