[实用新型]铸坯表面扫描测温系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及板坯连铸机在浇注过程中的监测矫直区温度的问题，测量铸坯侧面、内弧表面和铸坯角部温度。 

背景技术

目前板坯的角部横裂纹非常普遍，横裂纹的产生与矫直过程中的角部温度过低有直接关系。铸坯窄面的鼓肚存在和三角区裂纹的存在与铸坯窄面和内弧宽面的温度不均匀性有很大关系，通过测量两者的温度，合理调节二冷工艺，有利于两者温度的均匀性。 

目前国内有多家厂商做连续测温，基本方案是测温仪或热像仪固定测量两种方案，测温大都是在矫直区安装固定点的测温仪，或者热像仪。固定点的测温仪无法反映铸坯整个内弧面的温度信息，只能提供单点的温度值；热像仪由于测量面积大，能够提供整个内弧面的温度信息，但是由于内弧水蒸气很大，因为去除水蒸气对测量值的影响比较困难，所得的测温值不能反映真实铸坯的温度信息，由于存在视角问题，采用热像仪无法测量铸坯窄面温度。 

东北大学提出了扫描式的“连铸坯表面温度测量方法及装置”专利号公开号为CN 101506634，该方法采用热像仪与红外测温仪相结合的方法进行扫描式表面测温，红外测温仪安装在扫描机构上做扫描测温，热像仪固定安装做固定测温。该装置的热像仪安装在热像仪的冷却保护套内。首先，冷却保护套内通入冷却气体保护热像仪，这样的方法仅仅保护了热像仪的安全性，但是对于存在于热像仪与铸坯表面之间的大量水蒸气无法去除，因此，该热像仪测量得到的数据缺乏准确性；其次该专利将红外测温仪安装在扫描机构上，红外测温仪测量红外仪测量范围内或相邻区域某些点的值，这些值与热像仪的温度值进行比对，修正热像仪的测量值，这种方法仅仅能够保证能够修正的点的温度值准确，并不能保证没有修正点的值的准确性。再次，该专利由于热像仪的局限性，仅仅能够对铸坯表面一定范围内进行温度测量，无法反映整个连铸坯表面的温度情况，特别是对角部温度和连铸坯侧面的温度无法准确反映。 

针对上述问题，本方案去除热像仪，直接采用红外测温仪扫描测量铸坯表面的温度，由于红外测温仪每次测量得到的是单点的温度，因此，我们采用的方案是提高测温仪的测量速度，红外测温仪运动，同时测温仪高速温度同步数据传输，保证了扫描测温仪在铸坯宽度的分辨率能够达到0.5mm，这个精度足以满足铸坯测量精度，其次，在后续的数据处理中，依靠这些测量值，构建整个铸坯表面的温度场分布。采用这样的方案不仅仅避免了红外测温仪只能测量单点的温度值的缺陷，又能够消除热像仪测量精度不准确的缺点。 

同时，为了准确反映角部的温度信息，采用改进结构的吹气套管装置，该装置在沿铸坯宽度方向运动时，能够同时测量铸坯内弧表面和窄面的温度，这样可以得到准确的角部温度信息。本方案是目前实现铸坯窄面的温度测量的唯一方案，在现行的测温方案中，都不能够同时测量铸坯窄面和内弧表面的温度信息。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种铸坯表面扫描测温系统，具有不受雾气对测量影响，能够同时准确测量铸坯整个宽面、角部、窄面的温度分布，温度测量准确，结构简单的优点。 

本实用新型的技术方案是：一种铸坯表面扫描测温系统，包括四部分：机械运动固定装置、电气运动控制部分、测温装置、后处理软件，其特征在于： 

机械运动固定装置主要负责固定移动测温探头，保证测温探头按照设计运动轨迹运动，将测温探头固定在一个吹气套管中，该吹起套管固定在能够移动的运动小车上，吹气套管与铸坯内弧表面存在一个角度，该小车在整个机械装置的轨道往复运动，实现整个铸坯宽面、角部、窄面测温；移动小车依靠链条、链轮或丝杠和固定在机械支架上的步进电机或普通电机+编码器，实现直线运动；

测温装置负责测量铸坯的温度信号，测温装置采用雷泰生产的双色光纤测温仪，该测温仪的测温镜头置入吹气套管中，吹气套管中吹压缩气体，既保证镜头与铸坯表面无水蒸气，又冷却镜头；镜头得到的铸坯表面温度光信号通过光纤进入到光电转换器中，将光信号转为电信号，通过信号电缆传入到PLC中；

电气运动控制部分控制电机的运动状况；电气运动控制系统包括：步进电机、电机驱动器、行程开关、运动控制器；

放置在PLC中的后处理软件系统功能是对测温信号进行后处理；位置信号通过计算得到，计算原理为：根据设定的速度、位置传感器的位置、以及位置传感器的信号信息计算出测温探头的位置，将位置信息与温度信号一一对应，根据测温得到数据在界面进行显示。

有益效果：该系统特点是能够准确测量铸坯整个宽面、角部、窄面的温度分布。