Измерение и документирование температуры жидких металлов
Температура является одним из наиболее важных физических факторов, оказывающих влияние на процент брака, качество, прочность и способность к переработке при производстве изделий из жидкого металла. Если расплав слишком горячий, песчаные стержни могут разрушиться. При понижении температуры металл становится вязким (тягучим). Особенно у сложных и тонкостенных литых заготовок не всегда обеспечивается равномерное распределение металла в изложнице. Если не все пространства будут заполнены, образуются усадочные раковины. Поэтому при разливке в изложницы тщательный контроль температуры струи жидкого металла и её поддержание имеют решающее значение. Обычный погружной измерительный зонд можно применять только для измерений в печи или в разливочном ковше, но не во время самого процесса литья. Контроль температуры отдельных заготовок таким способом не возможен. Другим недостатком погружного метода измерения, выполняемых с помощью погружных зондов, является то, что точность измерений зависит от оператора, т.е. от позиции измерений в печи и глубины погружения.
Система CellaCast – это оптическая система для бесконтактного измерения температуры. Износостойкая, не требующая техобслуживания измерительная система предназначена для контроля температуры на плавильных и доменных печах, вагранках, термостатах, а также в разливочных автоматах. Особенность оптической системы измерения температуры жидкого металла заключается в том, что она обеспечивает точность измерений поверхностей металлов, на которых очень быстро образуются окислы и шлаки, используя излучение, исходящее только от поверхности жидкого металла. С этой целью приборы CellaCast оснащены специальной функцией CSD (Система контроля чистоты поверхности), которая фильтрует температуру покрытых окислами и шлаками поверхностей металлов. Двухспектральный метод измерения обеспечивает точность результатов измерений даже в экстремальных промышленных условиях, несмотря на наличие в воздухе испарений и пыли. В отличие от погружных пирометров благодаря бесконтактному способу измерений текущих расходов на постоянное приобретение зондовых датчиков не возникает. При использовании оптической системы измерений для автоматических и полуавтоматических разливочных автоматов пирометр наводится на падающую струю жидкого металла, регистрируя температуру расплава каждой заготовки непосредственно перед заполнением в изложницы. При этом позиция струи жидкого металла может меняться в зависимости от отверстия и угла наклона ковша. Особенностью прибора CellaCast PA 83 является прямоугольная форма поля измерения. В течение времени нахождения струи жидкого металла в поле измерения пирометра обеспечивается точный расчёт температурного значения. Приборы CellaCast имеют интеллектуальную функцию AРT (Автоматическая Регистрация Температуры). Расчёт измерений начинается автоматически одновременно с процессом литья. Помехи, возникающие при выполнении измерений по причине образования пламени или капающей струи жидкого металла, распознаются и подавляются благодаря наличию функции АТР. После выполнения измерений на дисплее появляется результат - измеренное значение. Одновременно измеренное значение передаётся через аналоговый выход и серийный интерфейс. На внешнем дисплее появляется температура, которую необходимо знать оператору, обслуживающему оборудование. Подключенная сигнальная лампа (если она дополнительно заказана) загорается в том случае, если измерительное значение лежит вне допустимого температурного диапазона. Измерительные значения сохраняются на компьютере или в центральной системе сбора данных, что обеспечивает непрерывный контроль и документирование температуры всех литых заготовок. На выбор пирометр поставляется со встроенным беспаралаксным видоискателем. Крупное поле зрения пирометра позволяет беспроблемную наводку на объект измерения. Увеличенный выходной зрачок окуляра облегчает визирование для людей в очках или со шлемом. Маркировочная отметка в видоискателе отмечает точную позицию и размер измерительного пятна. Опционально для визирования возможна поставка пирометра с интегрированной видеокамерой. Созданная на базе новейшей видеотехнологии HDR (High Dynamic Range) камера имеет максимально широкий динамический диапазон с автоматическим контролем экспозиции. В результате, видеоизображение в рамках всего диапазона измерений остаётся без переэкспонирования, то есть всегда имеет оптимальную яркость. Еще одной особенностью прибора является функция TBC (Target Brightness Control) - контроль яркости цели. Система регулировки яркости в камере определяет интенсивность света непосредственно в самом измерительном пятне. Таким образом, горячая струя металла отображается на холодном фоне в оптимальной экспозиции. Посредством видеосигнала одновременно передаётся и появляется на мониторе измеренное значение. Прилагаемое программное обеспечение CellaView основано на базе данных программного обеспечения Microsoft SQL Server, поддерживающего Windows. Эта программа используется для графического изображения в реальном масштабе времени, анализа и архивирования измеренных значений, а также для дистанционного управления и конфигурации пирометра. Благодаря современным интерфейсам пользователя MDI можно одновременно открывать любое количество диаграмм и в тоже время параллельно записывать серии измерений 31 подключенных приборов. Результаты измерений производственной партии, включая анализ данных качественных и дефектных деталей, собраны в метрологическом отчёте. Диапазон измерений составляет 650 - 2400 °C. Таким образом, пирометры CellaСast могут применяться для измерения температуры при процессах плавки чугуна и цветного литья на всех участках литейных и сталелитейных заводов, в каналах вагранок, транспортировочных и разливочных ковшах.