Системы непрерывного измерения температуры расплавленного металла OPTICAST

Назначение

Системы непрерывного измерения температуры расплавленного металла OPTICAST (далее по тексту - системы OPTICAST) предназначены для непрерывного бесконтактного измерения температуры расплавов различных металлов, необходимого для корректировки в режиме реального времени скорости литья в зависимости от температуры стали,     позволяя оптимизировать качество готового изделия (слябов, блюмсов) и снизить     опасность разрыва

изложницы вследствие несоответствующей скорости литья и другие аварийные ситуации.

Описание

Принцип действия системы OPTICAST основан на зависимости температуры от количества теплового электромагнитного излучения, полученного от объекта измерения.

Система состоит из устройства измерения и обработки сигналов (процессора), подключаемого к нему инфракрасного пирометрического преобразователя (пирометра), системы охлаждения пирометра, а также сменных погружаемых зондов для установки в них пирометра при проведении измерений.

Процессор предназначен для измерения аналоговых выходных сигналов в виде напряжения постоянного тока, поступающих от пирометра, и преобразования их в значения температуры, и конструктивно выполнен в прямоугольном корпусе из нержавеющей стали, предназначенного для щитового монтажа, внутри которого размещены измерительный модуль и платы релейных и аналоговых выходов, а также коммуникационных портов RS232, RS485. На лицевой панели корпуса расположен 4-х сегментный жидкокристаллический дисплей и пять управляющих кнопок для установки и корректировки системных параметров системы. В процессе измерений кнопки закрыты защитной дверцей. На нижней части корпуса расположены отверстия для ввода/вывода сигнальных кабелей и кабеля питания.

Пирометр представляет собой оптико-электронное устройство, состоящее из объектива, фокусирующего излучение объекта на фотоэлектрический приемник, и электронного блока измерения. Электронный блок пирометра преобразовывает поток инфракрасного излучения, переданного через оптическую систему и инфракрасный фильтр на фотоэлектрический приемник, в электрические сигналы напряжения постоянного тока. Система охлаждения пирометра является автоматической и предохраняет пирометр от перегрева окружающим воздухом.

Погружаемый зонд изготавливается из алюмографита и состоит из внутренней трубки посаженной во внешнюю трубку с закрытым концом в нижней и открытым в верхней части. Данная трубка соединяется с пирометром при помощи конусного соединения. Зонды имеют несколько исполнений, различающихся конструкцией и сроком службы при непрерывной эксплуатации.

Общий вид системы OPTICAST в сборе представлен на рисунке 1.

Процессор

Пирометрический преобразователь

Рис. 1 - Система OPTICAST

Фотография процессора системы OPTICAST в условиях эксплуатации представлена на рисунке 2.

Рис. 2 - Процессор системы OPTICAST

Программное обеспечение

Метрологически значимое программное обеспечение (ПО) системы OPTICAST состоит только из встроенного ПО.

Встроенное ПО находится в ПЗУ, размещенном в неразборном корпуса процессора системы OPTICAST, и не доступно для внешней модификации.

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «A». Не требуется специальных средств защиты, исключающих возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой встроенной части ПО средства измерений.

Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения

Технические характеристики

Диапазон измеряемых температур, °С: ..........................от плюс 800 до плюс 1600

Разрешающая способность ж/к дисплея системы, °С: ...........................................0,1; 1

Пределы допускаемой абсолютной погрешности системы, °С:

- в диапазоне температур от плюс 800 до плюс 1400 °С:

- в диапазоне температур свыше плюс 1400 до плюс 1600 °С:

Пределы допускаемой абсолютной погрешности пирометра (в диапазоне температур свыше плюс 1400 до плюс 1600 °С), °С:

Пределы допускаемой абсолютной погрешности процессора (в диапазоне температур свыше плюс 1400 до плюс 1600 °С), °С:

Зависимость выходного сигнала процессора системы OPTICAST (в °С) от входных сигналов в виде напряжения постоянного тока описывается формулой (1)(*):

t(V) = a0+a1 •V+a2^V2+a3^V3 (1)

где: а0=1235,53; а1=264,791; а2=-55,9632; а3=5,71193.

Зависимость выходного сигнала пирометрического преобразователя системы OPTICAST (в виде сигналов напряжения постоянного тока в В) от измеряемой температуры описывается формулой (2):

V(t) = a0+a1 •t+a2^t2+a3 •t3, где: а0=-55,6528; а1=0,116418; а2=-8,3790440-5; а3=2,0998540-8.

Время отклика системы (в зависимости от измеряемой температуры), с: ..от 75 до 240 Напряжение питания процессора системы, В: .....................от 100 до 240 (50/60 Гц)

Напряжение питания пирометра, В: .......................................5 (постоянный ток)

Габаритные размеры основных компонентов системы, мм:

- процессор: ...........................................................................400*356*142

- пирометр: ..........................................................................060*306*177

Минимальная глубина погружения зонда в расплав, мм: .................................300

Длина соединительного кабеля, мм: .............5000 и более (по специальному заказу)

Рабочие условия эксплуатации:

- температура окружающей среды, °С:

- для пирометра:..................................................от плюс 5 до плюс 70( );

- процессора:.......................................................от плюс 5 ( ) до плюс 55

- относительная влажность воздуха, %:...........................................от 10 до 90

С рок службы погружаемых зондов, ч: от 12 до 40 (в зависимости от исполнения зонда).

С редний срок службы системы, лет, не менее: ................................................8

Примечания:

(*) - формулы (1) и (2) рассчитаны для диапазона температур от плюс 1485 до плюс 1642 °С и соответствующему диапазону сигналов напряжения постоянного тока от 1,216 до 2,555 В.

(** ) - при температуре свыше плюс 50 °С включается автоматическая система охлаждения пирометра.

(** *) - процессор может применяться при температуре от минус 50 °С при использовании специального защитного контейнера с регулируемым подогревом, поставляемого по дополнительному заказу.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации и монтажу (в правом верхнем углу) типографским способом, а также на корпус устройства измерения и обработки сигналов системы с помощью наклейки.

Комплектность

Система в составе:

- устройство измерения и обработки сигналов - 1 шт.;

- пирометрический преобразователь - 1 шт.;

- автоматическая система охлаждения - 1 шт.;

- погружаемые зонды - кол-во в соответствии с заказом;

- кабели связи - 1 комплект;

- кабели для поверки/калибровки пирометрического преобразователя и устройства из

мерения и обработки сигналов - 2 шт.

Руководство по эксплуатации (на русском языке) - 1 экз.

Методика поверки - 1 экз.

Свидетельство о первичной поверке - 1 экз.

По дополнительному заказу: большой дисплей, специальный защитный контейнер с регулируемым подогревом, монтажные приспособления для установки системы на объекте измерений.

Поверка

осуществляется по документу МП 49522-12 «Системы непрерывного измерения температуры расплавленного металла OPTICAST. Методика поверки», разработанному и утверждённому ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС», 03.11.2011г.

Основные средства поверки:

- излучатель эталонный МЧТ с апертурой 30 мм из состава рабочего эталона радиационной температуры ВЭТ 34-31-06;

- калибратор-вольтметр универсальный В1-28, диапазон воспроизведения (измерения) напряжения постоянного тока: ±(0,1мкВ -1000В) (±(1мкВ - 1000В)), пределы допускаемой основной погрешности ±(0,0003 + 0,0003% от U).

Сведения о методиках (методах) измерений приведены в соответствующем разделе Руководства по эксплуатации на системы.

Нормативные документы

ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.

ГОСТ 28243-96 Пирометры. Общие технические требования.

Техническая документация фирмы SIDERMES S.p.A. (Италия).

ГОСТ 8.558-93 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.

Рекомендации к применению

Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта, выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.