BCT-V黑体空腔钢水连续测温维护使用说明书

1一公司简介东北大学自动化仪器仪表中心与沈阳泰合冶金测控技术有限公司(前身为沈阳市泰合仪表有限公司)长期密切合作，优势互补，主要从事钢铁生产过程参数的检测技术研究和测温仪器仪表的开发、研制和生产。中心和公司拥有一支以博士生导师、教授、博士、硕士和高级工程师为主体的高素质、高技术、结构合理的员工队伍。是集科、工、贸于一体的高新技术产业实体。在科研方面，自78年起，主要从事红外辐射测温理论和技术的研究，尤其是在黑体辐射源和黑体空腔理论研究方面居世界前沿。近年来又解决了不等温黑体空腔的理论问题。在产品方面，公司致力于将理论创新成果转化为技术产品，并不断地把新技术、新材料溶于产品之中，使产品具有优良的质量及可靠的性能。中心和公司的主要产品有BCT黑体空腔辐射测温仪系列产品。这些产品主要应用在连铸中间包钢水连续测温和均热炉、加热炉、热风炉、焦化厂克劳斯炉等领域，尤其是BCT-Ⅴ型黑体空腔钢水连续测温系统，填补了国内空白，跨入了国际先进行列，多次获得行业及部委的各种奖项，成为国内唯一一家供应连铸中间包钢水连续测温系统的企业，经过在包钢、宝钢、首钢、太钢、南钢、石钢、唐钢、湘钢、萍钢、八一、昆钢等28家钢铁企业多年的生产应用，证明了产品的可靠性和运行的稳定性，是替代快速热电偶间断测温的新技术产品。中心和公司的研究领域还包括连铸拉速和二冷区配水优化控制系统的研究，二冷区铸坯表面温度测量和转炉连续测温与定碳的研究开发。中心和公司注重创新、注重质量、注重信誉、注重与企业的合作。二产品介绍（一）产品原理钢水连续测温系统是“BCT型黑体空腔辐射测温仪”系列产品之一。该产品基于国家自然科学基金项目和发明者谢植教授的博士论文《黑体辐射源理论研究》的成果，经二十多年的技术开发而研制成功的新型测温装置。其测温原理是用黑体测温管插入到钢水中感知温度，以专门设计的测温探头接受测温管底部钢水处的温度相对应的红外辐射信号，并将其输送到信号处理器，以单片机为核心的信号处理器根据在线黑体理论确定钢水的实际温度。（二）产品特点1实现了中间包钢水温度的连续测量；2提高了测量的稳定性和可靠性。由于测量位置固定，避免了人为因素带来的测量误差和消耗式热电偶的分散性误差；3系统操作简单、方便；4使用连续测温系统成本与目前间断式热电偶的实际消耗成本相近。（三）应用意义1采用该产品可实现中间包钢水温度的连续和准确测量，为连铸过程实现闭2环实时控制钢水的浇铸速度、调节结晶器和二冷区的冷却强度提供了温度检测保证，从而有利于提高连铸机的产量和稳定产品质量；2主控计算机记录钢水温度连续曲线，对生产过程监控、产品质量及生产事故分析提供温度检测数据；3准确连续测量中间包钢水温度，及时掌握钢水温度的变化趋势，从而减少漏钢和冻眼次数；4以准确连续测量中间包钢水温度及掌握变化规律，可从工艺上降低中间包钢水的过热度；5必要时可监测烘包温度，十分有利于开浇，并延长中间包的使用寿命。6操作方便，明显减轻工人的劳动强度。实现中间包钢水温度的连续准确测量，对增加连铸产量、提高产品质量、降低耐材消耗、稳定生产，具有重要意义并可取得明显的综合效益。三技术指标技术指标见表3-1四系统结构及功能（一）系统组成钢水连续测温系统由钢水连续测温管、测温探头、信号处理器、大屏幕显示器、标准信号发生器及小屏幕显示器（用户根据需要另订）等部分组成。系统组成如图4—1所示。测量范围钢水测温：1400～1600℃烘包测温：800～1400℃测量不确定度≤3℃(1400～1600℃)≤7℃(800～1400℃)响应时间热态响应时间≤75S冷态响应时间≤4min测温管寿命20～30小时使用温度5～70℃标准输出4～20mA/1～5V(对应1400～1600℃)输出驱动能力≤400Ω（4～20mA）；≥100KΩ（1～5V）输出精度0.5级电源AC220V±10V、50HZ功率信号处理器30W大屏幕显示器30W31.测温表头2.托盘3.压铁4.中间包包盖5.钢水测温管6.钢水7.探头安置架8.信号处理器9.气源10.大屏幕图4-1钢水连续测温系统组成示意图1.测温探头2.托盘3.压铁4.中间包包盖5.钢水测温管6.钢水7.探头安置架8.信号处理器9.冷却气源10.大屏幕显示器4（二）各部分结构及功能1钢水连续测温管1）结构钢水连续测温管由一端封闭一端开口的内外两层管套装而成，通过锥面接管与测温探头联接，根据中间包钢水深度不同，测温管长度备有多种规格。2）功能直接插入钢水内感知温度，并向开口处辐射光信号。要求插入钢水深度≥300mm。2测温探头1）结构测温探头由光学系统、光电转换器、信号传输线及冷却风路等组成。探头本体部与测温管锥面接管联接，输出部通过4P插件（分体探头为6P插件）与信号处理器联接，本体部与输出部之间由柔性冷却风路保护的信号传输线连接，总长约5米。4P（6P）插件的插针代号见图4-2，各插针间的电阻值见表4-1。4P插头阻值表（KΩ）AGND～外壳0Is～AGND20～22It～AGND30～70+5V～AGND100～1506P插头阻值表（KΩ）6～外壳01～618～202～640～603～6140～1604～50～10It锁紧螺钉表4-1各插针间电阻值4P插件6P插件图4-24P（6P）插件的插针代号图52）功能光学系统将测温管的光信号处理后传递给光电转换器，再由光电转换器将光信号转换成电信号，由信号传输线输送至信号处理器。冷却风则经过输出部快速接头及冷却风路对探头本体部进行冷却，保证本体部环境温度不超过限定值。3）技术指标测温探头技术指标见表4-24）使用方法探头本体部与测温管锥面联接，输出部与信号处理器连接即可。3信号处理器：1）结构信号处理器由供电系统、输入输出系统、显示系统、数据处理系统等组成，其外观及接口见图4-3，说明见表4-2。项目指标测量范围（℃）800～1600不确定度（℃）≤±2工作环境温度（℃）5～70冷却风源要求纯净N2气或无水无油压缩空气风压（MPa）≥0.4风量（m3/h）≥15表4-2测温探头技术指标图4-3信号处理器外观及接口62）功能信号处理器接收由探头输入的电信号，由单片机根据在线黑体理论计算出被测钢水温度并显示在显示屏上。并可输出4～20mA或1～5V标准信号进入主控室微机，便于对连铸工艺进行实时监控。还可将温度信号通过485总线送至大屏幕显示器进行温度显示。3）技术指标信号处理器技术指标见表4-3项目指标测量范围（℃）750～1650显示分辨率（℃）1测量不确定度（℃）校准一年内≤1℃标准输出4～20mA或1～5V（对应1400℃～1600℃）精度等级0.5工作环境温度（℃）5～70电源AC220V，50Hz功率（w）30序号名称说明1绿色发光二极管仪表上电后，该灯闪烁，表示仪表正在运行中2黄色发光二极管在仪表运行中，如该灯发亮，表示仪表参数发生变化，可能造成测温不准。3红色发光二极管如该灯发亮，表示没插探头或探头损坏。4数码管显示屏显示钢水温度。5保险丝1A电源保险丝管。6接线端子D/A输出，RS485，探头环境温度显示控制。7报警开关（红色）用来打开或关闭报警信号。8电源开关（绿色）仪表电源开关，该开关长亮不灭。9报警输出线当钢水表报警时，该线输出AC220V的报警信号。10电源线仪表电源输入线，输入AC220V，2A电源。11通讯插座该插头的输出线与大屏幕相连。12标准输出插座该插头可输出4~20mA或1~5V标准信号。13探头环境温度开关当该开关拨至右侧时，显示屏显示探头环境温度（单位为0.1℃）。14信号输入插座将探头插入该插座（该插座有4P，6P两种）。表4-2信号处理器外观及接口说明表4-3信号处理器技术指标74）使用方法信号处理器就位后，将探头输出部从其下方的孔穿入，插入信号处理器输入插座，用夹具夹紧，连接好通风胶管即可测温。如需观察探头环境温度，将环境温度开关13拨至右侧，此时显示屏即显示探头环境温度值（单位为0.1℃）。若探头环境温度≥72℃，显示屏将交替显示钢水温度和探头环境温度，并且报警线输出AC220V电源以驱动声光报警装置。4大屏幕显示器1）结构大屏幕显示器由供电系统、通讯系统、显示系统等组成，其外观及接口见图4-4，说明见表4-3。序号名称说明1绿灯每闪一次，表示程序运行一个周期，即与每个连接设备通讯一次。2黄灯在一个程序运行周期内，黄灯每闪一次表示和一个信号处理器通讯成功一次。3红灯若红灯亮，表示信号处理器与大屏幕通讯没有成功，即故障状态。4开关大屏幕电源开关。5电源插座大屏幕显示器电源输入端。6保险丝盖内部有1A保险丝管。7通道1连接钢水信号处理器。8通道2连接钢水信号处理器。9扩展通道连接扩展设备,如小屏幕,从机大屏幕等。10数码显示屏显示温度数值表4-3大屏幕显示器外观及接口说明图4-4大屏幕显示器外观及接口82）功能大屏幕显示器通过RS485总线与信号处理器实行串行通讯，接收并显示钢水温度值。3）技术指标大屏幕显示器技术指标见表4-4项目指标显示范围（℃）0～1999工作温度（℃）5～70电源AC220V，50Hz功率（w）304）使用方法大屏幕显示器就位后，将通道1、通道2分别用屏蔽线接到两台信号处理器上，并分别将两台信号处理器的KG2开关的第1位置于不同的位置上，通电后即可工作（显示两表中温度较高的值）。如有扩展设备，将扩展通道的引线接到扩展设备上即可。（扩展设备包括小屏幕，从机大屏幕等）。大屏幕出现交替闪烁，说明探头环境温度过高，需加大通风量。5标准信号发生器1）结构由输入输出系统、分压系统、档位开关等组成。其外观及接口见图4-5，说明见表4-4。2）功能向信号处理器提供7挡位标准电压信号，以校准信号处理器。序号名称说明1插件有4P和6P两种2档位开关共有7个档位3接线柱用来检测信号发生器发出的信号是否准确表4-4标准信号发生器外观及接口说明图4-5标准信号发生器外观及接口表4-4大屏幕显示器技术指标93）技术指标标准电压信号转换成温度值≤1℃。4）使用方法将信号发生器输出插头（4P或6P）插入信号处理器输入插座内，上电后，旋转档位开关2，7档位显示值与标签上标准值对照即可。如需校验发出的电信号，可用相应等级的数字万用表测量两接线柱的电压值，与标签对照。6小屏幕显示器（不成套供应，按需要供货）1）外观及接口见图4-6，小屏幕显示器外观及接口说明见表4-5。表4-5小屏幕显示器外观及接口说明2）功能及技术指标同大屏幕显示器。五系统安装、连接（一）测温管测温管利用托盘、压铁放在中包盖上，插入中间包的钢水中，或另行订购专门设计的测温管专用升降装置（俗称机械手），通常要求在中包盖上开孔，开孔要求如下（如图5—1）：孔径Ф180—200mm，距大包浇注口尽量远；序号名称说明1电源开关小屏幕电源开关。2电源插座小屏幕电源输入。3保险丝盖内部有1A保险丝管。4绿灯小屏幕工作时，该灯亮。5黄灯每次接收一次正确信号就闪一次。6红灯如果没有通讯信号则该灯亮。7通讯接头连接到大屏幕。8数码显示屏显示温度数值图4-6外观及接口表4-5外观及接口说明10测温孔中心与中包内墙壁（根部）≥150mm；测温孔边沿距塞棒孔及烘包孔边沿≥150mm；测温孔上方600mm高度内无设备通过（若大包转包时通过测温孔，则要求大包臂底部距中包盖顶部距离≥600mm）。（二）测温探头测温探头为柔性结构，无需固定安装位置，因其需连接测温管及信号处理器，而探头信号传输线长度约为4800mm，要求测温管与信号处理器的直线距离≤4000mm。探头在出厂前已经过严格调试，内部参数匹配，现场无须调试，除防尘镜片外，其他部分切不可随意拆开，一旦拆开须返回厂家重新分度和调试。（三）信号处理器1信号处理器外形尺寸（见图5—2）2信号处理器安装两台信号处理器分别安装在两台中包车上安全、可靠的位置，距测温孔距离≤4米，可随中包车移动。分别与每台信号处理器连接的有：技术要求1.要求测温管插入钢水深度≥300mm；2.中包盖测温孔直径φ在180mm~200mm之间；3.信号处理器与测温探