Специализированные инфракрасные пирометры для контроля технологических процессов

• Автор: Лобов, Дмитрий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 182 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТЕПЛОВЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ
В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ
1.1 Температура как источник информации
в тепловом неразрушающем контроле
1.2. Задачи контроля температур
в некоторых технологических процессах
1.3. Особенности применения
инфракрасных пирометров
1.4. Аналитический обзор средств контроля
по инфракрасному излучению
1.5. Выводы. Цели и задач исследования
ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ОСНОВНОЙ
ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПИРОМЕТРА
2.1. Обоснование технических требований
2.2. Обзор и обоснование выбора
приемника инфракрасного излучения
2.3. Разработка ост говной функциональной
и электронной схем
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РЬБе-ФОТОРЕЗИС ТОРОВ И ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ ИХ ВКЛЮЧЕНИЯ
3.1. Исследование зависимости темпового
сопротивления и чувствительности фоторезисторов от температуры
3.2. Анализ основной электронной схемы пирометра как системы автоматического регулирования
3.3. Оптимизация параметров
системы автоматического регулирования
3.4. Исследование варианта электронной схемы с
отрицательной обратной связью
3.5. Исследование и разработка методики и условий применения металлического
полого инфракрасного световода
3.6. Выводы
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПИРОМЕТРОВ
4.1. Разработка оптической схемы пирометра
4.2. Разработка базовой электронной схемы
и конструкции пирометра
4.3. Разработка и применение датчика
для систем автоматики
4.4. Разработка и применение
переносного пирометра
4.5. Разработка датчика пламени
4.6. Экспериментальное исследование основных
характеристик разработанных устройств
4.7. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Электрические схемы и
консфукщш устройств инфракрасного контроля
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Акты внедрения
результатов работы

ВВЕДЕНИЕ
Одним из важнейших параметров технологических процессов во многих отраслях промышленности является температура. По оценкам зарубежных и отечественных специалистов технические измерения температуры составляют от 40 до 50 % от общего числа всяких измерений [1]. Поэтому качество температурного контроля часто эбусловливает качество технологического процесса. В связи с этим важными являются выбор практичных и достоверных методов контроля температуры применительно к различным производствам, создание устройств, пригодных для практического использования в условиях эксплуатации основного технологического оборудования.
В настоящее время всё более широкое применение находит способ бесконтактного контроля температуры, основанный на регистрации теплового излучения тел с помощью пирометров. Основное достоинство этих приборов заключается в том, что для их работы, не требуется непосредственного контакта с объектом контроля. Следовательно, во всех случаях, когда контакт средства контроля и объекта контроля невозможен или нежелателен, для контроля температуры могут быть использованы только пирометры. К таким случаям относится контроль температуры движущихся объектов, например, стенок вращающихся печей; объектов, удалённых на значительные расстояния; элементов оборудования, находящихся под высоковольтным потенциалом, химически агрессивных сред и т.п.
На сегодняшний день отечественными и зарубежными производителями предлагается большое количество различных моделей пирометров, которые позволяют эффективно решать задачи теплового контроля в производстве. Однако, как показывает проведённый анализ, существует целый ряд технологических процессов, характеризующихся повышенной температурой, влажностью и запылённостью, в условиях которых ни один из уже имеющихся пирометров не отвечает требованиям высокой функциональной надёжности. К таким технологическим процессам прежде всего следует отнести цементное производство и

предупреждения, если температура объекта превышает заданный уровень, индицировать показания как в градусах Цельсия, так и Фаренгейта. Для индикации данных служит жидкокристаллический дисплей.
Таблица
Характеристики стационарных пирометров частичного излучения
I Пирометр . Диапазон контролируемых температур, °С Показатель визирова- ния Приёмник излучения и рабочая спектральная область Основная погреш- ность, % Быстро- действие, С
Смотрин-1 (мод. 01 - 04) 100 + 1400 1/50 +1/300 РЬБ-фоторезистор, 1,8 + 2,7 мкм 1,5 1,0+0
Смотрич-2 (мод. 01 - 02) ! и) О 1* ° ! 1/25 + 1/50 пирозлектрі ЕЧЄСКИЙ приёмник МГ-30, 8+14 мкм 2,5 2,5+1
Смотрич-2 (мод. 05- 09) 30 + 2200 1/25 +1/100 то же, 4,5 + 5,5 мкм 2,5 + 1,5 2,5+0
ПЧД-121 ПЧД-131 450 +2500 1/25 +1/100 1/50 +1/300 Ое- или Бі-фотодиод, 0,8 + 1,8 или 0,7 + 1,1 мкм 1,5 + 1 0
ФЭП-8 О О + С* О о 1/22 + 1/70 РЬ Б -фоторезистор 1,8 + 3,5 мкм
С-11-200 С-11 -600 -10 + 200 100 + 600 1/70 + 1/200 Термобатарея 2,5 0
Кварц Сапфир 200 +1900 500 +2200 1/60 + 1/300 4,8 + 5.2 мкм 7,6 + 8.4 мкм 0,4 0
Е-39651-24 0+500 1/13 8+14 мкм 1 0
Е-39654-26 0 + 800 1/30 8+14 мкм 1 0
ТЗАТТ, Т4А1Л’ (Ларек) 0 + 800 1/30 + 1/33 8+14 мкм
ТЗАНТ, Т4АНТ (КауТск) 430 +3000 1/67 + 1/90 2.2 мкм
Дальнейшим развитием этой серии приборов является датчики серии ТЬеппорот! 20-50 [34]. Кроме перечисленных выше возможностей эти приборы для облегчения визирования на объект оборудованы