论文题目：真空炉内熔体温度在线红外监测系统的研究
摘要：在我国,钢铁工业是基础产业,是国民经济发展的命脉。冶金行业是典型的高耗能行业。因此,节能减排、降低能源和原材料的消耗以及减少污染和排放量对保证我国经济的可持续发展,提高冶金行业的经济和社会效益,具有明显的重要性和迫切性。现在在冶金行业,尤其是在真空炉测温时,人工用铂铑热电偶进行测量,冶炼过程中一般只测量1或2次,由于热电偶测量瞬间就会被烧毁,所以不仅成本高、安全性差、测温点少、测温的代表性差,而且终点命中率低、原材料消耗大、产品质量差。急需通过技术进步,实现节能减排,减少原材料消耗,降低企业生产成本,提高企业的市场竞争能力。为了实现以上目标,有必要对温度实施非接触式在线检测。作为冶金生产中的基础,可以快速准确的获得被测目标的温度信息具有重要意义。本论文主要从光路系统、遮灰系统、电路结构等方面展开。对红外测温方法进行创新,并结合现场实际工作情况进行光路结构和遮灰结构的设计,利用最小二乘算法对测量结果进行修正,提升了测量结果的稳定性和精度。最终结合现场实际需求,研制出一套包含测温装置、上位机、LED显示屏等整套真空炉测温系统,经现场长期数据的跟踪,最终判定测量结果满足工艺需求,且达到了预期目标。目前国内相应的红外测温设备从测量精度、测温范围和动态性能等方面都与国外产品存在一定差距,目前的应用多依赖于进口,虽取得了短期的经济效益,但不利于行业的长远发展。因此,对冶金行业非接触式在线测温技术的研究具有较大的经济效益和社会效益。
关键词：真空炉测温;红外测温;最小二乘法;温度场;工业仪表
学科专业：工程硕士（专业学位）
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 真空炉内熔体测温技术的国内外现状
1.3 论文的研究内容
1.4 本章小结
第2章 真空炉测温系统的总体方案设计
2.1 真空炉接触式测温方法
2.2 真空炉非接触式测温方法
2.2.1 利用红外光的非接触式测温
2.2.2 红外辐射测温法
2.3 真空炉非接触式测温方法的选择
2.4 测温系统的整体结构设计
2.5 本章小结
第3章 真空炉测温系统的硬件设计
3.1 测温系统的光路设计
3.1.1 透光孔的设计
3.1.2 滤光片的实验分析和对比
3.1.3 光电探测器的选择与分析
3.2 遮灰系统的设计
3.3 测温系统的电路设计
3.3.1 主电路的整体设计
3.3.2 数据传输方式的选择
3.3.3 步进电机的选择和设计
3.4 本章小结
第4章 真空炉测温系统的软件设计
4.1 真空炉的冶炼工艺流程
4.2 真空炉测温系统的测温方案
4.2.1 关键测温点的分析
4.2.2 测温方案的设计
4.3 测温系统温度模型算法
4.3.1 最小二乘算法理论基础
4.3.2 现场实测数据对比分析
4.3.3 基于最小二乘算法拟合温度直线
4.4 上位机软件的设计
4.5 真空炉内部温度场的初探
4.5.1 现有问题的研究
4.5.2 热传导分析
4.5.3 辐射换热分析
4.5.4 有限元的一般格式
4.6 本章小结
第5章 真空炉测温系统的现场应用
5.1 测温系统实验室标定
5.2 测温系统的安装
5.3 测温系统现场定标
5.4 测温系统现场实测
5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢