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浙江省地方计量技术规范JJF（浙）1041-2009 黑体空腔式钢水连续测温仪The Continuous Temperature Measurement of Black body cavity ofMolten Steel2010-01-04发布2010-01-18实施浙江省质量技术监督局 发布黑体空腔式钢水连续测温仪校准规范Specification of Calibration forThe Continuous Temperature MeasurementOf Black body cavity of Molten Steel本校准规范经浙江省质量技术监督局于2010年01月04日批准，并自2010年01月18XX日起施行。
归 口 单 位：浙江省质量技术监督局主要起草单位：杭州市质量技术监督检测院聚光科技（杭州）有限公司参加起草单位：中国方圆标志认证委员会浙江审核中心杭州市正和热能计量校准有限公司本校准规范由主要起草单位负责解释。
本规范主要起草人：蒋雪萍 （杭州市质量技术监督检测院）张艳辉 （聚光科技（杭州）有限公司）石 诚 （杭州市质量技术监督检测院）孙世勃 （中国方圆标志认证委员会浙江审核中心） 郭晓维 （聚光科技（杭州）有限公司）参加起草人：陈伟琪 （杭州市正和热能计量校准有限公司）孙 麒 （聚光科技（杭州）有限公司）邹姝文 （杭州市质量技术监督检测院）目 录1 范围 (1)2 引用文献 (1)3 术语和定义 (1)3.1黑体 (1)3.2测温管 (1)3.3有效长径比 (1)4 概述 (1)5 计量特性 (1)5.1 示值误差 (1)5.2 重复性 (2)5.3 模拟量输出误差 (2)5.4 开关量输出 (2)5.5 温度变化影响量 (2)6 校准条件 (2)6.1 环境条件 (2)6.2 测量标准及其他设备 (2)7 校准项目和校准方法 (3)7.1 外观及工作正常性检查 (3)7.2 示值误差校准 (3)7.3 重复性校准 (4)7.4 模拟量输出误差校准 (4)7.5开关量输出校准 (4)7.6 温度变化影响量校准 (4)8 校准结果表达 (5)9 复校时间间隔 (5)附录A (6)附录B (8)黑体空腔式钢水连续测温仪校准规范1 范围本校准规范规定了黑体空腔式钢水连续测温仪的计量特性、校准条件、校准方法，适用于新制造、使用中和修理后的测量范围在（1400～1600）℃范围内黑体空腔式钢水连续测温仪（以下简称测温仪）的校准。
作者： 鲍规划
作者机构： 安阳钢铁集团公司第一炼轧厂,河南安阳市455000
出版物刊名： 设备管理与维修
页码： 67-67页
主题词： 连续测温技术 钢水温度 中间包 腔式 黑体 测量方式 钢铁企业 温度变化
摘要：目前，国内绝大多数钢铁企业都采用一次性消耗型快速偶头间断测量中包钢水温度，由于这种测量方式属于间断性测温，所测的温度为中包上部钢水的温度，不能及时、准确地反映中包内钢水的实际温度及温度变化。
而中包钢水连续测温技术恰恰能弥补快速偶头测温方式的不足，将对提高铸坯质量、降低漏钢率、稳定连铸操作、提高拉速等起到良好作用。
微机钢水测温仪使用说明REV4.0提示：请将报警喇叭安装在测温仪箱体的顶部！开机前2秒钟显示的数字为当前设置的分度号。
1：S分度； 2：B分度 3：R分度 4：W分度目录1 简介 (2)2 功能说明 (2)3 技术参数 (2)4 面板 (3)5 指示灯及报警喇叭控制输出说明 (3)6 设定键及拨码盘具体操作说明 (3)7 如何用按键查询历史温度数据 (5)8 底面板接口说明 (6)9 外形及安装尺寸 (7)10 故障提示说明 (7)11 技术支持及售后服务 (7)附录环境温度对照表 (8)提示： 1 请不要随意修改运行参数2 出厂分度号：_______第 1 页1 简介本测温仪以高速16位嵌入式微处理器为核心。
采用了自动校准电路，采用精密的温度传感器对冷端温度进行测量，并可以进行软件校正。
在数据采集上采用高精度AD转换芯片，采样周期为20ms，对空间的工频有很强的抗干扰性。
本测温仪可适用于炼钢、炼铝、铸铁等行业中溶液温度的测量，也可以测量炉渣温度。
2 功能说明➢DC12V有源喇叭输出接口√➢RS485串行通讯接口（订货特殊说明）➢微型打印机接口（订货特殊说明）➢RS232异步串行通讯接口（订货特殊说明）➢带隔离的BCD码输出接口（订货特殊说明）➢模拟量4~20mA输出接口（订货特殊说明）√➢30条历史测试数据存储√➢语音报数（订货特殊说明）3 技术参数第 2 页4 面板在面板上有三个测量指示灯：预备、测量、结束，和三个设定键：K1、K2和K3。
5 指示灯及报警喇叭控制输出说明在没有测量即还没有插热电偶时，测温仪显示当前的时间，三个指示灯都不亮，插上热电偶后绿灯亮，将热电偶插入钢水后黄灯亮，当测量成功后红灯亮，同时报警控制输出；如果测量失败，则三个灯全亮。
测试完毕后测试结果显示180分钟，喇叭响5秒钟，喇叭为有源DC12V输出。
原理接线如下所示：（带语音报数无此功能）6 设定键及拨码盘具体操作说明在测温仪前面板上有三个键K1、K2和K3，用于设定日期时间和运行参数。
微机钢水测温仪使用说明目录1 简介................................................... 错误!未定义书签。
2 功能说明 ............................................... 错误!未定义书签。
3 技术参数 ............................................... 错误!未定义书签。
4 面板 ................................................... 错误!未定义书签。
5 指示灯及报警喇叭控制输出说明 ........................... 错误!未定义书签。
6 设定键及拨码盘具体操作说明 ............................. 错误!未定义书签。
7 如何用按键查询历史温度数据 ............................. 错误!未定义书签。
8 底面板接口说明 ......................................... 错误!未定义书签。
9 外形及安装尺寸 ......................................... 错误!未定义书签。
10 故障提示说明 .......................................... 错误!未定义书签。
11 技术支持及售后服务 .................................... 错误!未定义书签。
附录环境温度对照表 ..................................... 错误!未定义书签。
提示： 1 请不要随意修改运行参数2 出厂分度号：_______1 简介本测温仪以高速16位嵌入式微处理器为核心。
采用了自动校准电路，采用精密的温度传感器对冷端温度进行测量，并可以进行软件校正。
微机钢水测温仪使用说明提示：请将报警喇叭安装在测温仪箱体的顶部！开机前2秒钟显示的数字为当前设置的分度号。
1：S分度；2：B分度3：R分度4：W分度目录1 简介 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。
2 功能说明 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
3 技术参数 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
4 面板 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。
5 指示灯及报警喇叭控制输出说明 ....................................................... 错误!未定义书签。
6 设定键及拨码盘具体操作说明 ........................................................... 错误!未定义书签。
7 如何用按键查询历史温度数据 ........................................................... 错误!未定义书签。
8 底面板接口说明 ................................................................................... 错误!未定义书签。
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。
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。
(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。
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。
2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4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AC 220V 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。
2功能大屏幕显示器通过RS 485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4-44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。
3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。
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;✧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— 22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:✧电源AC 220V、50Hz 、30W ,要求电缆线为250V 、1.5mm2×2;✧输出至计算机标准信号,要求屏蔽电缆线为1.0mm2×2;✧输出至大屏幕串行脉冲信号,要求屏蔽电缆线为1.0mm2×2;✧冷却风源要求压力≥ 0.4MPa,流量≥15m3/h,纯净N2或无油无水压缩空气;通风管Ф内= 8mm。
标准信号出厂预设置为4~20mA 电流输出。
若需要1~5V 输出,可按以下方法设置并进行简单调整即可:✧4~20mA 输出,设置KG 3=0001✧1~5V 输出,设置KG 3=0011输出调整步骤:1置KG 1=01000000,显示400,调BW 2使输出信号为4mA 或1V ;2置KG 1=01001111,显示2000,调BW 3使输出信号为20mA或5V ;3反复①、②,使①、②同时满足;4输出调整结束后,将KG 1置00000000。
注:0001等对应拨码开关顺序为4321,见主板示意图5-3。
(四大屏幕显示器1 大屏幕显示器安装安装固定在各岗位都便于观察的醒目位置,与其连接的有:✧电源50Hz 、220V 、30W ,要求电缆线为250V 、1.5mm2×2; 11两台信号处理器的信号输入线。
2 大屏幕显示器外形尺寸外形尺寸见图5-4。
(五系统接口连接系统接口连接见图5-5。
1 检查✧信号处理器、大屏幕显示器安装就位,固定牢固;✧电源、冷却风源已接入系统;✧所有接口的信号线、通讯线已妥善连接(注:两台信号处理器的KG 2开关的第一档置于不同位置。
2 探头与信号处理器联接将探头输出部从信号处理器下方的孔穿过,插入信号处理器输入插座, 用夹具夹紧,用胶管连接好通风管路,探头本体部及通风管盘绕在探头安置架上,待用。
3 通电打开信号处理器及大屏幕显示器的电源开关,显示值应为0。
(二操作1将托盘放在测温管安放架上。
2除去测温管外包装,装入托盘中,压好压铁,盖上防尘帽。
3开浇前30~90min ,用天车将托盘连同测温管吊起,放入中包测温孔中,13大火烘烤(如果测温管不能在中包内烘烤,则将测温管放在测温管安放架上,在开浇前30~90min 用煤气火烘烤,中包注入钢水前,用天车将托盘连同预热好的测温管吊起,放入中包测温孔中。
4 开浇5分钟左右,取下测温管防尘帽,拧下测温探头防尘帽,将测温探头插在测温管上,打开冷却风源。
5检查测温探头环境温度,通过调整冷却气体压力的方式,将环境温度控制在25.5℃~60℃之间,最高不超过70℃。
6一个浇次结束后,关闭冷却气源,拔下测温探头,盖上测温管防尘帽。
7测温探头拧上防尘盖,盘在测温探头安置架上。
用天车吊出测温管,放在测温管安放架上(连浇时可将吊出的测温管直接放入另一个中包的测温孔中。
(三注意事项注意事项见表6-1。
七维护、检查(一日常维护主要为防尘镜片的清洁1 探头防尘镜片结构探头防尘镜片结构示意见图7-1。
