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摘 要：随着我国在钢铁工业发展需求的强力驱动下,这就要求钢铁工业发展重要技术支柱的自动化系统,其功能与性能的不断增强、提高与发展.而作为生产过程中的检测技术――传感器,传感器采集现场数据,对热轧生产线实时监控,并把相应的数据传输给计算机,现代钢铁产品的制造水平与自动化系统最基础的技术――检测技术的水平是密不可分的.
关键字：热金属检测器传感器冶金工业
中图分类号：TG1文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）03（a）-0000-00
热金属检测器（HotMetalDetector）属于光电检测装置,用于识别热金属运动的前沿及方向.它采用热电堆传感器作为检测器件,结合锗透镜成像原理,从而实现热金属检测.热金属检测器包括光电转换线路,电子开关比较输出线路和电子补偿线路.
1HMD热金属检测器概述
HMD热金属检测器主要用于冶金工业系统中,冶金工业是指对金属矿物的勘探、开采、精选、冶炼、以及轧制成材的工业部门.包括黑色冶金式业（即钢铁工业）和有色冶金工业两大类.
我国是钢铁生产和消费大国,粗钢产量连续13年世界第一,作为世界钢铁生产和消费大国,我国年居世界首位.21世纪以来,我国钢铁产业经历了一个快速发展的阶段,粗钢产量年均增长21.1%.然而,过多粗放式发展使我国钢铁产业产能过快增长,不仅使该行业背负着产能过剩的巨大包袱,由于盲目的扩大投资,2011年粗钢总量过剩压力仍然存在.同时,众多落后技术的小型企业还带来高耗能高污染等环保方面的恶果,与世界上节能减排的潮流不相协调.近两年,淘汰落后钢铁产能已成为国内产业结构调整的重中之重.“十二五”规划已提出以控制总量、淘汰落后、企业重组、技术改造、优化布局为重点,着力推进钢铁产业结构和优化升级,增强企业素质和国际竞争力,加快钢铁产业由大到强的转变.着说明我国的钢铁工业,正经历从一个高速增长到以科学发展观统领钢铁工业发展,转变增长方式为行动中心任务的结构优化调整期的转轨过程.这样加速淘汰落后生产能力,加快提升科技开发与创新能力,发展循环经济,降低消耗,降低成本,增加品种,生产高质量、高附加值的产品,成为发展的重要特征.
在钢铁工业发展需求的强力驱动下,这就要求钢铁工业发展重要技术支柱的自动化系统,其功能与性能的不断增强、提高与发展.产业自动化系统结构控制是由传感器、计算机、执行机器组成,这些技术是钢铁自动化的基础技术,其应用状况直接体现了所构成钢铁工业自动化系统所达到的水平,而作为生产过程中的检测技术――传感器,传感器采集现场数据,对热轧生产线实时监控,并把相应的数据传输给计算机,它体现了系统对象的能动性,也对应系统的能控性,因此检测技术对控制系统有很强的制约性,它直接关系到系统能够实现制动化的水平,换句话说,现代钢铁产品的制造水平与自动化系统最基础的技术――检测技术的水平是密不可分的.
在钢铁自动化系统中,系统对象的检测要考虑两个部分,即被控对象及其环境,如在轧制过程中在线连续测量轧件尺寸的能力,决定了轧制可控程度和质量,以及热工件表面缺陷的处理,另外热轧生产线工作现场温度高,并且存在着水、氧化铁皮、光照不均等现象,所以在钢铁热轧自动控制系统中必须采取可靠地检测技术,能在这样的恶劣的环境中工作.
冶金工业的工作环境恶劣,因此,相应的一些技术工作就要求由检测器在较恶劣的环境下(如高温、潮湿、油雾、水雾、粉尘等)长时间连续可靠工作,完成技术步骤.所以,市场需求是非常可观的,相应的传感器产品的研发是非常必要的.
2HMD热金属检测器特点
HMD热金属检测器主要用于冶金工业系统中,通过对高温工件的检测,判断工件的运动位置,输出一控制用开关信号.本检测器接收由高温物体发射出来的红外光,经光学部分进行聚焦,成像到光敏器件上,把光能转换成电信号,经电子线路处理,输出一组对应的开关信号(比如接点输出,电平推挽输出等)给控制机构,实现自动控制的目的.
3HMD热金属检测器设计优点
3.1视场范围
本检测器在现场安装时,可根据视场范围、坯料品种来设置距离,用目测法对准.
HMD热金属检测器均有一定的视场范围,对于任何一种HMD均应有保证被测物体移动范围在HMD的视场内.
HMD检测视场范围和设置距离参照图如图1所示.：
3.2电平输出
电平输出采用PNP/NPN晶体管推挽输出,但同一时刻只能接一种负载.电平输出的负载允许有两种形式：阻性负荷和感性负荷,能提供的最大负载电流为100mA.
3.3接点输出
接点输出的输出级为继电器的接点,使用时注意,不要让负荷的最大工作电流超过接点容量所允许的电流量,负荷的功率也不得超过接点容量.
接点工作有两种方式：直流方式和交流方式,在两种方式下对负荷的性质未能加限制,可接入阻性负荷或感性负荷,但是这两种方式下使用上略有不同.
在直流方式使用时,对于感性负载,应加接续流二极管,续流二极管选用0.5A,三倍以上负载电压.
在交流方式工作时,对感性负载,应加接R、C吸收电路.
3.4隔离输出
隔离输出是输入信号经过光电隔离输出的,它的输出级采用NPN/PNP型晶体管输出形式供用户选择使用.
3.5自检
电气插头中设有两根自检线,通过外部开关短接这两根线,使内部红外发光管点亮,即可实现自检功能.
4结语
HMD热金属检测器设计具有以下特点：(1)可在较恶劣的环境下工作(如高温、潮湿、水雾,粉尘等恶劣环境中).(2)可长时间连续可靠工作.(3)本检测器为电源、控制器、输出一体化,安装方便.