Trong sản xuất thép, nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng biến dạng, cơ tính và chất lượng bề mặt của sản phẩm. Từ phôi thép nung đỏ trước khi cán đến dải thép chạy liên tục qua lò xử lý nhiệt, mỗi công đoạn đều cần kiểm soát nhiệt độ phù hợp để duy trì chất lượng và hiệu suất sản xuất.

Tuy nhiên, việc đo nhiệt độ trong dây chuyền thép không hề đơn giản. Vật liệu có thể nóng trên 1.000 °C, di chuyển liên tục và tiếp xúc với bụi, hơi nước hoặc vảy oxit. Trong những điều kiện này, cảm biến nhiệt độ hồng ngoại là giải pháp phù hợp để đo nhiệt độ bề mặt từ xa mà không cần tiếp xúc trực tiếp với vật liệu.

VÌ SAO NÊN SỬ DỤNG CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ HỒNG NGOẠI TRONG NGÀNH THÉP?

Cảm biến nhiệt độ hồng ngoại đo nhiệt độ dựa trên bức xạ hồng ngoại phát ra từ bề mặt vật thể. Nhờ nguyên lý đo không tiếp xúc, thiết bị có thể theo dõi nhiệt độ của phôi, thép thanh hoặc dải thép đang chuyển động mà không làm gián đoạn dây chuyền.

Việc lặp đặt cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc mang lại ba lợi ích chính:

Thứ nhất, đo nhiệt độ tại những vị trí khó tiếp cận. Cảm biến có thể được lắp cách xa vật liệu nóng, hạn chế tiếp xúc với nhiệt độ cao, nước làm mát và các tác động cơ học. Cảm biến thường được lắp tại cửa ra lò, bàn con lăn và các vị trí phôi di chuyển liên tục.

Thứ hai, theo dõi nhiệt độ nhanh chóng. Thời gian đáp ứng của cảm biến có thể ở mức mili giây, cho phép theo dõi những thay đổi nhiệt độ nhanh trên dây chuyền cán nóng hoặc tôi cảm ứng. Tín hiệu đo có thể được truyền đến PLC để giám sát, cảnh báo hoặc phục vụ điều khiển quá trình.

Thứ ba, hỗ trợ kiểm soát chất lượng và năng lượng. Dữ liệu nhiệt độ giúp người vận hành nhận biết tình trạng nung, điều chỉnh chế độ cán và kiểm soát quá trình làm nguội. Qua đó, nhà máy có thể hạn chế sai lệch công nghệ, giảm phế phẩm và tránh gia nhiệt không cần thiết.

ỨNG DỤNG CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ HỒNG NGOẠI TRONG NGÀNH THÉP VÀ LUYỆN KIM

Đo nhiệt độ phôi tại lò nung lại

Lò nung lại đưa phôi thép lên khoảng 1.100-1.300 °C trước khi cán nóng. Nếu nhiệt độ không đạt yêu cầu, phôi có thể khó cán; ngược lại, nung quá mức làm tăng tiêu hao nhiên liệu và hao hụt kim loại do vảy oxit.

Cảm biến nhiệt độ hồng ngoại thường được lắp tại cửa ra lò để kiểm tra nhiệt độ bề mặt phôi trước khi cán, giúp người vận hành điều chỉnh chế độ gia nhiệt phù hợp. Với phôi thép ở nhiệt độ cao, có thể cân nhắc cảm biến bước sóng ngắn hoặc cảm biến hai màu tùy theo đặc tính bề mặt và điều kiện đo.

Kiểm soát nhiệt độ trên dây chuyền cán nóng

Trong dây chuyền cán nóng, nhiệt độ phôi ảnh hưởng trực tiếp đến lực cán, khả năng biến dạng và cơ tính của sản phẩm. Cảm biến nhiệt độ hồng ngoại thường được lắp trước hoặc sau các giá cán để theo dõi nhiệt độ, hỗ trợ điều chỉnh chế độ cán và lượng nước làm mát. Với nhiều loại thép cacbon thấp, nhiệt độ cán hoàn thiện thường khoảng 800-900 °C.

Do môi trường có nhiều hơi nước, nước khử vảy và vảy oxit, cần trang bị hệ thống bảo vệ phù hợp để duy trì độ ổn định của phép đo. Đối với thép thanh và thép dây, kích thước điểm đo phải nhỏ hơn vùng vật liệu cần đo để hạn chế sai số do bức xạ từ nền phía sau.

Theo dõi nhiệt độ trong đúc liên tục và xử lý phôi

Trong đúc liên tục, thép lỏng đi qua khuôn kết tinh để tạo thành phôi, sau đó được làm nguội bằng hệ thống phun nước trước khi cắt theo chiều dài yêu cầu.

Cảm biến nhiệt độ hồng ngoại được sử dụng để đo nhiệt độ bề mặt phôi sau khi hình thành lớp vỏ rắn, thường tại vùng làm mát, khu vực nắn thẳng hoặc trước khi cắt. Dữ liệu đo giúp kiểm soát quá trình làm nguội, hạn chế nguy cơ nứt phôi và đảm bảo chất lượng thép.

Do môi trường có nhiều hơi nước và nước bắn, cần bố trí cảm biến tránh các vị trí bị che khuất, đồng thời sử dụng hệ thống bảo vệ phù hợp để giữ sạch cửa sổ đo.

Đo nhiệt độ trong lò ủ, tôi và ram

Trong xử lý nhiệt, cảm biến nhiệt độ hồng ngoại giúp theo dõi nhiệt độ thép mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Thiết bị có thể giám sát dải thép chạy qua lò ủ, theo dõi chi tiết trong quá trình tôi cảm ứng hoặc kiểm tra nhiệt độ sau khi ram, hỗ trợ kiểm soát chất lượng thành phẩm.

Một vấn đề đáng chú ý là bề mặt thép sáng bóng có thể phản xạ bức xạ từ môi trường xung quanh, khiến kết quả đo sai lệch. Vì vậy, cần lựa chọn bước sóng phù hợp và cài đặt hệ số phát xạ theo tình trạng bề mặt thực tế. Với lò có cửa sổ quan sát, vật liệu cửa sổ cũng phải tương thích với bước sóng đo của cảm biến.

Xem thêm: Ứng dụng cảm biến nhiệt độ hồng ngoại ngành thép và luyện kim

CÁCH LỰA CHỌN CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ HỒNG NGOẠI PHÙ HỢP CHO NHÀ MÁY THÉP

Để chọn cảm biến nhiệt độ hồng ngoại phù hợp, cần căn cứ vào nhiệt độ vận hành, đặc tính bề mặt thép và điều kiện lắp đặt tại từng công đoạn. Các tiêu chí quan trọng gồm:

Xác định dải nhiệt độ và bước sóng đo

Trước tiên, cần xác định nhiệt độ thấp nhất, cao nhất và nhiệt độ vận hành thông thường tại vị trí đo. Chẳng hạn, phôi thép ra lò có thể đạt 1.100-1.300 °C, trong khi một số công đoạn ram diễn ra ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể.

Với kim loại nóng ở nhiệt độ cao, nên lựa chọn cảm biến bước sóng ngắn. Đối với thép sáng bóng hoặc có bề mặt thay đổi liên tục, cần đánh giá thêm hệ số phát xạ và đặc tính quang học để chọn thiết bị phù hợp.

Lựa chọn cảm biến một màu hay hai màu

Cảm biến một màu phù hợp khi bề mặt có đặc tính bức xạ tương đối ổn định và đường ngắm thông thoáng. Cảm biến hai màu có thể phù hợp hơn khi tín hiệu bị suy giảm do bụi hoặc hơi nước, miễn là mức suy giảm tại hai bước sóng tương đương nhau.

Kiểm tra kích thước điểm đo và hệ số phát xạ

Vùng đo phải nằm hoàn toàn trên bề mặt thép để tránh thu thêm bức xạ từ nền phía sau. Trong ứng dụng đo một màu thông thường, có thể tham khảo nguyên tắc chọn vật đo có kích thước khoảng 2 lần đường kính điểm đo. Ví dụ, với điểm đo đường kính 20 mm, nên hướng đến vùng đo rộng khoảng 40 mm trở lên.

Đồng thời, cần cài đặt hệ số phát xạ phù hợp với tình trạng bề mặt. Giá trị tham khảo: 

• 0,1-0,3 đối với thép nhẵn, chưa oxy hóa 
• 0,6-0,8 đối với thép đã oxy hóa. 

Đánh giá môi trường lắp đặt và khả năng tích hợp

Tại khu vực cán nóng hoặc đúc liên tục, bụi, hơi nước và nước bắn có thể ảnh hưởng đến tín hiệu đo. Vì vậy, cần xem xét vỏ bảo vệ, hệ thống thổi khí, làm mát và khả năng vệ sinh cửa sổ quang học.

Ngoài ra, cần kiểm tra tín hiệu ngõ ra như 4-20 mA hoặc giao tiếp số để đảm bảo tương thích với PLC và hệ thống giám sát. Sau khi lắp đặt, nên kiểm tra kết quả bằng phương pháp tham chiếu phù hợp và thiết lập lịch kiểm tra định kỳ theo yêu cầu của nhà máy.

MUA CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ HỒNG NGOẠI CÔNG NGHIỆP CHÍNH HÃNG TẠI SENSORS VIỆT NAM

Bạn đang tìm mua cảm biến nhiệt độ hồng ngoại để đo nhiệt độ sản phẩm mà không cần tiếp xúc trực tiếp? Bạn chưa biết nên chọn model nào cho phù hợp với dây chuyền sản xuất của mình? Đừng lo, Sensors Việt Nam sẵn sàng hỗ trợ bạn tìm ra giải pháp phù hợp!

Sensors Việt Nam là đơn vị phân phối cảm biến công nghiệp, thiết bị đo lường và giải pháp tự động hóa, bao gồm các dòng cảm biến nhiệt độ hồng ngoại cho nhà máy, xưởng sản xuất và hệ thống giám sát công nghiệp. Tại Sensors Việt Nam, bạn sẽ được tư vấn lựa chọn thiết bị dựa trên nhu cầu thực tế, từ dải nhiệt độ cần đo, khoảng cách lắp đặt đến khả năng kết nối với PLC và bộ điều khiển hiện có.

Mọi thông tin về dòng sản phẩm cảm biến nhiệt độ hồng ngoại, vui lòng truy cập website Sensors Việt Nam hoặc Cảm biến Việt Nam để được tư vấn và hỗ trợ nhanh chóng.