HMD热金属检测器设计和实现.doc

HMD热金属检测器设计和实现摘 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 热金属检测器（hot metal detector）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。1 hmd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。2 hmd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。3 hmd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100 ma。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