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带有IO-Link的非接触式红外温度传感器 –工业4.0的助推器

作者: Balluff on Jun 23, 2020 11:20:29 AM

这篇文章是关于非接触式红外温度传感器的。您将了解涉及高温物体的现代生产过程的好处。这种传感器的典型应用是在冶金和玻璃生产中。到处都有液态或熔融金属在加工。

这篇文章也有德文版

detection of hot metal with infrared temperature sensor
红外热金属探测器,用于检测钢厂中的热坯
钢铁厂内的自动化

现代生产需要非常高的自动化水平。全自动工厂和流程的一大好处是减少了可能导致代价高昂的停机时间。在大型钢铁厂中,有数百个红热的钢坯在四处移动。它们被加工,研磨和制造成各种产品,例如电线,线圈和棒材。跟踪这些对象对于确保顺利且具有成本效益的生产至关重要。生产线的堵塞或损坏通常会导致意外的停机,并且需要花费数小时进行纠正并重新启动过程。

为了应对制造过程中的这些挑战,在现代化的钢铁厂中,您需要自动控制和监视物料流。这尤其适用于工件穿过工厂的路径,并且用于检测零件的传感器也将放置在访问受限的位置或工厂内的危险区域。非接触式红外温度传感器可以在这里可靠地检测生产过程中红热材料的流动和存在。

Steel Billets - Photo: M.Muenzl
钢坯–照片 – Photo: M.Muenzl
铁水的检测

诸如电感或光电设备之类的标准传感器不能在炽热的物体附近使用,因为它们可能会因高温而损坏,或则它们将因物体发出的巨大红外线而超载。与这些标准传感器相比,有一种传感原理,正是利用该红外辐射来检测热物体,甚至提供有关其温度的线索。

非接触式红外测温仪满足要求,并已成功用于此类应用中。它们可以安装在远离热物体的地方,因此不会被热破坏。它们捕获了热物体发出的红外光,因为该辐射几乎不受限制地传播。此外,可以评估辐射的波长和强度,以使物体的温度读数非常准确。然而,我们仍然需要设置或指导某些参数以使设备正常工作。由于许多此类红外温度计被放置在危险或难以接近的地方,因此直接在设备上进行参数化或调节通常是困难的,甚至是不可能的。

 

这是产品简介的链接

 

红外温度传感器的技术基础 - 热金属探测器

传统的光电传感器会产生信号,并在大多数情况下接收该信号的反射。与此相反,红外传感器不发出任何信号。红外传感器的物理原理是检测任何物体发出的红外辐射。
温度高于绝对零度(-273.15°C或-459.67°F)的每个物体都会从其表面发射电磁辐射,该电磁辐射与其固有温度成正比这种辐射称为温度或热辐射。

如果您使用不同的技术,例如光电二极管或热电堆,则可以在很长的距离上检测和测量此辐射。

以下是巴鲁夫红外温度传感器的简单演示视频:

 

红外测温的主要优势

与直接接触的温度计相比,这种基于光学的非接触式测量方法具有多种优势:

  • 无反应测量,即被测物体保持不受影响,从而可以测量非常小的零件的温度
  • 测量频率非常快
  • 可以进行长距离测量,测量设备可以位于危险区域之外
  • 您可以可靠检测和测量极高温度
  • 检测非常热的部分:高温计可以检测非常热的物体,而传统的光学传感器受到红外辐射的限制
  • 可以测量运动物体
  • 测量点无磨损
  • 带电部件的无危险测量

 

IO-Link,用于更智能的传感器

IO-Link作为通用的智能传感器接口,在过去10年中已在几乎所有传感技术中使用。IO-Link是传感器和执行器的标准化统一界面,无论其复杂程度如何。它们将在设备和控制系统/HMI之间提供一致的通信。IO-Link还允许控制器或操作员在HMI上动态更改传感器参数,从而减少产品转换和格式更改的停机时间。如果需要更换设备,则在安装并连接新设备后会自动重新分配参数。这也减少了手动操作并防止了错误的设置。无需特殊的设备专用软件,使用三芯标准电缆无需屏蔽即可轻松布线。

因此,在自动化生产过程中,使用IO-Link是非接触式红外温度传感器的理想接口。

 

IO-Link Architecture - Graphic: Balluff

点击前往IO-Link械会

IO-Link用户群

除了温度以外,此红外温度传感器内部还生成其他值和数据。用户可以将数据上传到控制系统,也可以使用此信息进行状态监视和预测性维护。钢铁厂需要了解过程中的数据以保持其产品始终如一的高质量。传感器提供的信息不仅是二进制信号,还将在工业4.0的背景下为可靠,平稳的生产带来额外的好处。

 

应用领域

您可以在温度高于250°C(482°F)的所有应用中使用红外温度传感器进行物体检测。

无论是制造金属,陶瓷还是玻璃,这种工业非接触式红外温度检测仪通常会安装在铸造厂和熔炉周围苛刻的环境中。

BTS温度传感器安装在钢厂的热轧生产线上,带有鼓风机和冷却套。

传感器安装在热轧机上
带有鼓风机和冷却装置的传感器

 

有关此传感器的更多信息,数据表和文献,请参见此处 ;有关IO-Link的信息,请参见Balluff网站。

 

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