Detección y control de la temperatura en los hornos de tratamiento térmico

Thread Content

El último comentario en este post fue hecho por lyyifeng el 7 de abril de 2016, a las 15:22. El sistema de detección de la temperatura del horno de calentamiento está compuesto principalmente por un PLC (controlador programable) y sensores. El proceso mediante el cual funciona el sistema de detección de temperatura consiste en que los sensores convierten la temperatura en señales eléctricas. Estas señales eléctricas ingresan al PLC a través del módulo de entrada del PLC. El procesador central (CPU) del PLC convierte las señales eléctricas recibidas en valores que pueden ser reconocidos por el PLC, mediante una conversión A/D. Luego, el PLC realiza un control automático, tomando en cuenta la diferencia entre la temperatura establecida por el sistema (SP) y la temperatura real (PV), mediante cálculos PID. Los datos de detección de temperatura pueden registrarse en forma de curvas históricas, lo cual sirve como base para determinar si los productos producidos por el horno de calentamiento cumplen con los requisitos establecidos. Elección del equipo de medición: Para el calentamiento de los tubos de acero, los hornos de tratamiento térmico que utilizamos suelen contar con termopares para medir la temperatura dentro del horno. De esta manera, se puede monitorear en tiempo real el efecto de calentamiento del horno, www.rclkz.com. El horno se controla según la curva de calentamiento necesaria para el metal. Afuera del horno, se utilizan termómetros infrarrojos para medir la temperatura de los objetos que se están calentando. Esto permite conocer de inmediato el grado de calentamiento del metal dentro del horno, así como detectar cualquier anomalía durante el proceso de calentamiento. La señal de diferencia de potencial generada por los termopares, así como la señal analógica producida por los termómetros infrarrojos, pueden ser capturadas por el PLC. Estas señales, una vez procesadas por el PLC, se utilizan como señales de control para regular, registrar y almacenar la temperatura del horno de calentamiento. (1) Para las mediciones dentro del horno, se utilizan principalmente dispositivos de medición de temperatura. Actualmente, los sensores que se emplean para medir la temperatura en los hornos en tiempo real, tanto a nivel nacional como internacional, suelen ser termopares. Principio de medición de temperatura por termopares: Se conectan los extremos de dos conductores con composiciones diferentes para formar un circuito. Cuando la temperatura en los puntos de conexión es diferente, se genera una fuerza electromotriz en el circuito. Este fenómeno se denomina efecto termoeléctrico, y esa fuerza electromotriz se conoce como potencial termoeléctrico. Durante el proceso de tratamiento térmico, los termopares utilizados en los hornos de calentamiento son principalmente termopares de tipo K y tipo S. Par K: material níquel-cromo – níquel-silicio; rango de medición a largo plazo de 0 a 900 °C. Los materiales metálicos comunes son económicos. Par S: material platino-rhodium 10 – platino; rango de medición a largo plazo de 0 a 1300 °C. Los materiales preciosos tienen un costo elevado. Teniendo en cuenta el rango de medición, el nivel de precisión y la relación calidad-precio de los termopares, se recomienda utilizar termopares de tipo S de grado II en los hornos de templado durante el proceso de tratamiento térmico; el error de medición en este caso es de 2,25 a 2,75 °C. En cuanto a los hornos de revenido, se sugiere utilizar termopares de tipo K de grado I, con un error de medición de 2,4 a 3,2 °C. (2) Para las mediciones fuera del horno, se utilizan principalmente dispositivos de medición de temperatura. Principio de medición por infrarrojos: Los objetos cuya temperatura es superior al cero absoluto emiten radiación infrarroja. Mediante detectores de infrarrojos, la señal de potencia emitida por el objeto se convierte en una señal eléctrica, y esta a su vez se transforma en una señal de temperatura, lo que permite realizar mediciones a distancia del objeto en cuestión. Como se muestra en la Figura 1, dentro del mismo rango de longitudes de onda, cuanto mayor es la temperatura, mayor es la energía que emite el objeto. Los dispositivos de medición de temperatura por infrarrojos aprovechan este principio para detectar la cantidad de energía radiada y, a través de cálculos, determinar la temperatura real del objeto. Existen muchos factores que afectan la precisión de la medición. Los principales son el nivel de precisión del equipo de medición, la distancia de medición y la longitud de onda, entre otros. Además, los objetos con diferentes temperaturas presentan una distribución de la energía radiante en rangos de longitud de onda distintos. Cuanto mayor es la temperatura, más se desplaza la zona de alta energía radiante hacia longitudes de onda más cortas. Por lo tanto, para medir objetos a bajas temperaturas se deben utilizar dispositivos de medición con longitudes de onda más largas, mientras que para medir objetos a altas temperaturas se deben utilizar dispositivos con longitudes de onda más cortas.