光纤式热金属检测器在热轧中的应用？

光纤式热金属检测器是一种利用光学原理检测高温物体（通常高于500°C）的传感器。在环境恶劣、温度高、震动大的热轧生产中，它扮演着不可或缺的“眼睛”的角色。

一、 光纤式HMD的工作原理

其核心原理是检测高温物体发出的特定波长的红外辐射。

1.光学探测：检测器的探头通过特殊设计的透镜系统，接收热钢坯、钢板或带钢辐射出的红外线。

2.光纤传导：接收到的红外光信号通过一束光纤电缆传输到远处的控制单元。这是其关键特点，将敏感的电子元件与高温、高湿、多粉尘的现场环境隔离开。

3.信号处理：控制单元内的光电元件将光信号转换为电信号，经过放大和逻辑判断后，输出一个清晰的开关量信号（如PNP/NPN或继电器信号）。

4.输出与控制：这个开关信号被传送给PLC（可编程逻辑控制器）或直接控制其他设备，从而触发相应的动作。

二、 在热轧生产线中的具体应用场景

光纤式HMD被 strategically（战略性地）安装在生产线的各个关键节点，主要用于位置检测、跟踪和流程控制。

1.加热炉出口

1.功能：检测钢坯是否从加热炉中推出。

2.作用：向控制系统确认“钢坯已出炉”，可以启动后续的辊道运输，并通知粗轧机准备接收。这是整个轧制流程的起点信号。

2.粗轧与精轧机入口/出口

1.功能：检测轧件的头部和尾部是否进入或离开轧机。

2.作用：

1.自动启停轧机：确保当轧件头部到达时轧机才开始咬钢，尾部离开时停止，防止打滑、空转或设备损坏。

2.节奏控制：协调多架轧机之间的速度，保证轧件顺畅通过，不会堆钢或拉钢。

3.飞剪与卷取机前

1.功能：精确检测轧件头部和尾部的位置。

2.作用：

1.飞剪：控制飞剪在精确的时刻动作，切除不规则的头尾部分，或在定尺剪切时根据长度信号进行剪切。

2.卷取机：当带钢头部到达卷取机时，HMD信号触发助卷辊张开和夹送辊动作，确保带钢顺利咬入并开始卷取。

4.活套控制

1.功能：在精轧机组之间，检测活套的高度或角度。

2.作用：活套的作用是储存一定的轧件，以缓冲相邻机架之间的速度微小差异。HMD通过检测活套的位置，向速度控制系统提供反馈，动态调整上游机架的速度，维持活套稳定，从而保证带钢的张力恒定和厚度均匀。

5.带钢跟踪与路径选择

1.功能：在有多条通道（如上线和下线）的辊道处分叉点安装HMD。

2.作用：检测带钢的走向，并联动升降挡板或推钢机，将带钢引导到正确的路径上，进入下一道工序（如冷却线、卷取机或精整线）。

三、 相比其他类型HMD（如镜头式）的优势

光纤式HMD之所以在热轧中成为主流，主要得益于其独特的设计：

1.抗干扰性强：光纤本身不受电磁干扰的影响，在电机、变频器众多的轧钢车间里，信号传输非常稳定可靠。

2.耐高温与防震：探头部分只包含光学镜片，不含电子元件，可以承受近距离的高温烘烤和强烈的机械振动，寿命更长。

3.安装灵活，维护方便：

1.控制单元可以安装在离高温区几十米远的电气室内，环境友好。

2.光纤柔软，布线方便，可以绕过障碍物。

3.探头体积通常较小，易于在空间受限的位置安装。

4.响应速度快：光信号传输极快，响应时间通常在毫秒级别，能满足高速轧制的要求。

5.检测精度高：通过选用不同波长的滤光片，可以有效滤除背景干扰（如热水蒸气、炉膛红光），只对特定温度的钢料做出反应，误报率低。

四、 选型与维护要点

为了确保其可靠运行，需要注意：

选型：

o检测距离：根据安装位置与轧件的距离选择。

o检测温度：不同材质的钢种和不同工艺点（如粗轧后温度高，卷取时温度较低）的温度不同，需选择合适温度范围的HMD。

o光纤长度：根据控制柜到安装点的距离选择。

o防护等级：探头通常需要IP67或更高的防护等级，以防水、防尘。

维护：

o清洁镜头：探头镜头上容易积累水汽、油污和灰尘，需要定期清理，否则会严重影响检测灵敏度。很多探头自带压缩空气吹扫接口，用于持续清洁。

o检查光纤：避免光纤被轧件撞到或被高温烧损，定期检查其完整性。

o校准：定期检查其检测点是否准确，防止因漂移导致误动作。

总结

在现代化、自动化的热轧生产中，光纤式热金属检测器是实现全过程自动化、保证生产安全、提高产品质量与效率的关键基础元件。它如同生产线的神经末梢，将“看到”的每一个关键事件准确、快速地传递给“大脑”（PLC控制系统），从而指挥庞大的机械设备协调、高效地运转。