鋼管感應(yīng)加熱溫度間接控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼管加熱領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼管感應(yīng)加熱控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼管加熱領(lǐng)域，因為感應(yīng)加熱具有快速、節(jié)能、高效等優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用；在鋼管加熱加工過程中因為一般需要對加熱溫度進行精確控制，以便于保證產(chǎn)品質(zhì)量，因此如何準確檢測加熱溫度，以及有效控制加熱時間成為一個需要重點解決的問題。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，對鋼管溫度的檢測大多采用鋼管出線圈后用紅外線溫度傳感器測溫度，在布置時紅外線溫度傳感器一般會離開感應(yīng)線圈一段距離，鋼管表面往往還有一層氧化鐵皮，這樣檢測出來的溫度非常不精確，因此經(jīng)常會出現(xiàn)鋼管加熱不夠或過燒，影響了鋼管加工質(zhì)量，因此需要一種能夠在線實時控制溫度的鋼管感應(yīng)加熱裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鋼管感應(yīng)加熱溫度間接控制方法利用熱脹冷縮線性變化的原理通過測量鋼管外壁位移量間接計算得到鋼管溫度，實現(xiàn)了鋼管加熱過程中的溫度在線實時監(jiān)測，并使得測溫結(jié)果基本不會被表面氧化鐵皮所影響，提高了測量精度，以實現(xiàn)對鋼管感應(yīng)加熱溫度的精確控制，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種鋼管感應(yīng)加熱溫度間接控制方法，其特征是，包括以下步驟:
[0006]S1:測定被加熱鋼管所用材質(zhì)的熱脹冷縮系數(shù)；
[0007]S2:設(shè)置指向被加熱鋼管軸線的激光位移傳感器，在加熱前用激光位移傳感器對被加熱鋼管外壁的初始位置進行定位，并測量被加熱鋼管在加熱前的初始外徑和工作現(xiàn)場初始溫度；
[0008]S3:在加熱中用激光位移傳感器實時測量被加熱鋼管外壁的位移值，然后根據(jù)公式I計算得到被加熱鋼管的當前溫度t ；
[0009]2 Δ H = (t-T) * a *D (I)
[0010]式中:T為工作現(xiàn)場初始溫度；
[0011 ] D為被加熱鋼管的初始外徑；
[0012]α為被加熱鋼管所用材質(zhì)的熱脹冷縮系數(shù)；
[0013]Δ H為被加熱鋼管加熱時外壁的位移值；
[0014]最終控制器根據(jù)步驟S3得到的實時溫度數(shù)據(jù)對鋼管加熱進行在線實時控制。
[0015]加熱所述被加熱鋼管用的感應(yīng)加熱機構(gòu)由兩段感應(yīng)加熱線圈構(gòu)成，兩段所述的感應(yīng)加熱線圈之間留有一間隙段，所述間隙段外套裝有由步進電機帶動的環(huán)形支架，所述環(huán)形支架與被加熱鋼管同軸設(shè)置；所述激光位移傳感器共有一對，一對所述的激光位移傳感器中心對稱安裝在環(huán)形支架上，所述激光位移傳感器發(fā)出的激光穿過間隙段照射被加熱鋼管。
[0016]所述步驟S2中測量被加熱鋼管在加熱前的初始外徑的具體包括以下步驟，
[0017]步驟一、選出直徑等于標準直徑的鋼管作為標準鋼管，將標準鋼管放置到感應(yīng)加熱線圈中；
[0018]步驟二、用激光位移傳感器對標準鋼管的外壁定位并歸零；
[0019]步驟三、取出標準鋼管，將被加熱鋼管放置到感應(yīng)加熱線圈中，利用激光位移傳感器測量得到被加熱鋼管外壁的初始位移值，計算得到被加熱鋼管的初始外徑=標準直徑+2*初始位移值。
[0020]所述步驟步驟三中用激光位移傳感器檢測初始位移值為檢測被加熱鋼管周向多處外壁初始位移值的平均值，具體為:步進電機帶動環(huán)形支架在±180°范圍內(nèi)來回旋轉(zhuǎn)一個周期，每旋轉(zhuǎn)30度檢測一次，以一個檢測周期內(nèi)的平均值作為初始位移值。
[0021]所述間隙段的寬度為I?5mm。
[0022]本發(fā)明鋼管感應(yīng)加熱溫度間接控制方法利用熱脹冷縮線性變化的原理通過測量鋼管外壁位移量間接計算得到鋼管溫度，實現(xiàn)了鋼管加熱過程中的溫度在線實時監(jiān)測，并使得測溫結(jié)果基本不會被表面氧化鐵皮所影響，提高了測量精度，以實現(xiàn)對鋼管感應(yīng)加熱溫度的精確控制，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明鋼管感應(yīng)加熱溫度間接控制方法中所用激光位移傳感機構(gòu)的布置示意圖。
[0024]圖中:1感應(yīng)加熱線圈、2間隙段、3激光位移傳感器、4被加熱鋼管、5環(huán)形支架、6步進電機。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明表述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0026]實施例1
[0027]如圖1所示，一種鋼管感應(yīng)加熱溫度間接控制方法，包括以下步驟:
[0028]S1:測定被加熱鋼管所用材質(zhì)的熱脹冷縮系數(shù)；
[0029]S2:設(shè)置指向被加熱鋼管軸線的激光位移傳感器，在加熱前用激光位移傳感器對被加熱鋼管外壁的初始位置進行定位，并測量被加熱鋼管在加熱前的初始外徑和工作現(xiàn)場初始溫度；
[0030]測量被加熱鋼管在加熱前的初始外徑的具體包括以下步驟，
[0031]步驟一、選出直徑等于標準直徑的鋼管作為標準鋼管，將標準鋼管放置到感應(yīng)加熱線圈I中；
[0032]步驟二、用激光位移傳感器3對標準鋼管的外壁定位并歸零；
[0033]步驟三、取出標準鋼管，將被加熱鋼管4放置到感應(yīng)加熱線圈I中，利用激光位移傳感器3測量得到被加熱鋼管4外壁的初始位移值，計算得到被加熱鋼管的初始外徑=標準直徑+2*初始位移值。
[0034]S3:在加熱中用激光位移傳感器實時測量被加熱鋼管外壁的位移值，在此檢測中激光位移傳感器3保持不動，被加熱鋼管外壁的位移值=當前位移值-初始位移值，如有多個激光位移傳感器3，則取平均值，然后根據(jù)公式I計算得到被加熱鋼管的當前溫度t ;
[0035]2 Λ H = (t_T)*a *D (I)
[0036]式中:T為工作現(xiàn)場初始溫度；
[0037]D為被加熱鋼管的初始外徑；
[0038]a為被加熱鋼管所用材質(zhì)的熱脹冷縮系數(shù)；
[0039]Λ H為被加熱鋼管加熱時外壁的位移值；在本發(fā)明中，因每個鋼管并不是真正的標稱尺寸，外形也不可能是真正的圓形，因此