本發(fā)明涉及冶金
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種對(duì)紅外測(cè)溫設(shè)備的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行修正的方法，可在合理設(shè)置紅外測(cè)溫設(shè)備參數(shù)的前提下，預(yù)先進(jìn)行數(shù)據(jù)處理工作并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試結(jié)果的修正。
背景技術(shù)：
：溫度測(cè)量在冶金過程中是非常重要的因素。金屬冶煉的過程中，一些重要的化學(xué)反應(yīng)需要在特定的溫度條件下才能進(jìn)行；鋼渣界面反應(yīng)也需要合適的溫度才能具備合適的動(dòng)力學(xué)條件；在金屬熱處理的過程中，組織相變也需要特定的溫度。因此，在這些過程中測(cè)量準(zhǔn)確的溫度值是成敗的關(guān)鍵。在實(shí)際生產(chǎn)中，主要存在接觸式和非接觸式兩類測(cè)溫方法。接觸式測(cè)溫主要是采用各類熱電偶，通過實(shí)體接觸取得目標(biāo)的溫度。這種測(cè)溫方式直接而精準(zhǔn)，在冶金過程中被廣泛采用。但這種方式存在一定的缺點(diǎn)：第一，在需要密集測(cè)溫的情況下測(cè)溫速度較慢；第二，每次測(cè)溫如果需要人工操作的話帶有一定的危險(xiǎn)性，例如爐外精煉測(cè)溫需要停止給電起?。坏谌?，對(duì)于高溫固體，采用熱電偶測(cè)試時(shí)需要將其焊接在固體表面，否則測(cè)溫不準(zhǔn)；第四，高溫測(cè)溫通常采用一次性熱電偶，每次測(cè)溫需要產(chǎn)生一定的消耗，較大密度測(cè)量時(shí)這種消耗更高；更換新的熱電偶也會(huì)消耗工時(shí)。非接觸式紅外測(cè)溫可對(duì)一些溫度很高的區(qū)域、流動(dòng)的鋼水等目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量；使用方便、安全、快捷，目前在冶金領(lǐng)域已經(jīng)有一定的應(yīng)用。其主要原理是通過測(cè)量目標(biāo)自身的輻射能量，根據(jù)對(duì)接收到的電磁波的波長、能量強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，得出目標(biāo)的表面溫度。電磁波其輻射強(qiáng)度波長、溫度有關(guān)，如式1。式中：Mλ為單位面積黑體的輻射功率；λ為波長；T為絕對(duì)溫度：C1為第一輻射常數(shù)；C2為第二輻射常數(shù)。非接觸式紅外測(cè)溫儀按不同的原理可分為：全輻射式測(cè)溫儀、部分輻射式測(cè)溫儀、雙色測(cè)溫儀。1)全輻射測(cè)溫儀又稱輻射感溫儀，利用輻射總量的大小來判斷物體的溫度。接收元件一般是熱探測(cè)器，如電熱堆。這種方式機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，但靈敏度低，受發(fā)射率影響大。由于不同物體的總發(fā)射率不同，即使是同溫度的物體必須引入不同的修正。但因?yàn)閷?shí)際目標(biāo)的發(fā)射率常常難以確定，加上煙塵、熱空氣波動(dòng)等環(huán)境因素影響，修正難度較大。2)部分輻射式測(cè)溫儀又稱亮度式測(cè)溫儀，是選取某一波段的輻射功率大小來判斷目標(biāo)的溫度，又稱單色測(cè)溫儀。其接收元件一般是光電探測(cè)器，如硅光電池；接收的波段是選擇的，其特點(diǎn)是靈敏度高，但由于是根據(jù)接收輻射能量的大小來判別目標(biāo)的溫度，仍然受單色發(fā)射率和環(huán)境因素的影響。對(duì)測(cè)溫距離、目標(biāo)大小有嚴(yán)格要求，通常工作在短波區(qū)，適合測(cè)量高溫。3)雙色測(cè)溫儀又稱比色測(cè)溫，可以減少發(fā)射率和煙塵、水汽、距離變化及物體局部被遮擋等因素的影響。它不是根據(jù)直接接收到的物體熱輻射能量的大小來判別溫度，而是分別接收物體紅外輻射中兩個(gè)相鄰波段的能量，并求其比，再根據(jù)這個(gè)比值的大小來確定物體的溫度。只要物體的溫度相同，兩相鄰波段輻射能量的比值基本保持不變；如果物體溫度發(fā)生變化，則比值相應(yīng)發(fā)生變化。因此采用紅外雙色測(cè)溫，一般可不進(jìn)行發(fā)射率修正。但測(cè)溫時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇合適的工作波長，若波長選擇不合適，測(cè)量誤差會(huì)變大；而且兩個(gè)波段的測(cè)量是分開的，信號(hào)處理速度不快，相應(yīng)時(shí)間長，對(duì)運(yùn)動(dòng)和溫度變化快的高溫物體誤差很大。且因設(shè)備測(cè)溫及內(nèi)部構(gòu)造的緣故，設(shè)備體積會(huì)很大，攜帶不便。非接觸式紅外測(cè)溫儀按不同的測(cè)溫方法可分為：點(diǎn)式測(cè)溫、面掃描測(cè)溫。點(diǎn)式測(cè)溫儀能測(cè)目標(biāo)表面某一點(diǎn)的溫度，面掃描測(cè)溫儀能測(cè)試一個(gè)面的溫度。便攜式的點(diǎn)式測(cè)溫儀和面掃描測(cè)溫儀通常應(yīng)用單色測(cè)溫，受發(fā)射率和環(huán)境因素影響較大。對(duì)面掃描而言，測(cè)量過大的物體精度也很差。綜上所述，非接觸式紅外測(cè)溫存在的誤差因測(cè)溫原理不同而有所不同，主要?dú)w納為以下幾點(diǎn)：第一，單色測(cè)溫受發(fā)射率、工作波長、測(cè)溫距離、環(huán)境溫度、粉塵、水汽等條件的影響；第二，雙色測(cè)溫受工作波長的選擇、響應(yīng)時(shí)間(目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、目標(biāo)的溫度穩(wěn)定性)等條件的影響；第三，點(diǎn)式測(cè)溫所受的影響因測(cè)溫原理而異，如果應(yīng)用單色測(cè)溫原理，還受測(cè)溫角度的影響(輻射率與測(cè)試角度有關(guān))；第四，面掃描測(cè)溫還受目標(biāo)尺寸大小影響，因?yàn)闇y(cè)試目標(biāo)過大或者過小都會(huì)受到背景輻射能量的影響，通常保證測(cè)試目標(biāo)尺寸超過視場(chǎng)大小的50％為佳，且保持1m遠(yuǎn)的測(cè)量距離。以上的紅外測(cè)溫裝置存在的誤差因?yàn)閼?yīng)用的方式的原因難以消除，在鋼鐵廠測(cè)試鑄造鋼錠這種高溫環(huán)境中，測(cè)試誤差非常的大。如某特鋼公司擁有模鑄平臺(tái)4座，一個(gè)平臺(tái)可同時(shí)澆注2～6只鋼錠。模鑄車間采用移動(dòng)澆鑄車進(jìn)行4個(gè)平臺(tái)的依次連續(xù)澆注作業(yè)。因澆注制度及保溫制度的原因，鋼錠錠身存在大量的缺陷，這些缺陷等級(jí)和類型在探傷或軋制之后才能得知。該公司采用非接觸式紅外測(cè)溫監(jiān)控鑄錠溫度。該公司G156.8t四方鋼錠錠模表面的實(shí)際溫度與采用單色原理的紅外測(cè)溫槍和紅外熱像測(cè)量溫度如表1所示。表1.某廠鋼錠測(cè)量溫度對(duì)比可以看出，盡管在測(cè)試之前依據(jù)目標(biāo)的材質(zhì)和距離調(diào)整了發(fā)射率，但2種紅外測(cè)溫設(shè)備測(cè)得的值與熱電偶測(cè)出的真實(shí)值仍然有較大的差距，甚至兩種測(cè)溫設(shè)備之間也存在明顯的誤差。熱像儀受環(huán)境影響較大，誤差最高超過200℃，紅外測(cè)溫槍在高溫下誤差略小于熱像儀，較低溫度下與熱像儀誤差基本相同。且這些數(shù)據(jù)的規(guī)律混亂，需要采用特殊方法修正。優(yōu)化裝置內(nèi)部的算法、改善光波的接收裝置、開發(fā)新的比色測(cè)溫儀等方式被認(rèn)為是提高測(cè)試精度的有效方法。但目前市場(chǎng)上并未出現(xiàn)一種使用方便，可以在鋼廠高溫環(huán)境下同時(shí)測(cè)試高中溫物體，精度較高且不用固定安裝的紅外測(cè)溫設(shè)備；說明這方面的應(yīng)用并沒有工業(yè)化，可能存在一些技術(shù)難題。中國專利申請(qǐng)“紅外測(cè)溫方法和紅外測(cè)溫系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)枺?01110036109.7)。主要通過自動(dòng)可變雙波長紅外檢測(cè)裝置測(cè)試目標(biāo)的2種波長，通過帶入計(jì)算得到給定波長下目標(biāo)的輻射強(qiáng)度和被目標(biāo)溫度之間的對(duì)應(yīng)曲線，獲取較高精度的測(cè)量溫度。但后續(xù)的報(bào)道顯示，發(fā)明者利用該專利制造出的設(shè)備不能在高溫環(huán)境下使用。中國專利申請(qǐng)“紅外線高溫測(cè)溫裝置及方法”(申請(qǐng)?zhí)枺?01010512667.1)。該裝置和方法可測(cè)試各種真空或有惰性氣體保護(hù)的超高溫設(shè)備的溫度，但該專利并沒有提到能否在其非真空設(shè)備上使用。中國專利申請(qǐng)“紅外測(cè)溫方法及裝置”(申請(qǐng)?zhí)枺?01310653761.2)。其主要是在設(shè)備元件的配置上有一定優(yōu)化，高溫環(huán)境下仍然存在較大的誤差。針對(duì)已存在的紅外裝置進(jìn)行校準(zhǔn)的方法也存在一些專利。如中國專利申請(qǐng)“一種紅外測(cè)溫實(shí)時(shí)校準(zhǔn)的方法及裝置”(申請(qǐng)?zhí)枺?00610072947.9)。主要是通過設(shè)置一個(gè)與被測(cè)物體相同的恒溫源，通過測(cè)試恒溫源的實(shí)際溫度與目標(biāo)紅外溫度，實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)的目的。但實(shí)際上該方式并未提及是否對(duì)連續(xù)變溫的高溫目標(biāo)適用，對(duì)惡劣環(huán)境是否能克服。中國專利申請(qǐng)“一種紅外測(cè)溫在線自校準(zhǔn)裝置及其方法”(申請(qǐng)?zhí)枺?00710031427.8)。這方法主要是在設(shè)備內(nèi)部設(shè)置黑體和光路反射鏡等部件，實(shí)時(shí)校準(zhǔn)測(cè)試溫度，可便攜在野外使用。但同樣，不能適用于高溫目標(biāo)及惡劣環(huán)境。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)紅外測(cè)溫設(shè)備的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行修正的方法，以克服紅外測(cè)溫設(shè)備在高溫、粉塵區(qū)域使用時(shí)難以測(cè)得較為準(zhǔn)確溫度的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種對(duì)紅外測(cè)溫設(shè)備的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行修正的方法，包括以下步驟：1)外部模型設(shè)置：1.1)使熱電偶偶頭接觸被測(cè)目標(biāo)；1.2)在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試角度范圍內(nèi)和測(cè)試距離范圍內(nèi)設(shè)置若干個(gè)測(cè)試位置；2)紅外數(shù)據(jù)測(cè)量：設(shè)置紅外測(cè)溫設(shè)備的發(fā)射率，按照步驟1.2)設(shè)置的測(cè)試位置測(cè)試被測(cè)目標(biāo)的溫度；同時(shí)，熱電偶進(jìn)行同步測(cè)溫；3)計(jì)算公式建立與修正：3.1)函數(shù)模型建立計(jì)算公式的系數(shù)和乘數(shù)的取值；計(jì)算公式為：y＝a+bx+cx2……Nxn-1；x＝j(luò)1x1+j2x2+j3x3……jixi；其中，y表示最終修正得到的溫度；n表示級(jí)數(shù)；xi為函數(shù)變量，表示涉及到的因素；ji表示函數(shù)標(biāo)量的系數(shù)，i為因素的個(gè)數(shù)；a、b、c……N表示n>1時(shí)，每一級(jí)系數(shù)的變化乘數(shù)；所述因素為距離L、角度α、錠模厚度D中的一種或多種及固定的紅外溫度ta；然后確認(rèn)級(jí)數(shù)n后，將公式變形，合并函數(shù)的系數(shù)j1、j2、j3……ji和變化乘數(shù)a、b、c……N，形成新的擬合公式模型：基于合并后的公式模型，對(duì)步驟2)測(cè)量得到的若干組熱電偶和紅外測(cè)溫設(shè)備溫度數(shù)據(jù)，采用SPSS軟件進(jìn)行回歸分析：以熱電偶測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)為因變量y，確認(rèn)公式模型的系數(shù)，修正紅外溫度；3.2)函數(shù)穩(wěn)定性測(cè)試：采用得到的計(jì)算公式轉(zhuǎn)換紅外溫度為修正溫度，分析修正溫度與熱電偶溫度之間的偏移情況；如果偏移程度超過限定誤差，則依據(jù)誤差變化調(diào)整公式的長度和系數(shù)的初始取值；如仍不滿足則返回步驟2)進(jìn)行邏輯篩查，然后重新回歸計(jì)算系數(shù)取值；直到建立的回歸公式完全滿足限定誤差的要求；3.3)函數(shù)精確性測(cè)試：對(duì)該環(huán)境下，紅外測(cè)溫設(shè)備測(cè)定的任意數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，對(duì)比修正數(shù)據(jù)與熱電偶溫度的偏移情況，調(diào)整公式的系數(shù)，直至獲得精確的修正公式完全滿足限定誤差和隨機(jī)驗(yàn)證的要求；4)在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)采用同種紅外測(cè)溫設(shè)備對(duì)目標(biāo)進(jìn)行紅外測(cè)溫，通過步驟3.3)獲得的修正公式對(duì)測(cè)溫溫度進(jìn)行修改正，獲得真實(shí)的目標(biāo)溫度。進(jìn)一步的，步驟3.1)中，對(duì)3因素，n的取值為2；當(dāng)因素大于3時(shí)，n的取值為3。進(jìn)一步的，步驟1.1)中如果目標(biāo)為金屬，將熱電偶焊接在目標(biāo)之上，熱電偶延長端做溫度補(bǔ)償；如目標(biāo)無法使用電焊，將偶頭淺埋入目標(biāo)表面，并用鋼絲束縛反向固定。進(jìn)一步的，步驟1.2)中測(cè)試角度范圍為30～90°；測(cè)試距離范圍為1～10m；步驟2)中測(cè)溫時(shí)采用固定支架固定紅外測(cè)溫設(shè)備。進(jìn)一步的，步驟2)中外測(cè)溫設(shè)備測(cè)完完成后，進(jìn)行邏輯篩查，選出不合理的數(shù)據(jù)重新測(cè)量。進(jìn)一步的，3因素，N＝1時(shí)，y＝a+bx1+cx2+dx3，式中最多有4個(gè)可賦予系數(shù)的單元(此處的a、b、c…為合并后的系數(shù))。進(jìn)一步的，3因素，N＝2時(shí)，y＝a+bx1+cx2+dx3+ex12+fx22+gx32+hx1x3+ix1x2+jx2x3+(kx1x2x3)，式中最多有11個(gè)可賦予系數(shù)的單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：(1)采用本發(fā)明修正過的溫度數(shù)據(jù)與實(shí)際溫度的誤差：60％以上的溫度點(diǎn)誤差<3％，其余的溫度點(diǎn)誤差<5％。(2)針對(duì)同一種材質(zhì)的測(cè)溫目標(biāo)和紅外測(cè)溫設(shè)備，只需要進(jìn)行一次修正，并可用該種修正方法針對(duì)該設(shè)備測(cè)出的該材質(zhì)的溫度進(jìn)行修正。(3)本發(fā)明可對(duì)連續(xù)變溫的目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量修正，所能修正的溫度區(qū)間大、適宜修正惡劣條件環(huán)境條件下測(cè)得的數(shù)據(jù)。(4)本發(fā)明適合修正多種紅外測(cè)溫設(shè)備所測(cè)量的值，包括且不限于手持式測(cè)溫設(shè)備(單色)、固定安裝的紅外感溫器、雙色紅外測(cè)溫儀等。如設(shè)備不能滿足高溫復(fù)雜環(huán)境下的測(cè)試，也可以利用本發(fā)明得到該環(huán)境下較為精確的值。(5)超大型的目標(biāo)溫度采用本發(fā)明修正，具有明顯優(yōu)勢(shì)。除了針對(duì)固體目標(biāo)的測(cè)量，也可針對(duì)溶液、煙氣等目標(biāo)的測(cè)量。附圖說明圖1為目標(biāo)為鋼錠模時(shí)紅外測(cè)溫修正方法的示意圖。圖2為實(shí)際溫度測(cè)試的示意圖。圖3為spss軟件對(duì)公式1進(jìn)行線性回歸得出的結(jié)果示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明提出了一種對(duì)紅外測(cè)溫設(shè)備的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行修正的方法，對(duì)復(fù)雜測(cè)溫壞境、不適應(yīng)高溫測(cè)量的設(shè)備測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，修正后接近目標(biāo)的真實(shí)溫度。在具體實(shí)施過程中，要根據(jù)設(shè)備類型、目標(biāo)尺寸、溫度區(qū)間等因素，對(duì)相關(guān)參數(shù)和測(cè)溫條件適當(dāng)調(diào)整。參考
發(fā)明內(nèi)容和圖1，本發(fā)明實(shí)施主要是針對(duì)擬修正的目標(biāo)或者與擬修正目標(biāo)同材質(zhì)同測(cè)溫條件的代替品進(jìn)行。以測(cè)溫距離、測(cè)溫角度、紅外溫度為自素變量，采用紅外測(cè)溫設(shè)備測(cè)試因素變量持續(xù)變化時(shí)的目標(biāo)溫度。參考圖2，測(cè)試真溫度時(shí)采用檢測(cè)合格的S型電偶或K型熱電偶。請(qǐng)參閱圖1及圖2所示，本發(fā)明一種對(duì)紅外測(cè)溫設(shè)備的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行修正的方法，包括以下步驟：1、外部模型設(shè)置與熱電偶測(cè)溫：1)根據(jù)溫度不同采用對(duì)應(yīng)測(cè)溫范圍的熱電偶；如1200度以下，可采用K型熱電偶；1500度以上采用S型熱電偶。2)使熱電偶偶頭接觸被測(cè)目標(biāo)：鋸開熱電偶保護(hù)管3前端(如果有保護(hù)管)，采用點(diǎn)焊將熱電偶裸露的偶頭焊接在目標(biāo)表面(金屬物體)；如對(duì)無機(jī)非金屬目標(biāo)可將偶頭淺埋入目標(biāo)表面(挖淺坑)，并用鋼絲束縛熱電偶保護(hù)管，反向固定。3)熱電偶溫度補(bǔ)償，采用恒溫冰桶4；冰桶放置在安全區(qū)域。4)熱電偶測(cè)試的溫度可采用電腦軟件直接讀??；也可采用人工讀數(shù)，溫度波動(dòng)在±2℃時(shí)讀數(shù)。5)大尺寸目標(biāo)，用粉筆或銼刀在目標(biāo)上進(jìn)行標(biāo)記，保證點(diǎn)測(cè)溫設(shè)備每次測(cè)試同一個(gè)點(diǎn)。6)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)室情況標(biāo)注距離和角度，距離通常1～10m，與目標(biāo)的測(cè)試角度90°、60°、30°；7)在每個(gè)角度的距離上，標(biāo)注紅外設(shè)備放置的位置(紅外設(shè)備采取支架固定，降低手持產(chǎn)生的誤差)。2、紅外測(cè)溫。1)調(diào)整發(fā)射率，對(duì)照參數(shù)表，設(shè)置與測(cè)試目標(biāo)材質(zhì)一致或者接近目標(biāo)材質(zhì)的真實(shí)發(fā)射率；對(duì)焦之后盡量不移動(dòng)設(shè)備。2)如測(cè)試目標(biāo)尺寸巨大，面測(cè)溫設(shè)備分鏡測(cè)試，切分?jǐn)z入部位時(shí)在目標(biāo)上選擇合理參照點(diǎn)，可在熱像照片上分清楚目標(biāo)切分部位。3)在不同距離和角度測(cè)量，點(diǎn)測(cè)溫紅外設(shè)備，應(yīng)保證溫度波動(dòng)低于±5℃，面測(cè)溫設(shè)備應(yīng)保證圖像無虛影且采用垂直90°測(cè)溫。3、函數(shù)式建立與修正。1)數(shù)據(jù)歸納：同一個(gè)真溫度下，以測(cè)溫距離、測(cè)溫角度為自變量，形成一組目標(biāo)溫度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)組應(yīng)盡量多、精確；2)數(shù)據(jù)邏輯篩查：兩類數(shù)據(jù)進(jìn)行組內(nèi)對(duì)比和相互對(duì)比，分析溫度數(shù)據(jù)在距離、角度變化時(shí)的起伏規(guī)律，如有不符合規(guī)律的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，然后重新測(cè)量該紅外溫度。3)系數(shù)的回歸計(jì)算：采用SPSS軟件初次計(jì)算公式的系數(shù)，觀測(cè)公式的R2值及系數(shù)的相關(guān)程度；當(dāng)這兩者過高時(shí)，可調(diào)整系數(shù)的初次取值和公式的長度；然后確定公式的初次系數(shù)取值。4)函數(shù)穩(wěn)定性測(cè)試：對(duì)比采用函數(shù)修正后的溫度與熱電偶溫度的偏移情況，可設(shè)定5％的偏移上限；如果偏移程度超過限定誤差，則優(yōu)先調(diào)整回歸方程的長度(增加或舍棄式中的某個(gè)單元素)和系數(shù)的初始取值，如重修回歸計(jì)算再無法滿足趨勢(shì)要求，則根據(jù)規(guī)律重新進(jìn)行邏輯篩查，重新核實(shí)該部分?jǐn)?shù)據(jù)，同時(shí)可簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)組；直到建立的修正函數(shù)完全滿足穩(wěn)定性要求。3)函數(shù)精確性測(cè)試：采用修正函數(shù)修正紅外測(cè)溫設(shè)備在任意距離、角度和真實(shí)溫度的條件下測(cè)得的紅外溫度(例如點(diǎn)測(cè)溫設(shè)備在距離3.2m、角度35°、大于800度的高溫區(qū)測(cè)試；面測(cè)溫設(shè)備角度90°，其他兩者任意)，對(duì)比修正數(shù)據(jù)與真實(shí)溫度的偏移情況，修正公式系數(shù)及乘數(shù)，直至獲得精確的修正公式。以下是給出的實(shí)施例只是部分的例子，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例：某特鋼廠6.8t鋼錠的錠模表面溫度測(cè)量(1)基本情況：采用澆鋼車澆注G156.8t鋼錠，一盤6枚。需要得知注模過程和冷卻過程中，鑄模溫度的變化情況，以確認(rèn)鋼錠凝固狀態(tài)并為數(shù)值模擬提供相應(yīng)參數(shù)。測(cè)量點(diǎn)數(shù)多、時(shí)間緊且環(huán)境惡劣，宜采用非接觸式測(cè)溫。采用3i2mSc/C2型紅外測(cè)溫槍測(cè)定的溫度如表2所示。表2、紅外測(cè)溫槍和紅外熱像儀測(cè)定的6.8t鋼錠錠模表面溫度(2)應(yīng)用方式實(shí)際上采用熱電偶人工測(cè)量得到的錠模溫度區(qū)間在100～200℃。因此通過建立數(shù)據(jù)鏈，擬合模型得到修正之后的溫度如表4和表5所示。對(duì)比2者修正后的變化然后計(jì)算2者的偏差。(3)應(yīng)用過程1)模型建立和溫度測(cè)定在相同的鋼錠上隨機(jī)選2～3個(gè)擇測(cè)量點(diǎn)位(數(shù)量按照需求選取，但所包含的測(cè)溫范圍應(yīng)大于將要修正的數(shù)據(jù))，其他條件不變，記錄隨時(shí)間變化每個(gè)點(diǎn)位的變量值。變量有測(cè)量角度(rad)、距離，分別用紅外測(cè)溫槍和紅外熱像儀測(cè)量溫度。原始數(shù)據(jù)如表3所示，數(shù)據(jù)為126組，未全部列出數(shù)據(jù)；每組都采用紅外測(cè)溫槍測(cè)溫，其中42組采用紅外熱像儀測(cè)溫(角度垂直)。限定誤差，60％以上的溫度點(diǎn)誤差<3％，其余的溫度點(diǎn)誤差<5％。表3.熱電偶在相同鋼錠上測(cè)得的原始數(shù)據(jù)在spss軟件中，輸入以上表3的數(shù)據(jù)，同時(shí)輸入對(duì)應(yīng)的紅外測(cè)溫值和熱電偶真實(shí)測(cè)溫值，如表3.1。紅外熱像儀的變量中沒有角度，如表3.2。表3.1在spss中輸入的紅外測(cè)溫槍數(shù)據(jù)AngleDistanceTestTempTrueTemp11.571.00711.00446.0021.571.00651.00384.0031.571.00593.00350.0041.571.00555.00335.0051.571.00516.00297.0061.571.00471.00255.0071.572.00709.00446.0081.572.00651.00384.0091.572.00597.00350.00表3.2在spss中輸入的紅外熱像儀數(shù)據(jù)2)紅外測(cè)溫槍溫度修正公式的建立影響變量有角度和距離，自變量有紅外測(cè)溫槍的溫度，目標(biāo)量為真溫度。n未知，N＝a、b、c，j＝3，公式表示為：y＝a+bx+cx2……Nxn-1，x＝j(luò)1x1+j2x2+j1x3；其中：y表示最終修正得到的溫度；n表示級(jí)數(shù)；xi為函數(shù)變量，表示涉及到的因素；ji表示函數(shù)標(biāo)量的系數(shù)，i為因素的個(gè)數(shù)；a、b、c……N表示n>1時(shí)，每一級(jí)系數(shù)的變化乘數(shù)；所述因素為距離L、角度α、錠模厚度D中的一種或多種及固定的紅外溫度ta；當(dāng)n＝2時(shí)，y＝a+bj1x1+bj2x2+bj1x3；當(dāng)n＝3時(shí)，y＝a+bj1x1+bj2x2+bj1x3+c(j1x1+j2x2+j1x3)2。以上排列可以簡(jiǎn)化為：y＝a+bx1+cx2+dx3(式1)y＝a+bx1+cx2+dx3+ex12+fx22+gx32+hx1x3+ix1x2+jx2x3+(kx1x2x3)(式2)公式1為線性關(guān)系，進(jìn)入spss軟件，對(duì)公式1進(jìn)行線性回歸。得出的結(jié)果如圖3，上表中sig.值為極小，說明數(shù)據(jù)列之間相關(guān)極顯著；F值為345，通過檢驗(yàn)；擬合公式如下：y＝-144.1-11.725x1-10.118x2+0.897x3(式3)輸入excel進(jìn)行驗(yàn)證，式3的誤差如表3.3所示。很明顯未達(dá)到限定誤差的目標(biāo)。表3.33)紅外測(cè)溫槍溫度修正公式的長度及系數(shù)取值調(diào)整公式3的誤差很高，不能滿足預(yù)設(shè)的誤差要求，因此采用公式2進(jìn)行計(jì)算。但公式2很長，滿足要求的公式未必涵蓋所有的分項(xiàng)。進(jìn)入spss軟件，對(duì)公式2進(jìn)行非線性回歸，誤差如表3.4所示。表3.4發(fā)現(xiàn)誤差變得更高，因此多次調(diào)整公式的長度和取值發(fā)現(xiàn)，始終存在較高的絕對(duì)誤差。其中兩次調(diào)整后的誤差如表3.5和表3.6所示所示。表35表3.64)熱槍修正公式穩(wěn)定性測(cè)試因此可能存在部分?jǐn)?shù)值測(cè)量不準(zhǔn)確，返回表3內(nèi)進(jìn)行邏輯篩查。篩查發(fā)現(xiàn)無論公式長度如何調(diào)整、參數(shù)取值如何變化，其中4對(duì)數(shù)據(jù)的誤差一直很大，因此返回去重新測(cè)量；發(fā)現(xiàn)這幾對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確，將這4對(duì)數(shù)據(jù)重新修正。修正之后，使用spss重復(fù)上文3)的工作，計(jì)算出擬合公式為：y＝-180.975+10.751x1+74.148x2+0.932x3-81.191x1x2-0.202x1x3-0.038x3x2+0.085x1x2x3+61.908x12-2.207x22(式4)得出的誤差如表3.7所示，擬合公式4的精確度不能完全滿足誤差設(shè)定的要求，存在5％的誤差。對(duì)公式4的系數(shù)取值進(jìn)行一定的調(diào)整，重新采用軟件對(duì)公式4進(jìn)行修正得到公式5。y＝-172.324+4.61x1+72.166x2+0.921x3-79.341x1x2-0.194x1x3-0.035x3x2+0.082x1x2x3+61.663x12-2.25x22(式5)表3.7如表3.7所示，擬合公式5的精確度能滿足誤差設(shè)定的要求，64％的修正數(shù)據(jù)絕對(duì)誤差在3％以內(nèi)，最大絕對(duì)誤差不超過5％。修正后紅外測(cè)溫槍測(cè)定的鋼錠模表面溫度如表4所示。表4.修正后的紅外測(cè)溫槍測(cè)定的6.8t鋼錠模表面溫度5)紅外熱像儀溫度修正公式的長度及系數(shù)取值調(diào)整按照以上同樣的方法，修正表3中的數(shù)據(jù)。y＝a+bx1+cx2(式5)y＝a+bx1+cx2+dx12+ex22+gx1x2(式6)按照線性函數(shù)式5進(jìn)行計(jì)算，得到y(tǒng)＝a+8.902x1+0.556x2，誤差統(tǒng)計(jì)如表3.8所示。不符合設(shè)定偏差，因此采用式6，進(jìn)行非線性擬合。表3.86)紅外熱像儀溫度修正公式的穩(wěn)定性測(cè)試經(jīng)過多次擬合，調(diào)整系數(shù)及公式長度，得到擬合公式7，如下：y＝93.637-1.751x1+0.417x2-1.202x12+0.044x1x2(式7)誤差統(tǒng)計(jì)如表3.9所示：表3.9擬合公式7的精確度能滿足誤差設(shè)定的要求，滿足修正后紅外熱像儀測(cè)定的鋼錠模表面溫度如表5所示。表5.修正后的紅外熱像儀測(cè)定的6.8t鋼錠錠模表面溫度(3)應(yīng)用結(jié)果1)兩種紅外溫度設(shè)備的修正公式進(jìn)行精確性測(cè)試對(duì)比表4和5，將兩個(gè)表格的數(shù)據(jù)與真實(shí)值對(duì)照，計(jì)算兩種修正的絕對(duì)誤差，如表6所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，兩個(gè)修正公式修正得出的數(shù)據(jù)，其絕對(duì)誤差均小于5％，絕大部分小于3％。表6.紅外測(cè)溫槍和紅外熱像儀修正數(shù)據(jù)的絕對(duì)誤差表7修正后的兩種數(shù)據(jù)的絕對(duì)誤差統(tǒng)計(jì)百分比0-3％116個(gè)96.6670-5％120個(gè)100.0當(dāng)前第1頁1 2 3