数字式热金属检测器在热轧中的应用

一、什么是数字式热金属检测器？

数字式热金属检测器是一种用于检测高温物体（通常为600℃以上的炽热钢材）存在与位置的传感器。与早期的模拟式HMD相比，它具有以下核心特点：

探测原理：通过高灵敏度光电元件（如硅光电二极管、CCD/CMOS线阵）检测钢材发出的近红外或可见光辐射。

“数字式”含义：内置高性能微处理器，对探测到的信号进行数字化处理和分析。它能设定精确的阈值、具备逻辑判断功能（如脉宽识别、抗干扰算法），并能输出清晰的数字开关量信号（如PNP/NPN、继电器）或总线通讯信号（如PROFIBUS DP、PROFINET、EtherNet/IP）。

核心优势：抗干扰能力强、检测精度和可靠性高、响应速度快、设定灵活（通常通过按键或软件），具备自诊断和状态指示功能。

二、在热轧生产线中的关键应用位置与功能

数字式HMD几乎贯穿热轧全过程，是实现自动化、保障安全、提高效率与质量的关键“眼睛”。

1. 加热炉区域

炉前/炉后检测：检测钢坯是否进入加热炉或出炉。用于连锁控制炉门的开启与关闭，以及出炉辊道的启动。

炉内坯料跟踪（部分应用）：与其它系统配合，粗略跟踪炉内钢坯位置。

2. 粗轧与精轧机组

轧机入口与出口导卫检测：

o功能：精确检测轧件头部和尾部到达及离开轧辊的时刻。

o作用：用于触发轧机升降速（头部咬钢升速、尾部抛出降速）、自动活套控制（精轧机组间）、辊缝设定和轧制节奏控制。这是保证轧制稳定性和产品质量（如厚度、张力控制）的核心信号。

轧件头尾跟踪：全程跟踪轧件在产线上的位置，是自动化控制系统进行逻辑顺序控制的基础。

3. 飞剪与卷取区域

飞剪（切头切尾、倍尺剪）处检测：

o功能：精确探测轧件头部/尾部到达剪切位置。

o作用：为飞剪提供触发剪切信号，实现高精度、自动化的切头切尾或分段，减少废料，提高成材率。

卷取机前检测：

o功能：检测带钢头部是否成功到达并进入夹送辊和卷取机芯轴。

o作用：启动夹送辊压紧、芯轴涨径、助卷辊踏步控制（AJC）等关键动作，是成功卷取的第一步。

4. 输送辊道与中间通道

辊道速度控制与物料跟踪：检测轧件在辊道上的位置，控制前后辊道的速度匹配（如加速、跟随、制动），防止轧件堆钢或拉钢。

转向器/分钢器控制：检测轧件到达，决定将其导向哪条路径（如去往不同精轧线或冷却线）。

三、相比传统模拟HMD的突出优势

四、选型与安装的关键考虑因素

1.检测距离与视场角：根据安装位置到轧线的距离和需要覆盖的宽度选择合适镜头。

2.响应时间：热轧速度极快，通常要求响应时间在毫秒级（如<1ms）。

3.环境耐受性：

o高温：必须配备耐高温、可气冷或水冷的防护外壳，确保内部电子元件在高温辐射下正常工作。

o防护等级：通常要求IP67以上，防尘防水。

o抗振动：轧线环境振动大，需要坚固的结构。

4.输出信号类型：根据控制系统要求，选择PNP/NPN、继电器或现场总线型号。

5.安装位置与角度：需避开强烈干扰源（如冷却水、直接火光），并确保能稳定“看到”目标轧件，有时需安装导槽或挡板来限定视野。

五、总结

在现代化热轧生产线中，数字式热金属检测器已取代模拟设备，成为不可或缺的基础自动化元件。它如同神经末梢，为一级基础自动化系统提供精准、可靠的“有/无”和“位置”信号，从而实现：

全流程自动跟踪与控制

关键设备（轧机、飞剪、卷取机）的精准动作触发

生产过程的安全与稳定

产品质量与生产效率的提升

其数字化、智能化的特性，完美适应了现代热轧高速、高精度、全自动化的生产需求，是构建“智慧工厂”底层感知网络的重要一环。