МОНИТОРИНГ СОСТАВА И ТЕМПЕРАТУРЫ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА КОМБИНИРОВАННЫМ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНО-ИСКРОВОЙ ЭМИССИОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ И ИК ТЕРМОМЕТРИИ

Для количественного анализа состава расплавленного металла в печи использован метод лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии (LIBS), а ИК излучение расплавленного металла - для измерения температуры. Для этого в систему LIBS добавлен ИК спектрометр. Информация о сигналах LIBS и температуре регистрировалась одной и той же оптической системой и оптическим волокном. Таким образом температуру и элементное содержание расплавленного металла можно измерять одновременно. Для проверки производительности системы использована расплавленная углеродистая сталь. Измеренная температура хорошо соответствует полученной с использованием коммерческого пирометра (относительная среднеквадратическая погрешность достигала 0.95%). Относительные ошибки обнаружения Cr и Mn <10%. Полученные результаты подтверждают возможность одновременного мониторинга состава и температуры в процессе получения расплавленного металла системами LIBS.

лазерно-искровая эмиссионная спектроскопия, инфракрасная термометрия, состав, температура, металлургия, laser-induced breakdown spectroscopy, infrared thermometry, composition, temperature, metallurgy

1. M. Hatano, Y. Matoba, K. Otsuka, M. Yoshiki, T. Miyagi, Trans. Iron Steel Inst. Jpn., 22, 534-542 (1982).

2. Ü. Çamdali, M. Tunç, F. Dikeç, Appl. Therm. Eng., 21, 643-655 (2001).

3. T. P. Fredman, H. Saxen, Metallurg. Mater. Trans. B, 29, 651-659 (1998).

4. A. Khalil, M. Richardson, C. Barnett, L. Johnson, J. Appl. Spectrosc., 73, 735-742 (2006).

5. R. Noll, C. Fricke-Begemann, M. Brunk, S. Connemann, C. Meinhardt, M. Scharun, V. Sturm, J. Makowe, C. Gehlen, Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc., 93, 41-51 (2014).

6. L. Peter, V. Sturm, R. Noll, Appl. Opt., 42, 6199-6204 (2003).

7. N. Ramaseder, J. Gruber, J. Heitz, D. Baeuerle, W. Meyer, J. Hochoertler, Metall. Ital., 2, 60-63 (2004).

8. A. Rogalski, K. Chrzanowski, Metrol. Meas. Syst., 21, 565-618 (2014).

9. A. Rogalski, Opto-Electron. Rev., 20, 279-308 (2012).

10. B. Müller, U. Renz, Rev. Sci. Instrum., 72, 3366-3374 (2001).

11. H. W. Gudenau, K. T. Mavrommatis, L. Ernenputsch, Stahl Eisen, 121, 45-50 (2001).

12. G. Mathy, G. Monfort, B. Vanderheyden, V. Tusset, Metall. Anal., 31, 21-23 (2011).

13. G. Monfort, L. Bellavia, B. Vanderheyden, V. Tusset, Metall. Anal., 32, 6-11 (2012).

14. G. Monfort, L. Bellavia, M. Tonteling, C. Ojeda, O. Ansseau, J. Appl. Laser Spectrosc., 1, 1-6 (2014).

15. C. Aragon, J. A. Aguilera, F. Penalba, Appl. Spectrosc., 53, 1259-1267 (1999).

16. C. Pan, X. Du, N. An, Q. Zeng, S. Wang, Q. Wang, Appl. Spectrosc., 70, 702-708 (2016).

17. M. Fuchs, C. B. Tanner, Agron. J., 58, 597-601 (1966).