Dielectric and optical evaluation of high-emissivity coatings for temperature measurements in microwave applications

In this work, several commercial high-emissivity coatings have been characterized in terms of emissivity, chemical composition and dielectric properties as a function of temperature, under microwave irradiation. Accurate knowledge of their response under exposure to microwaves provides new and crucial information about their practical usability for non-contact temperature measurements in microwave environments. Due to their high metallic content, some of the studied coatings exhibited unexpected microwave-triggered reactions that hindered their use up to the maximum temperature specified by the manufacturers. Emissivity and chemical analyses before and after the heating cycles confirmed the degradation of some of the samples predicted by dielectric measurements. This work illustrates how a careful characterization of optical and dielectric properties under representative operating conditions (temperature range, microwave exposure) is vital in order to select the appropriate reference coating to obtain reliable temperature measurements in microwave applications

Masuuniprosessin kokonaisvaltainen hallinta

Tiivistelmä. Työn tavoitteena on tehdä kirjallisuuskatsaus masuuniprosessin mittausmenetelmiin sekä eri asiantuntijajärjestelmiin, joita käytetään masuuniprosessin hallinnassa. Masuuniprosessi on mittauksien kannalta haastava prosessi. Korkeiden lämpötilojen ja muiden haastavien olosuhteiden vuoksi osa mittauksista on toteutettava epäsuorin keinoin. Olosuhteiden vuoksi prosessi on myös hallinnan kannalta haastava. Työn perustana käytetään prosessikuvausta, jossa kartoitetaan prosessiin vaikuttavia tekijöitä. Prosessikuvauksessa esitellään masuuniprosessin perusteet. Prosessikuvauksen perusteella arvioidaan prosessiin vaikuttavia tekijöitä. Lisäksi työssä kartoitetaan prosessin kokonaisvaltaisen hallinnan kannalta tärkeimpiä tekijöitä ja kriteereitä. Prosessiin vaikuttavien tekijöiden perusteella työssä kartoitetaan mitattavia suureita, sekä niiden mittausmenetelmiä. Asiantuntijajärjestelmistä selvitetään niiden rakenteita ja toimintaperiaatteita. Työssä pyritään selvittämään erityisesti tuoreimpia tutkimuksia näistä. Työn tuloksena esitellään erilaisia mittausmenetelmiä ja asiantuntijajärjestelmiä. Kirjallisuuskatsauksen pohjalta näiden ominaisuuksia vertaillaan ja esitetään mahdollisuuksia jatkotutkimukselle. Työssä saadut tulokset ovat sovellettavissa muihinkin prosesseihin, erityisesti korkealämpötilaprosesseihin

Temperature Measurement Method for Blast Furnace Molten Iron Based on Infrared Thermography and Temperature Reduction Model

The temperature measurement of blast furnace (BF) molten iron is a mandatory requirement in the ironmaking process, and the molten iron temperature is significant in estimating the molten iron quality and control blast furnace condition. However, it is not easy to realize real-time measurement of molten iron temperature because of the harsh environment in the blast furnace casthouse and the high-temperature characteristics of molten iron. To achieve continuous detection of the molten iron temperature of the blast furnace, this paper proposes a temperature measurement method based on infrared thermography and a temperature reduction model. Firstly, an infrared thermal imager is applied to capture the infrared thermal image of the molten iron flow after the skimmer. Then, based on the temperature distribution of the molten iron flow region, a temperature mapping model is established to measure the molten iron temperature after the skimmer. Finally, a temperature reduction model is developed to describe the relationship between the molten iron temperature at the taphole and skimmer, and the molten iron temperature at the taphole is calculated according to the temperature reduction model and the molten iron temperature after the skimmer. Industrial experiment results illustrate that the proposed method can achieve simultaneous measurement of molten iron temperature at the skimmer and taphole and provide reliable temperature data for regulating the blast furnace