用比色輻射法測溫裝置測量大鍛件表面溫度

齊作玉 翟 晶 徐文正

(1.上海重型機器廠有限公司，上海200240;2.上海騰向自動化科技有限公司，上海200000)

用比色輻射法測溫裝置測量大鍛件表面溫度

齊作玉1翟 晶2徐文正1

(1.上海重型機器廠有限公司，上海200240;2.上海騰向自動化科技有限公司，上海200000)

介紹了比色輻射法測溫裝置的測量原理，并進行了大鍛件始鍛溫度的對比測量實驗。初步結果表明它顯著排除氧化皮的干擾。

大鍛件;鍛造溫度;比色測溫法

控制大型鍛件的始鍛溫度和準確掌握鍛造過程中的表面溫度，對控制大鍛件表面和內部質量、提高生產效率、節約能源等都是至關重要的。

傳統上，大鍛件一出爐，后面的溫度控制就是完全靠人的觀察來把握。對于有著豐富生產經驗的工人師傅來說，雖然憑著目測基本上也可做到八九不離十，但是，隨著市場對大鍛件質量要求的不斷提高，以及質量保證體系建設的需要，僅憑人工目測的測溫方式是完全不能適應現在的生產管理模式。

也有使用傳統紅外非接觸測溫儀測量大鍛件溫度的，但是由于受到氧化皮的干擾，測出的溫度有很大誤差。

因此，有必要尋找新型大鍛件非接觸測溫裝置。該裝置不僅要解決上面的所有問題，還可以對加熱爐進行監控。準確的溫度測量裝置與細化優化鍛造工藝相輔相成，可以用于構建新一代大鍛件工藝與質量控制系統［1］。

目前出現了一種比色輻射計配合全自動的測量系統，它的測量原理見圖1。

圖1 比色輻射計原理圖Figure1 The principle of colorimetric thermometry

比色輻射計通過探測兩個臨近波段λ1和λ2的能量進行比較來獲得溫度值，這兩個波段的光學特性非常相似。這樣測量的溫度值與能量比值有關，而與每個探測器探測的能量的大小無關。因為這兩個波段的光學特性相似，所以受到輻射率、環境等的影響也相似，從而避免了諸如氧化皮類干擾因素對測量的影響，保證了測量的穩定性。因此，它有可能適合用于大鍛件溫度測量和大鍛件鍛造過程的監控。

德國的LUMASENSE技術公司已經開發了這類產品，并廣泛用于德國鑄鍛件行業。

為了進一步了解這種測試方法和新裝置的先進性，我們進行了現場實驗。

由專業人員將普通紅外測溫儀和比色輻射計同時架設在鍛件出爐位置對大鍛件的出爐端面表面溫度進行測量，對比兩種裝置的測量穩定性。同時通過已知的爐子長時間保溫溫度來了解兩種測量的相對準確性。測量結果見表1。

通過表1可以得出以下結論:比色輻射計受工件表面氧化影響小;比色輻射計測量更加穩定;比色輻射計更接近于真實值。并且在實際測量過程中，普通紅外測溫儀還需要在測試過程中進行調整，而新裝置不需要調整，就像傻瓜相機，它便于普通人操作，或者可考慮采用結構固定檢測。但是，我們對大鍛件鍛造過程測溫裝置的準確性不能以一個或幾個溫度測量點來判定，必需對一個范圍和一個系統進行驗證。另一方面，這種溫度儀像許多檢測儀器一樣，需要用標準試樣或標準環境進行比對校正。我們目前還沒有準備好終鍛溫度的測試環境，因為終鍛溫度的測試無法像始鍛溫度那樣，通過加熱保溫，與爐子熱電偶測得的溫度進行對比，但我們可以通過實驗室模擬爐進行終鍛溫度的模擬測試。因此，對該儀器測量原理和使用條件的研究還將進一步進行。

表1 測量結果Table1 The results of temperature measured

［1］呂亞臣，任運來，齊作玉.構建新一代大鍛件工藝與質量控制系統.大型鑄鍛件，2010(6):42－45.

編輯 龍禮建

The Measurement for Surface Temperature of Heavy Forgings with Colorimetric Thermometry

Qi Zuoyu，Zhai Jing，Xu Wenzheng

The principle of colorimetric thermometry is simply introduced and a comparison test for measuring the starting forging temperature of heavy forging surface has been performed． The result shows that the colorimetric thermometry can avoid the impact by oxidized skin．

heavy forging; forging temperature; colorimetric thermometry

TG316;O551.2

B

2011—03—01