輻射高溫計(jì)在熱處理生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、輻射高溫計(jì)在熱處理生產(chǎn)中的應(yīng)用             輻射高溫計(jì)在熱處理生產(chǎn)中的應(yīng)用齊德榮，趙嵐(哈爾濱量具刃具廠哈爾濱150040)    摘  要：本文介紹了在熱處理生產(chǎn)中采用輻射高溫計(jì)進(jìn)行非執(zhí)著觸測(cè)量、控溫時(shí)，為了獲得準(zhǔn)確可靠的測(cè)量值，應(yīng)如何正確安裝、使用及維護(hù)輻射高溫計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。    關(guān)鍵詞：輻射高溫計(jì)；黑體；干擾；光路；視場(chǎng)1引言    根據(jù)熱處理爐的工作特點(diǎn)和熱處

2、理工藝對(duì)溫度參數(shù)測(cè)量與控制的要求，高溫鹽浴爐溫度的測(cè)量采用輻射高溫計(jì)。如何使測(cè)量誤差減少至最低，排除周圍環(huán)境的干擾因素，確保現(xiàn)場(chǎng)通道的暢通，正確安裝使用維護(hù)，本文就這幾方面談一下看法。2溫度的測(cè)定    自然界中各種物體在同一溫度時(shí)，發(fā)射的熱輻射能量并不相同。根據(jù)克希荷夫定律：    E=T··T4式中E熱輻射能量；    T吸收系數(shù)；    T表面溫度。    物體的輻射能力與吸收能力成正比，能夠完全吸收照射在它上面的熱輻射

3、能量的物體稱為黑體，它的吸收系數(shù)為1，其它物體的吸收系數(shù)均小于1，一般選擇黑體作為標(biāo)準(zhǔn)體，按黑體的溫度來(lái)分度。3結(jié)構(gòu)原理    輻射高溫計(jì)是根據(jù)物體在整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射能量與其溫度之間的函數(shù)關(guān)系設(shè)計(jì)制造的，用輻射感溫器作為一次儀表，電子電位差計(jì)作為二次儀表，它屬于透鏡聚焦式感溫器，具有鋁合金外殼，前部是物鏡，殼體內(nèi)裝有熱電堆補(bǔ)償光欄，在靠緊熱電堆的視場(chǎng)光欄上有一塊調(diào)檔板，檔板的作用是調(diào)節(jié)照射到熱電堆上的輻射能量，使產(chǎn)品具有統(tǒng)一的分度值，在可拆卸的后蓋板上裝有目鏡，借以觀察被測(cè)物體的影像。    輻射感溫器把被測(cè)物體的輻射能，經(jīng)過(guò)透鏡

4、聚焦在熱敏元件上，熱敏元件把輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡妳?shù)，由已知的熱電勢(shì)與物體溫度之間的關(guān)系通過(guò)二次儀表測(cè)出熱電勢(shì)，顯示出溫度值，這個(gè)溫度值須用物體的全輻射黑體系數(shù)予以校正或用鉑銠10鉑熱電偶直接插入高溫鹽浴爐中配以直流電位差計(jì)測(cè)量溫度，然后與儀表顯示溫度對(duì)比，用以校準(zhǔn)高溫計(jì)測(cè)量溫度的準(zhǔn)確程度。4測(cè)量誤差    影響輻射感溫器準(zhǔn)確測(cè)溫的因素主要有以下幾點(diǎn)：    (1)輻射黑度系數(shù)的影響    被測(cè)物體不是絕對(duì)黑體，而是灰體，即(1)，必然引起測(cè)量誤差，物體的真實(shí)溫度T和輻射溫度TF具有下述關(guān)系： 

5、60;  若測(cè)得黑體爐的黑度系數(shù)，可算出標(biāo)準(zhǔn)源在傳遞中引起的誤差。    (2)安裝距離的影響    輻射物體和感溫器的距離與輻射體直徑之比應(yīng)為20，否則將引起誤差。    (3)中間介質(zhì)的影響    由于中間介質(zhì)吸收輻射能量，使得輻射感溫器接受到的輻射能量減弱，引起測(cè)量誤差，所以現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)可裝置壓縮空氣設(shè)備，以吹除煙灰等中間介質(zhì)。    (4)環(huán)境溫度的影響    若環(huán)境溫度較高，物鏡的受熱將引起熱電堆參

6、考端溫度的升高，輸出將會(huì)降低，參考端溫度補(bǔ)償器不能完全補(bǔ)償，會(huì)給測(cè)量帶來(lái)誤差。試驗(yàn)表明當(dāng)環(huán)境溫度為80，指示溫度為1000時(shí)，由于補(bǔ)償不完全能產(chǎn)生±10的測(cè)量誤差，因此現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)環(huán)境溫度不能高于50，如超過(guò)應(yīng)將它的外殼置于冷卻裝置中，以降低工作環(huán)境溫度，提高測(cè)量精度。    (5)熱惰性的影響    由于輻射感溫器中熱電堆具有一定的熱惰性，一般要求穩(wěn)定412S，所以在測(cè)溫時(shí)觀察時(shí)間應(yīng)超過(guò)10S后再讀數(shù)。5干擾因素    輻射高溫計(jì)在測(cè)量中不與被測(cè)物體接觸，安裝現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境因素會(huì)對(duì)測(cè)量造成很大的影響

7、。外來(lái)光的干擾是指從外來(lái)光源入射到被測(cè)表面上并且被反射混入到測(cè)量光中。如室外測(cè)量時(shí)的陽(yáng)光，室內(nèi)測(cè)量時(shí)的照明光，附近加熱爐和火焰等。對(duì)一些固定的難以避免的外來(lái)光源設(shè)置遮蔽裝置，如果工作在很高的環(huán)境溫度中，遮蔽裝置又合成新的熱源，需用水或空氣對(duì)它進(jìn)行冷卻，減小它的輻射，還可以改變測(cè)量方向，躲過(guò)外來(lái)光的照射。    被測(cè)表面和輻射溫度計(jì)之間測(cè)量時(shí)行徑的空間距離叫光路。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的空氣中，存在著水蒸氣、二氧化碳、游面的浮渣、煙霧、油霧、粉塵、水蒸氣和二氧化碳?xì)怏w介質(zhì)對(duì)輻射能的吸收具有選擇性的，對(duì)某些波長(zhǎng)的輻射能有吸收能力，而對(duì)另一些波長(zhǎng)的輻射能則易透過(guò)，浮渣、煙霧、油霧和

8、粉塵等物質(zhì)對(duì)輻射能的吸收是無(wú)選擇性的，但伴有散射，減弱了入射到溫度計(jì)中的輻射能，導(dǎo)致測(cè)量誤差，可以用干凈的壓縮空氣來(lái)清掃光路將煙霧吹散，對(duì)鹽浴爐經(jīng)常脫氧撈渣，以保持鹽面呈正常光亮度。6安裝、使用及維護(hù)    鹽浴爐的加熱介質(zhì)為溶融液體，主要靠對(duì)流傳熱，爐膛溫度均勻性好，爐膛溫度可代表工件溫度，輻射感溫器的安裝對(duì)測(cè)溫的準(zhǔn)確性影響很大。    首先選擇一個(gè)容易靠近，便于維護(hù)的地方，輻射感溫器的鏡頭距鹽浴表面1m，感溫器的鏡頭與液面垂直安裝。殼體溫度不得高于100，若高于100應(yīng)采用水冷裝置通冷卻水降溫，水壓應(yīng)不大于4kg·cm2

9、。    輻射感溫器的物鏡必須保持清潔，采用通風(fēng)裝置用壓縮空氣吹測(cè)量通道，壓縮空氣必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾，再送入通風(fēng)管中，防止水氣、灰塵、沾污透鏡產(chǎn)生誤差，經(jīng)常清洗、揩拭。    聯(lián)接電纜從輻射感溫器中引出，導(dǎo)線應(yīng)放在金屬軟管中，保持有良好的電氣屏蔽和可靠的機(jī)械保護(hù)。從輻射感溫器的目鏡中所看到的被測(cè)對(duì)象的影像必須將熱電堆完全蓋上，以保證熱電堆充分接受被測(cè)對(duì)象輻射的能量，若被測(cè)對(duì)象的影像不正確時(shí)，可調(diào)整輻射感溫器與被測(cè)對(duì)象之間的距離，以放大影像。    輻射高溫計(jì)的二次儀表與輻射高溫器的分度必須一致，定期檢定。在安裝后要定期清洗鏡頭灰塵，留意周圍環(huán)境