新型光學(xué)測溫儀在鑄造中的應(yīng)用

  NH-GSM光學(xué)測溫儀在精密鑄造車間的應(yīng)用

一、現(xiàn)用測溫方式存在的問題

當(dāng)前鑄造行業(yè)中采用的測溫方式可分為以熱電偶為代表的各種接觸式測溫和近些年發(fā)展起來的非接觸式紅外線測溫等方式。

接觸式測溫方式采用鉑銠熱電偶和許多類同于它的各種K型熱電偶、紙筒測溫管等，他們都采用同一方式，讓熱電偶插入到熱源中產(chǎn)生電位差，用導(dǎo)線連接反應(yīng)到儀表指示出來，達到測溫目的，但在鑄造車間使用時有以下幾點不足：

1. 成本高，且耗費能源。每測一次成超過3元，年使用成本近萬元。
2. 操作不方便，測量需要人工操作，作業(yè)時火星四濺，存在安全隱患。
3. 使用方式不適用鑄造車間，由于熱電偶測量的是某個靜態(tài)點的溫度，而鑄造過程中金屬液體是一個升溫的過程，熱電偶測量的時候往往是目標(biāo)溫度還沒到，或者已經(jīng)超過目標(biāo)溫度，再由爐工依據(jù)經(jīng)驗升溫或降溫，導(dǎo)致可能產(chǎn)生的二次測溫和鑄造成本的增加。    

 4.  由于必須接觸高溫?zé)嵩?，容易因為使用不?dāng)而導(dǎo)致測溫儀故障率高發(fā)。

近些年發(fā)展起來的非接觸如便攜、在線式紅外測溫儀，因為它采用確定輻射波強度（功率）的方法來表示相對應(yīng)的溫度，所以與輻射波傳輸介質(zhì)有關(guān)，與發(fā)熱體材料和面積有關(guān)，與測溫時探頭與目標(biāo)之間距離有關(guān)。在實際使用中存在以下問題：

      1.       測溫儀安放距離的遠(yuǎn)近所測溫度不一。

      2.       熔化的金屬材料不同測得溫度不同。

      3.       同爐金屬液所測位置不同溫度差異較大。

      4.       受爐前環(huán)境溫度影響較大。

以上兩類測溫儀都存在著不同程度的不穩(wěn)定性，不便捷性，不可靠性等缺點。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，由南京寧華分析儀器有限公司研制出品的第三代新型GSM光學(xué)測溫儀克服了之前接觸式與紅外測溫儀的不足，具有新穎的原理和先進實用的功能。

二、NH-GSM技術(shù)創(chuàng)新點

NH-GSM光學(xué)創(chuàng)新型測溫儀的原理是：當(dāng)一個物體被加熱時，它不斷地向空間或周圍介質(zhì)輻射特征波，特征波的峰值波長與溫度的關(guān)系可從維恩定律得到，即l=0.2897/（273+℃），當(dāng)溫度升高時，峰值波長向短波方向移動，例如0℃時為10.61mm；1000℃時為2.28mm；2000℃時為1.27mm，特征波從設(shè)備內(nèi)部光纖的一端傳輸?shù)搅硪欢?，由于光纖的另一端連接著一個檢波器即衍射光柵，從光柵上出來0級、1級、2級條紋……，這樣很方便地檢出了對應(yīng)溫度的特征波。然后連接光電探測器，輸出隨著溫度變化的頻率信號，即得到了數(shù)字輸出的溫度信號，連接二次儀表或計算機即顯示被測溫度值。

由于每一個溫度對應(yīng)著一列幅射能力zui強的特征波，又由于每一個輻射波的波長在各種不同的傳播介質(zhì)中是不變的，因此測定特征波的波長即可確定被測物的相應(yīng)溫度。

三、GSM光學(xué)測溫儀操作步驟

1．確定安裝位置

當(dāng)對測溫儀（如圖）進行安裝時，①將測溫探頭正對爐口，把信號處理單元固定安裝在操作平臺上或總控制柜內(nèi)。若需多點測量，可分別安裝多臺測溫儀；如果用戶想節(jié)約成本，只用一個測溫探頭時，建議用戶設(shè)計一個小型微調(diào)測試臺裝置。②打開激光按扭開關(guān)，將激光對準(zhǔn)爐口中心位置后，鎖緊測溫裝置固定螺絲。③如果現(xiàn)場環(huán)境溫度高于80度，需加裝風(fēng)冷裝置。

   2．電氣連接圖

測溫儀可與顯示儀表、顯示大屏、或計算機由電纜按照廠家提供接線

圖實現(xiàn)連接，且必須在斷電情況下進行操作。檢查各接線端子無誤后（如圖）

方可通電。技術(shù)人員不用到車間從計算機屏幕上即可實時監(jiān)測每爐的生產(chǎn)過

程，達到事前檢驗、實施控制，穩(wěn)定質(zhì)量的目的。

   3．工藝參數(shù)調(diào)節(jié)

根據(jù)生產(chǎn)過程，通過修正工藝參數(shù)調(diào)節(jié)開關(guān)，即可準(zhǔn)確對該爐口溫度進行時

時監(jiān)控。實現(xiàn)澆注溫度的測量。

四、GSM光學(xué)測溫儀指導(dǎo)生產(chǎn)的效果及其所發(fā)揮的作用

 1．提高鑄件質(zhì)量。

由于金屬液體溫度得到適時控制，以前的較低溫度澆注現(xiàn)象被克服，鑄件的欠鑄、冷隔被克服。由于脫氧，打渣到澆注嚴(yán)格按工藝溫度操作，鑄件的夾渣、氣孔得到防止。阻止了過高溫度澆注，保證型殼表面層不過燒，克服了鑄件表面的毛刺、鑄瘤、鐵豆現(xiàn)象，減少了打磨量。

2．實現(xiàn)，節(jié)能。

由于實現(xiàn)了實時顯示溫度，因此，鐵水溫度一到工藝要求，可以立即出爐。大屏幕顯示，可以加強澆鑄工和爐工配合作業(yè)。使得生產(chǎn)過程“省時，省電”，在提高生產(chǎn)效率的同時還能節(jié)約電費；光學(xué)測溫儀非接觸工作，無任何耗材費用。

3．替代監(jiān)工

可以通過連接電腦，記錄中頻爐內(nèi)所有溫度，便于監(jiān)控夜班工作情況。

4．改進工藝

當(dāng)某一批貨有質(zhì)量瑕疵時，可以通過電腦查詢當(dāng)時的溫度控制情況，以便改進工藝標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

5．增加企業(yè)回報。

在生產(chǎn)過程中，多少總會由于溫度控制不好而導(dǎo)致整爐甚至整批產(chǎn)品報廢。減少報廢，才是的回報。

6．提高企業(yè)形象。

使用高科技檢測設(shè)備以提高企業(yè)形象，增加客戶的信任，從而達到提高業(yè)務(wù)水平的目的。

7．保障安全生產(chǎn)。

有了測溫儀，一方面不用因為“能看懂溫度”的老工人請假而無法開工，另一方面可以減少對老工人的依賴。

五、結(jié)論：

1．新型的GSM光學(xué)測溫儀克服了傳統(tǒng)測溫儀的不足，測溫精度高，重復(fù)性

好，反映速度快，操作便捷攜。

2．GSM測溫儀還是鍛造、熱處理、真空爐、定向爐、單晶爐等其它熱加工行業(yè)較理想的非接觸測溫、控溫裝置，并得到較好的應(yīng)用。

3．GSM測溫儀的使用提高了鑄件質(zhì)量，減少了夾渣、氣孔、欠鑄的產(chǎn)生。提高鑄件的合格率，節(jié)省了生產(chǎn)成本，給企業(yè)帶來了顯著經(jīng)濟效益。

                              NH-GSM光學(xué)測溫儀和熱電偶應(yīng)用及成本對比