用比色辐射法测温装置测量大锻件表面温度

齐作玉 翟 晶 徐文正

(1.上海重型机器厂有限公司，上海200240;2.上海腾向自动化科技有限公司，上海200000)

用比色辐射法测温装置测量大锻件表面温度

齐作玉1翟 晶2徐文正1

(1.上海重型机器厂有限公司，上海200240;2.上海腾向自动化科技有限公司，上海200000)

介绍了比色辐射法测温装置的测量原理，并进行了大锻件始锻温度的对比测量实验。初步结果表明它显著排除氧化皮的干扰。

大锻件;锻造温度;比色测温法

控制大型锻件的始锻温度和准确掌握锻造过程中的表面温度，对控制大锻件表面和内部质量、提高生产效率、节约能源等都是至关重要的。

传统上，大锻件一出炉，后面的温度控制就是完全靠人的观察来把握。对于有着丰富生产经验的工人师傅来说，虽然凭着目测基本上也可做到八九不离十，但是，随着市场对大锻件质量要求的不断提高，以及质量保证体系建设的需要，仅凭人工目测的测温方式是完全不能适应现在的生产管理模式。

也有使用传统红外非接触测温仪测量大锻件温度的，但是由于受到氧化皮的干扰，测出的温度有很大误差。

因此，有必要寻找新型大锻件非接触测温装置。该装置不仅要解决上面的所有问题，还可以对加热炉进行监控。准确的温度测量装置与细化优化锻造工艺相辅相成，可以用于构建新一代大锻件工艺与质量控制系统［1］。

目前出现了一种比色辐射计配合全自动的测量系统，它的测量原理见图1。

图1 比色辐射计原理图Figure1 The principle of colorimetric thermometry

比色辐射计通过探测两个临近波段λ1和λ2的能量进行比较来获得温度值，这两个波段的光学特性非常相似。这样测量的温度值与能量比值有关，而与每个探测器探测的能量的大小无关。因为这两个波段的光学特性相似，所以受到辐射率、环境等的影响也相似，从而避免了诸如氧化皮类干扰因素对测量的影响，保证了测量的稳定性。因此，它有可能适合用于大锻件温度测量和大锻件锻造过程的监控。

德国的LUMASENSE技术公司已经开发了这类产品，并广泛用于德国铸锻件行业。

为了进一步了解这种测试方法和新装置的先进性，我们进行了现场实验。

由专业人员将普通红外测温仪和比色辐射计同时架设在锻件出炉位置对大锻件的出炉端面表面温度进行测量，对比两种装置的测量稳定性。同时通过已知的炉子长时间保温温度来了解两种测量的相对准确性。测量结果见表1。

通过表1可以得出以下结论:比色辐射计受工件表面氧化影响小;比色辐射计测量更加稳定;比色辐射计更接近于真实值。并且在实际测量过程中，普通红外测温仪还需要在测试过程中进行调整，而新装置不需要调整，就像傻瓜相机，它便于普通人操作，或者可考虑采用结构固定检测。但是，我们对大锻件锻造过程测温装置的准确性不能以一个或几个温度测量点来判定，必需对一个范围和一个系统进行验证。另一方面，这种温度仪像许多检测仪器一样，需要用标准试样或标准环境进行比对校正。我们目前还没有准备好终锻温度的测试环境，因为终锻温度的测试无法像始锻温度那样，通过加热保温，与炉子热电偶测得的温度进行对比，但我们可以通过实验室模拟炉进行终锻温度的模拟测试。因此，对该仪器测量原理和使用条件的研究还将进一步进行。

表1 测量结果Table1 The results of temperature measured

［1］吕亚臣，任运来，齐作玉.构建新一代大锻件工艺与质量控制系统.大型铸锻件，2010(6):42－45.

编辑 龙礼建

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