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精密鑄造的溫度測量控制

作者: 時間:2013-05-02 來源:網絡 收藏

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高溫光譜儀是一種不需要事先準備任何信息,可以進行準確測量的高溫計,不管發射率的情況如何,也不受環境的限制。圖2為FAR高溫光譜儀為監測鎳基合金紀錄下來的溫度和發射率。從圖中可看到,功率整定值的每次變化都造成發射率快速尖峰狀的增加,這是由于熔料的電磁攪拌產生擾動造成的,擾動會強化發射率。液體運動形成小的空腔,由于多重反射的作用,增加了吸收和發射。其次,當熔料冷卻時,發射率經歷階梯狀變化:在1:15左右,發生率減少10%以上,從0.245減少到 0.220。

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這個效應與合金材料沸騰蒸發是一致的,在發生這種變化時,溫度保持恒定不變。最后,熔料凍結,發射率激劇變化,從0.22變化成 0.60。緩慢降低的溫度以及同時發生的緩慢增加的發射率表明,金屬硬化的過程經歷一個漿狀狀態,而不是像水變成冰那樣相態發生突然變化。圖3所示與圖2為同一過程,但是,這次增加了一個常規高溫計的輸出。除了溫度誤差很大之外,需要注意的是,在斷電冷卻過程中,常規高溫計無法進行測量。在1:35 至 1:50的時間內,高溫計報告了溫度的增加。這是一種虛假狀況,是在金屬冷卻過程中,發射率增加造成的。

在實際運行過程中,由不正確的發射率造成的巨大溫度誤差除對產品質量產生影響外,一些明顯的后果是電力的浪費、周期時間的延長以及耐火材料磨損的加劇等。圖4為常規高溫計測量的連續四個澆鑄周期中的溫度和發射率,圖5中的兩條示蹤曲線為高溫光譜儀測量的連續四個澆鑄周期中的溫度和發射率,尖峰溫度不無特別重復性,可看到圖4中發射率出現許多相當大的尖峰,表示有特別大的擾動存在。尖峰是由于存在嚴重電磁攪拌造成的,過程如下:熔料中的擾動強化了發射率,常規高溫計將此解釋為一個超溫數值;隨后,作為對現象的反應,控制器切斷電源;電源切斷后,擾動消退,然后,常規高溫計檢測到溫度過低的狀況,電源再次被接通,由此產生的電流涌動激劇攪動熔料,周期性循環開始,劇烈擾動造成耐火材料的侵蝕,于是在產品中產生夾雜。
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