NH-GSM光學(xué)測(cè)溫儀在精密鑄造車間的應(yīng)用

一、現(xiàn)用測(cè)溫方式存在的問題

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

接觸式測(cè)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(cè)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(dá)到測(cè)溫目的，但在鑄造車間使用時(shí)有以下幾點(diǎn)不足：

1. 成本高，且耗費(fèi)能源。每測(cè)一次成超過3元，年使用成本近萬(wàn)元。
2. 操作不方便，測(cè)量需要人工操作，作業(yè)時(shí)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(cè)量的是某個(gè)靜態(tài)點(diǎn)的溫度，而鑄造過程中金屬液體是一個(gè)升溫的過程，熱電偶測(cè)量的時(shí)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(yàn)升溫或降溫，導(dǎo)致可能產(chǎn)生的二次測(cè)溫和鑄造成本的增加。    

 4.  由于必須接觸高溫?zé)嵩?，容易因?yàn)槭褂貌划?dāng)而導(dǎo)致測(cè)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(cè)溫儀，因?yàn)樗捎么_定輻射波強(qiáng)度（功率）的方法來表示相對(duì)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(cè)溫時(shí)探頭與目標(biāo)之間距離有關(guān)。在實(shí)際使用中存在以下問題：

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

      2.       熔化的金屬材料不同測(cè)得溫度不同。

      3.       同爐金屬液所測(cè)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(cè)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(diǎn)。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(cè)溫儀克服了之前接觸式與紅外測(cè)溫儀的不足，具有新穎的原理和先進(jìn)實(shí)用的功能。

二、NH-GSM技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

NH-GSM光學(xué)創(chuàng)新型測(cè)溫儀的原理是：當(dāng)一個(gè)物體被加熱時(shí)，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(zhǎng)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(shí)，峰值波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)，例如0℃時(shí)為10.61mm；1000℃時(shí)為2.28mm；2000℃時(shí)為1.27mm，特征波從設(shè)備內(nèi)部光纖的一端傳輸?shù)搅硪欢耍捎诠饫w的另一端連接著一個(gè)檢波器即衍射光柵，從光柵上出來0級(jí)、1級(jí)、2級(jí)條紋……，這樣很方便地檢出了對(duì)應(yīng)溫度的特征波。然后連接光電探測(cè)器，輸出隨著溫度變化的頻率信號(hào)，即得到了數(shù)字輸出的溫度信號(hào)，連接二次儀表或計(jì)算機(jī)即顯示被測(cè)溫度值。

由于每一個(gè)溫度對(duì)應(yīng)著一列幅射能力zui強(qiáng)的特征波，又由于每一個(gè)輻射波的波長(zhǎng)在各種不同的傳播介質(zhì)中是不變的，因此測(cè)定特征波的波長(zhǎng)即可確定被測(cè)物的相應(yīng)溫度。

三、GSM光學(xué)測(cè)溫儀操作步驟

1．確定安裝位置

當(dāng)對(duì)測(cè)溫儀（如圖）進(jìn)行安裝時(shí)，①將測(cè)溫探頭正對(duì)爐口，把信號(hào)處理單元固定安裝在操作平臺(tái)上或總控制柜內(nèi)。若需多點(diǎn)測(cè)量，可分別安裝多臺(tái)測(cè)溫儀；如果用戶想節(jié)約成本，只用一個(gè)測(cè)溫探頭時(shí)，建議用戶設(shè)計(jì)一個(gè)小型微調(diào)測(cè)試臺(tái)裝置。②打開激光按扭開關(guān)，將激光對(duì)準(zhǔn)爐口中心位置后，鎖緊測(cè)溫裝置固定螺絲。③如果現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度高于80度，需加裝風(fēng)冷裝置。

   2．電氣連接圖

測(cè)溫儀可與顯示儀表、顯示大屏、或計(jì)算機(jī)由電纜按照廠家提供接線

圖實(shí)現(xiàn)連接，且必須在斷電情況下進(jìn)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(jì)算機(jī)屏幕上即可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每爐的生產(chǎn)過

程，達(dá)到事前檢驗(yàn)、實(shí)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(duì)該爐口溫度進(jìn)行時(shí)

時(shí)監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)澆注溫度的測(cè)量。

四、GSM光學(xué)測(cè)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(shí)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(shí)現(xiàn)，節(jié)能。

由于實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)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(qiáng)澆鑄工和爐工配合作業(yè)。使得生產(chǎn)過程“省時(shí)，省電”，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)還能節(jié)約電費(fèi)；光學(xué)測(cè)溫儀非接觸工作，無任何耗材費(fèi)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(jìn)工藝

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

5．增加企業(yè)回報(bào)。

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

6．提高企業(yè)形象。

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

7．保障安全生產(chǎn)。

有了測(cè)溫儀，一方面不用因?yàn)?ldquo;能看懂溫度”的老工人請(qǐng)假而無法開工，另一方面可以減少對(duì)老工人的依賴。

五、結(jié)論：

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

好，反映速度快，操作便捷攜。

2．GSM測(cè)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(cè)溫、控溫裝置，并得到較好的應(yīng)用。

3．GSM測(cè)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(jì)效益。

                              NH-GSM光學(xué)測(cè)溫儀和熱電偶應(yīng)用及成本對(duì)比