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精密鑄造的溫度測量控制
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時(shí)間：2013-05-02
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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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(jìn)行準確測量的高溫計，不管發(fā)射率的情況如何，也不受環(huán)境的限制。圖2為FAR高溫光譜儀為監測鎳基精密鑄造合金紀錄下來(lái)的溫度和發(fā)射率。從圖中可看到，功率整定值的每次變化都造成發(fā)射率快速尖峰狀的增加，這是由于熔料的電磁攪拌產(chǎn)生擾動(dòng)造成的，擾動(dòng)會(huì )強化發(fā)射率。液體運動(dòng)形成小的空腔，由于多重反射的作用，增加了吸收和發(fā)射。其次，當熔料冷卻時(shí)，發(fā)射率經(jīng)歷階梯狀變化：在1:15左右，發(fā)生率減少10%以上，從0.245減少到 0.220。 
這個(gè)效應與合金材料沸騰蒸發(fā)是一致的，在發(fā)生這種變化時(shí)，溫度保持恒定不變。最后，熔料凍結，發(fā)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(shí)發(fā)生的緩慢增加的發(fā)射率表明，金屬硬化的過(guò)程經(jīng)歷一個(gè)漿狀狀態(tài)，而不是像水變成冰那樣相態(tài)發(fā)生突然變化。圖3所示與圖2為同一過(guò)程，但是，這次增加了一個(gè)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(guò)程中，常規高溫計無(wú)法進(jìn)行測量。在1:35 至 1:50的時(shí)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(guò)程中，發(fā)射率增加造成的。
在實(shí)際運行過(guò)程中，由不正確的發(fā)射率造成的巨大溫度誤差除對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響外，一些明顯的后果是電力的浪費、周期時(shí)間的延長(cháng)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(gè)澆鑄周期中的溫度和發(fā)射率，圖5中的兩條示蹤曲線(xiàn)為高溫光譜儀測量的連續四個(gè)澆鑄周期中的溫度和發(fā)射率，尖峰溫度不無(wú)特別重復性，可看到圖4中發(fā)射率出現許多相當大的尖峰，表示有特別大的擾動(dòng)存在。尖峰是由于存在嚴重電磁攪拌造成的，過(guò)程如下：熔料中的擾動(dòng)強化了發(fā)射率，常規高溫計將此解釋為一個(gè)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(dòng)消退，然后，常規高溫計檢測到溫度過(guò)低的狀況，電源再次被接通，由此產(chǎn)生的電流涌動(dòng)激劇攪動(dòng)熔料，周期性循環(huán)開(kāi)始，劇烈擾動(dòng)造成耐火材料的侵蝕，于是在產(chǎn)品中產(chǎn)生夾雜。
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