非接触式红外测温仪在铝工业中的应用
在所有工业行业中，温度测量是最重要的测量项目之一。在铝工业中，温度的测量也是生产工艺控制的一个必不可少的环节。采用远红外测温仪进行非接触式测温正变得越来越重要。
远红外测温仪的主要优点如下：●温度测量精准，绝对●测量光点小●响应时间快●全数字化信号处理在铝工业中，通常是测量熔铝，铝毛坯料或热的最终产品的温度，以及测量在生产工艺过程中所使用的设备各部分的温度。本文结合对铝表面特性及外部影响因素的分析来介绍对铝制品进行温度测量的特点。
此外，本文也对铝工业中使用测温仪在其它方面的应用情况进行了描述。IMPAC 公司有着 40 多年非接触式测温经验，这充分体现在其非接触式红外测温仪在铝加工工业中得到应用的专有技术中。
铝作为非接触式测温的被测物体
铝是继钢之后在工业领域应用最广泛的金属。由于铝表面的性质不同，发射率的变化相当明显，这也是长期以来铝金属采用非接触式测温的难题之一。比如纯的发光和经抛光的铝在所有的光谱范围中的发射率都非常低，以至于标准的测温仪根本无法准确测量它的温度。铝和氧气接触就会在表面就会渐渐生成氧化层，在经过一段较长时间后发射率就会上升到43%。由于氧化层的厚度在各处大不相同，因此会产生干涉效应（颜色效应，就像水面上浮了一层油）。在这种情况下即使适当地对发射率进行调节，测量的难度也会很大，因为测量受到波长的影响很大。（见图1）
针对如上所述的铝测温问题，IMPAC 研制和开发了高精度用于测量铝温度的测温仪 IS12-Al。在特定的窄波段范围中使发射率保持在 30%-45%之间，这样就可以用非接触方式测量 350°C 以上热铝料的温度。该测温仪具有很高的测量精度。即使其发射率有很小的误调，测温仪所测得的温度与传统的测温仪相比误差要小很多。在物理学的角度上，IS12-Al 在其初始测温范围时对于外部光（日光、萤光灯或白帜灯泡等）敏感。因此在测量温度达到 650°C 时，一定要防止这些外部光对它的影响。(见图2).如果被测量的物体需要照明，那么可使用灯泡和蓝色滤光镜，这样干扰辐射就会被过滤掉。
为了使其它的测温仪也能适应于铝的温度测量，IMPAC还提供光学发射率放大器用来测量较低的温度范围。这是一个可选择的附件，直接安装在测温仪的镜头附近，将铝发射出来的能量聚焦到测温仪的镜头上。这种技术能使被测铝的发射率持续地增加到50%。这样测量金属的一 般测温仪就可以用来测量铝的温度。视测温仪的类型不同，可在温度范围 30-1300°C 之间进行测温。
型材挤压
在挤压型材生产过程中可以用非接触式测温技术对生产工艺进行很好的温度监控，并能显着地改善最终产品的质量。在生产工艺中有三个关键位置可以由IMPAC 远红外测温仪对温度进行监控：
●坯料预热以后的位置●当型材从模具中出来后 ● 当型材进行淬火处理时
坯料预热后铝的温度大概在 400 °C 左右。这时最适合使用 IGA5 型测温仪以及发射率放大器，它能使发射率提高这样就能保证测温的可靠性。所有必要的安装附件，如安装角架或冷却水套等都可以单独订购，与仪器一起发货。
当型材从模具中出来后的温度大约在 500-600°C 左右。在这里只 能采用IS12-Al 型测温仪进行测温。（见图3）。当温度范围在350-900°C 和响应时间为 8 毫秒时可实现快速和可靠的测温。
型材在挤压后进行淬火冷却处理时，这时的工艺的速度也直接决定了最终产品的质量。IP140 型测温仪配上光学发射率放大器可用来监测铝的温度。此测温仪的测温范围在50-400°C，非常适用于这个工艺过程的测温。在各种加工工艺过程中，不仅仅铝坯料本身需要采用非接触式进行测温。为了使生产能够顺利进行并保证产品的质量，也应对于设备的各个部件定期进行检查。为了避免在更换模具时造成延误，可以在更换前先将模具进行预热。由于这种是要对金属物体进行测量，所以应选择具有光谱敏感性的在短波红外范围且响应时间快（1-2ms）的测温仪。IMPAC 公司可根据生产工艺的要求提供固定式或手持式的测温仪，即IGA5型固定式测温仪及IS8 plus型手持式测温仪，（插图4 所示）。这两款测温仪的测温范围在 250-1300°C之间，并且可以用激光导向灯或直通式瞄准器对被测量的物体进行精确定定位。除了 0-20mA 和 4-20mA的输出量外，标准接口（RSRS232 或 RS485）还可通过电脑对数据进行分析。
铝的熔炼
铝在铝熔炼的坩埚中的温度超过 600°C 。在坩埚上部测温是可行的。但是铝表面氧化层的生成会对测量结果造成影响，所以在进行测温时要对铝液进行搅拌。在这个方面可以选用IS12-Al 型测温仪。
铝的锻造
在铝的锻造中，在铝液化前短时间内温度大约是 500-550°C。在用锻锤变形后铝的表面光洁，也没有氧化膜。在这里可以使用专门的铝测温仪 IS12-Al 进行测温。
铝的轧制
在进行铝的轧制时温度会有很大的变化，大约在 200°C （预热后）和 450°C （刚开始轧制时）之间。在轧制快完成的时温度又降到 100°C 以下。对于这个范围，IGAR-12-LO 型测温仪非常适用，其测温范围在 300-1000°C 之间；或者 IPE140，它可以从 30°C开始进行测温，（图 5）并和光学发射率放大器一同使用。铝浇铸时的测量基本上来说，铝在浇铸时的温度只能通过非接触方式进行测量。鉴于铝液流动速度快及材料的特性，IS12-Al 特别适用于这种测温，它具有测量时间短和测量精度高的特点。
测量精度高是源于浇铸时铝不会产生氧化膜以及测量的信号因此也不会受到发射率波动的影响。
辅助热电偶
为了正确设定测温仪的发射率，可在第一次测量前借助一个热电偶来确定被测物的参考温度。当测温仪测得的温度与热电偶测得的温度相同时，说明测温仪发射率的设定是正确的，依据此发射率测温仪就可以进行继续其它测量了。IMPAC 可提供各种测量范围在-200-1300°C 的热电偶。热电偶的型式有平面式，圆柱式或浸入式，因此它们可以用在铝工业上。
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