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感應(yīng)加熱真空熔化爐液相溫場在線檢測方法
感應(yīng)加熱真空熔化爐液相溫場在線檢測方法
由以上介紹可知,在實際的科研和生產(chǎn)過程中,常規(guī)的高溫介質(zhì)液相溫場的測量方法應(yīng)用于航空制件精密鑄造加工工藝存在一定的缺陷,這主要是因為熱電偶或輻射高溫計本身的特性所決定的。其次,我們都知道,通常所說的溫度測量,實質(zhì)上是針對某個特定點的測量,而溫場的檢測則是指多個測量點所包含的某個空間范圍的溫度平均值的測量。航空制件精密鑄造用感應(yīng)式真空熔化爐加熱時間非常短,即特種合金鋼錠由固相轉(zhuǎn)化為液相非常的快,一般只有幾分鐘,且熔化坩堝中的合金熔體在熔化過程中是無法加裝攪拌裝置的,常規(guī)而快速的點溫測量也不能準(zhǔn)確地反映合金液體的平均溫度。因此,如前所述的缺陷在這一特殊的液相溫場檢測過程中還將被放大。
針對這一問題,國外有些研究機(jī)構(gòu)一直在尋找不同于熱電偶和輻射感溫器的其他的溫度傳感器,用來取代常規(guī)的高溫介質(zhì)液相溫度的測量,如日本就研究出了一種適用于感應(yīng)爐的光纖溫度計,但其測量的上限溫度僅為1300℃。
國內(nèi),一些研究機(jī)構(gòu)也在進(jìn)行光纖溫度傳感器的研究,并在高溫領(lǐng)域有了較大的進(jìn)展,如藍(lán)寶石光纖高溫計就是其中的一例,其測量的溫度上限已達(dá)到2000℃。
新型溫度傳感器研究的進(jìn)展,為我們解決航空制件精密鑄造用感應(yīng)式真空熔化爐液相溫場的檢測提供了一種新的選擇。這里,我們提出一種新的檢測方法:即采用高溫黑體式光纖溫度傳感器對感應(yīng)加熱真空熔化爐液相溫場進(jìn)行在線檢測,與同行探討。
本方法是基于新型高溫黑體式光纖溫度傳感器研制基礎(chǔ)上的開發(fā)應(yīng)用,即首先利用目前已在研究并有所突破的高溫黑體式光纖溫度傳感器的成果,制作出適合感應(yīng)式真空熔化爐液相溫場檢測的一組不同于熱電偶或輻射感溫器的新型溫度傳感器。這種溫度傳感器的工作原理是基于光纖芯線接觸受熱產(chǎn)生黑體輻射現(xiàn)象來測量被測物體內(nèi)熱點的溫度,測溫時,光纖本身成為一個待測溫度的黑體腔。同時,研制配接光纖溫度傳感器的數(shù)據(jù)采集器和溫場檢測專用的工裝機(jī)構(gòu)及定位定點裝置等。
光纖溫度傳感器具有如下優(yōu)點:①在高電壓、大電流、強(qiáng)磁場環(huán)境中抗強(qiáng)干擾的能力;②體積小,工作時不會破壞被測溫場;③靈敏度高,響應(yīng)時間快。實驗表明,藍(lán)寶石光纖溫度計高溫測量時的響應(yīng)頻率高達(dá)100kHz,為高速熱電偶的100倍。正因為光纖溫度傳感器具有以上的諸多優(yōu)點,加之與目前已比較成熟的光纖測控技術(shù)的配合,因此,從理論上來說,此方法是可行的。
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