Succesfulde producenter af præcisionsstøbegods kender vigtigheden af proceskontrol for at producere støbegods af høj kvalitet. Nøglevariablerne i støbeprocessen inkluderer formtemperatur, formisoleringsegenskaber, cyklustid og operatørmetoder, men den mest centrale procesvariabel er metaltemperatur. I præcisionsstøbeprocessen er der mange store vanskeligheder ved berøringsfri måling af metaltemperatur. En nyligt udviklet enhed kan dog give kvantitativ feedback af realtidsnøjagtighed og afsløre potentielle problemer.
Temperaturens betydning
I præcisionsstøbeprocessen, især i"equiaxed" proces, er metaltemperatur den dominerende faktor. Derfor har det også direkte indflydelse på mange kvalitetsegenskaber. Hvis målingen og kontrollen er forkert, vil forskellen i metaltemperatur påvirke størrelsen af færdige støbegods, kornstørrelse, porøsitet (overflade og indvendig), mekaniske egenskaber, produktkvalitet (dvs. tendens til varm rivning), fylde af tyndvæggede dele , etc.
Derfor vil en forbedring af måling og kontrol af metaltemperatur forbedre kvalitet og produktivitet, reducere vedligeholdelses- og arbejdsomkostninger, reducere testomkostninger og omkostninger til ansvarskompensation.
Vanskeligheder ved temperaturmåling
Præcisionsstøbning, især præcisionsstøbning ved hjælp af induktionssmelteudstyr, bruger generelt en form for berøringsfri infrarød strålingstermoelement eller pyrometer som det primære eller sekundære middel til metaltemperaturmåling. Folk, der bruger konventionelle pyrometre, forstår måske ikke de potentielle fejlkilder til deres målinger, men er blot opmærksomme på"nøjagtigheden" instrumentets tekniske forhold, så de bliver ofte vildledt. Disse præcisionstekniske forhold er kun ideelle mål i laboratoriemiljøet. Nogle situationer i den virkelige verden kan føre til overraskende høje målefejlværdier, herunder (men ikke begrænset til) følgende:
1. Ukendt / skiftende emissivitet - en række forskellige legeringer, forstyrrelseseffekter, temperatur- og bølgelængdeafhængighed og ændringer i sammensætning under forarbejdning, som alle spiller en rolle i emissivitetens uforudsigelighed.
2. Dampemission: Ved højtrykssmeltning (tæt på og over atmosfæretryk) vil gassen, der flyder over fra den smeltede pool eller digel, øge eller reducere termisk stråling, hvilket resulterer i fejl.
3. Observationshul forhindring: For de fleste instrumenter vil enhver svækkelse af signalet forårsage et fald i temperaturindikationsværdien; Snavs på observationsvinduet påvirker nøjagtigheden af de fleste pyrometre.
4. Materiale til observationsvindue: ikke alle glas har samme transmissionsydelse; Nogle er"grå", mens transmittansen af andre briller ændres med bølgelængden. Dette vil deaktivere det konventionelle pyrometer.
5. Kalibrering: industristandarden er at kalibrere en gang om året. Imidlertid har instrumentets drift og fejl deres egen tidsplan. Den ideelle praksis er at kalibrere alle optiske elementer, der anvendes på fabrikken (observationsglas eller observationsspejl).
6. Instrumentkalibrering: At sigte gennem linsen kræver, at de to optiske veje overlapper hinanden nøjagtigt, hvilket vil påvirke alle niveauer af konventionelle pyrometre.
Disse vanskeligheder er unikke for optisk temperaturmåling. Samtidig er der procesrelaterede vanskeligheder, som komplicerer temperaturmålingen af enhver type instrument, herunder:
1. Acceptabelt område af procesvariabler: Medmindre hele smelteovnen er i en stabil tilstand (normalt er dette urealistisk), vil der være et temperaturområde under støbeprocessen. Det er meget vigtigt, at dette temperaturområde kan sikre produkternes høje kvalitet.
2. Signalbehandlingsevne: enhver analog til digital eller digital til analog konvertering mellem måleinstrumenter og kontroludstyr er en potentiel fejlkilde. Det brede analoge udvalg fører til den manglende præcision.
3. Smelteteknologi: Dårlig smelteteknologi vil føre til overdreven kogning af elementer med højt damptryk, forstyrrelse på overfladen af smeltet bassin eller dannelse af reaktionsprodukter, hvilket alt sammen vil forårsage fejlen i konventionelt pyrometer.
4. Matchning mellem ingot, digel og spiral: Disse tre komponenter i smeltesystemet er vigtige for smeltecyklussens karakteristika. Forkert matchning kan forårsage langsom og ujævn smeltning, lokal overophedning eller sputtering. Disse er også kilderne til fejl af konventionelle pyrometre.
Løsning på problemet med højtemperaturspektrometer
Højtemperaturmålingsteknologi har sine iboende fordele: der er ingen forurening, og sensoren vil ikke blive forgiftet; Nem at installere og bruge; Kontinuerlig måling er mulig; Ingen forbrugsmaterialer; Katastrofale fejl (tab af målefunktion) er ekstremt sjældne. Nu har fremskridtene inden for højtemperaturmålingsvidenskab løst forskellige problemer forbundet med den virkelige verden i brug. Højtemperaturspektrometer er et nyt instrument. Det er et ekspertsystem med flere bølgelængder pyrometer. Den har god evne til at løse disse problemer.
Ud over at give fremragende nøjagtighed i den virkelige verden har højtemperaturenergispektrometeret mange andre fordele: det kan levere kvalitet, realtidsaflæsning og tolerance (dvs. usikkerhed i måling) ved hver måling; Det kan også give signalstyrke, sammenligning mellem mål og ideelt mål ved samme temperatur og tilstand. Disse to funktioner kan give værdifuld information om råvare- og processtatus, være med til at sikre den korrekte legeringssammensætning og vise, om legeringsmaterialet er blevet kogt og fordampet. Naturligvis kan brugere også anvende disse oplysninger til nogle mere avancerede felter.
