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紅外測溫:在車削工件溫度場在線監(jiān)測中的應(yīng)用

   精密車削時(shí),旋轉(zhuǎn)工件的溫度相對(duì)較低,在0~50℃范圍,對(duì)此類旋轉(zhuǎn)工件的溫度測量有一定困難,它無法利用常規(guī)和傳統(tǒng)的方法實(shí)時(shí)監(jiān)測旋轉(zhuǎn)工件的溫度。該文就紅外測溫儀在精密加工過程中在常溫旋轉(zhuǎn)曲面溫度測量中的應(yīng)用進(jìn)行一些探討。其主要內(nèi)容包括:簡要介紹紅外測溫的原理;設(shè)計(jì)在線監(jiān)測溫度系統(tǒng),分析車削工件溫度監(jiān)測精度。
物體的溫度與輻射功率的斯忒藩-玻耳茲曼定律給出
式中,W(T)為單位面積溫度T下輻射的能量;Wl為物體在某一波段的輻射能;e為物體的發(fā)射率;l為物體的波長;T為熱力學(xué)溫度,單位K;s為斯忒藩-玻耳茲曼常數(shù),s=5.67×10-12W/(cm2·K4)。

圖1 溫度場在線監(jiān)測系統(tǒng)框圖
根據(jù)斯忒藩-玻耳茲曼常數(shù)定律,物體的溫度越高,輻射強(qiáng)度就越大。只要知道了物體的溫度及其發(fā)射率,就可以測出物體所發(fā)射的輻射強(qiáng)度。 杭州服裝批發(fā)
如圖1所示,利用紅外測溫儀監(jiān)測工件的溫度場,該裝置采用快速移動(dòng)傳感器的方法對(duì)其工件進(jìn)行勻速掃描來實(shí)現(xiàn)溫度場的監(jiān)測。利用車床的雙刀架將傳感頭安裝在一個(gè)刀架上,測量時(shí),紅外傳感頭隨刀架勻速移動(dòng),其工件溫度信號(hào)經(jīng)運(yùn)放后送入數(shù)據(jù)采集卡中。根據(jù)工件的長度、刀架移動(dòng)的速度,得出在一個(gè)掃描周期內(nèi)溫度的變化,建立一個(gè)坐標(biāo),將工件長度與溫度變化對(duì)應(yīng)起來,假設(shè)對(duì)車削工件進(jìn)行連續(xù)掃描,每次掃描時(shí)間為5s,這樣就得到了以5s間隙的工件各個(gè)位置的溫度,用計(jì)算機(jī)處理軟件可繪出該工件的溫度場。另外分析了紅外測溫的精度和可靠性,它受很多因素的影響,如大氣吸收、大氣塵埃及懸浮粒子、太陽光輻射、風(fēng)力、測試背景、距離系數(shù)、物體輻射率、相鄰設(shè)備熱輻射、工作波長區(qū)域范圍和瞬時(shí)視場角等。
從以上幾個(gè)方面分析了對(duì)紅外測溫精度的影響。該文采用紅外測溫儀就車削工件在加工狀態(tài)下的溫度場進(jìn)行監(jiān)測。從監(jiān)測結(jié)果來看:采用紅外測溫儀對(duì)車削工件的溫度進(jìn)行監(jiān)測是可行而有效的;它能快速實(shí)時(shí)反映工件溫度場的變化,其精度可達(dá)± 3℃,*我們監(jiān)測的要求。
關(guān)鍵詞:傳感器
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