感应加热真空熔化炉液相温场在线检测方法

 感应加热真空熔化炉液相温场在线检测方法

　由以上介绍可知,在实际的科研和生产过程中,常规的高温介质液相温场的测量方法应用于航空制件精密铸造加工工艺存在一定的缺陷,这主要是因为热电偶或辐射高温计本身的特性所决定的。其次,我们都知道,通常所说的温度测量,实质上是针对某个特定点的测量,而温场的检测则是指多个测量点所包含的某个空间范围的温度平均值的测量。航空制件精密铸造用感应式真空熔化炉加热时间非常短,即特种合金钢锭由固相转化为液相非常的快,一般只有几分钟,且熔化坩埚中的合金熔体在熔化过程中是无法加装搅拌装置的,常规而快速的点温测量也不能准确地反映合金液体的平均温度。因此,如前所述的缺陷在这一特殊的液相温场检测过程中还将被放大。

　针对这一问题,国外有些研究机构一直在寻找不同于热电偶和辐射感温器的其他的温度传感器,用来取代常规的高温介质液相温度的测量,如日本就研究出了一种适用于感应炉的光纤温度计,但其测量的上限温度仅为1300℃。

　国内,一些研究机构也在进行光纤温度传感器的研究,并在高温领域有了较大的进展,如蓝宝石光纤高温计就是其中的一例,其测量的温度上限已达到2000℃。

　新型温度传感器研究的进展,为我们解决航空制件精密铸造用感应式真空熔化炉液相温场的检测提供了一种新的选择。这里,我们提出一种新的检测方法:即采用高温黑体式光纤温度传感器对感应加热真空熔化炉液相温场进行在线检测,与同行探讨。

　　本方法是基于新型高温黑体式光纤温度传感器研制基础上的开发应用,即首先利用目前已在研究并有所突破的高温黑体式光纤温度传感器的成果,制作出适合感应式真空熔化炉液相温场检测的一组不同于热电偶或辐射感温器的新型温度传感器。这种温度传感器的工作原理是基于光纤芯线接触受热产生黑体辐射现象来测量被测物体内热点的温度,测温时,光纤本身成为一个待测温度的黑体腔。同时,研制配接光纤温度传感器的数据采集器和温场检测专用的工装机构及定位定点装置等。

　　光纤温度传感器具有如下优点:①在高电压、大电流、强磁场环境中抗强干扰的能力;②体积小,工作时不会破坏被测温场;③灵敏度高,响应时间快。实验表明,蓝宝石光纤温度计高温测量时的响应频率高达100kHz,为高速热电偶的100倍。正因为光纤温度传感器具有以上的诸多优点,加之与目前已比较成熟的光纤测控技术的配合,因此,从理论上来说,此方法是可行的。