[发明专利]金属平板表面温度标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷轧金属板带热处理技术领域，尤其涉及在金属板带的热处理工艺中，用于标定光洁无氧化金属平板表面温度的方法，该方法可应用于冷轧金属热处理生产线，以及使用光洁表面金属平板进行实验研究和产品开发的领域。

背景技术

随着各产业对高质量产品的需求不断增加，金属平板热处理的工艺要求也越来越严格。在热处理过程中，为了得到一定机械性能和良好表面特性的金属平板产品，需要将金属平板精确的加热或冷却到特定工艺温度点（或温度区间内），以保障金属平板的机械性能或表面质量在产品所要求的范围内。因此，我们需要保证仪表测得的金属平板表面温度的准确性。

在连续性生产机组中，由于物料在连续运动中，无法对金属平板表面温度进行接触式测量，因此非接触式测量方式，如红外线成像等，就成了主要的在线测量手段。

然而非接触测量方式受很多因素的干扰，如红外热像仪温度测量的准确性受被测物体表面的发射率、环境温度、大气温度、大气衰减率、太阳辐射等的影响,其中发射率的影响最为突出，直接进行测量的结果往往不准确。因此，我们需要在离线状态下，先用接触式的测量方式，对非接触式温度仪表需要准确测量的温度区间进行标定，即通过接触式温度仪表直接测量一组被测物质表面的温度，作为基准值，测算出该物质表面的实际发射率，从而保证该非接触仪表测量同样的金属物质表面温度时的准确性。

物质表面的发射率不仅取决于物质的内在性质，同时还取决于物质表面的物理状态、光滑程度等，这些因素使得发射率的测量很复杂，而发射率数值的准确直接影响红外测温数据的准确性，所以如何确定被测物体表面的发射率已成为红外热像测温技术中的一个主要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、方便，能准确地对金属平板表面温度进行标定的方法。

 本发明所采用的技术方案是：

  一种金属平板表面温度标定方法，

   该方法以恒温浴介质作为加热源，加热被测金属平板的一面，并且在此面安装多个直接接触式热敏元件测量被测金属平板的温度；在被测金属平板的另外一面则用非接触式的测温仪器测量被测金属平板表面温度；

根据红外测温仪器的测温原理史蒂芬-波尔兹曼定律，测算出被测金属平板的表面发射率；其中史蒂芬-波尔兹曼定律为黑体的辐射能量W与其温度T的关系为W=ε*σ*T⁴，式中，波尔兹曼常数σ=5.67×10^-8W/m2.K⁴，T为被测物体的绝对温度，单位为K；ε为被测物体表面发射率。

按上述方案，所述的方法的具体步骤为：

第一步：确定需要测量的金属平板的温度范围，根据温度范围确定标定的温度区间，制作金属平板表面温度标定系统以及确定金属平板表面温度标定系统的恒温浴介质；

所述的金属平板表面温度标定系统由恒温浴装置和温度测量装置组成，所述的恒温浴装置包括恒温浴箱，所述的恒温浴箱由底板和壁面组成，所述的壁面由恒温浴箱本体壁面和由被测金属平板做的一个壁面组成，所述的恒温浴箱内置有恒温浴介质，所述的恒温浴箱还包括有对恒温浴介质进行加热的加热元件；所述的温度测量装置包括非接触式的测温仪和直接接触式的热敏元件，所述的直接接触式的热敏元件置于恒温浴箱内，并安设在被测金属平板的内侧面上；所述的非接触式的测温仪安设在被测金属平板外侧的测量黑箱的观测孔上，并与平板保持适合测量的距离；

第二步：将恒温浴介质加热到被测金属平板需要标定的温度区间的某一设定温度值；

第三步：对金属平板温度进行测量，并计算出被测金属平板对应于第二步中某个标定点的温度值的表面发射率；

第四步：不断的重复上述第二步和第三步，得出需要标定的温度区间的各个标定点的温度值对应的被测金属平板表面发射率。

按上述方案，第一步中确定标定的温度区间的具体步骤为：在需要测量的金属平板的温度范围内每隔20~100℃选一个标定点，保证标定点的间隔大于仪表测量误差的4~5倍。

按上述方案，当标定温度区间位于金属发生表面氧化的温度区域时，将金属平板表面温度标定系统置于充满保护气体的密闭空间内进行测量。

按上述方案，第二步中将恒温浴介质加热是从低温向高温逐渐进行加热，升温速率≤1℃/分钟；当恒温浴介质加热到设定温度点后，保持30min以上的温度恒定，

并在温度恒定期间内不断检测恒温浴介质测温元件的读数跳动，当恒温浴介质测温元件的读数跳动幅度不高于恒温浴介质测温元件的测量精度时，认定为恒温浴介质的温度恒定，可进行第三步操作。