[其他]锻件瞬时温度测定法及装置

说明书

本发明属于温度测定方法及装置。

锻件瞬时温度的科学测定，是提高工件质量，简化工艺及节约能源的重要技术。终锻瞬时温度是影响锻件的内部组织，应力分布和机械性能的重要因素。对工件表面瞬时温度的测定，目前国内外采用的有红外线辐射测量法、涂料测温法、目测测温法、光电辐射高温计测温法、断口显示瞬时温度法、热电偶表面测温法。红外线辐射测量法是用光导纤维将工件表面发射的红外线引出，由pbS光敏电阻接收并反应出瞬时温度，但是，红外线接收元件所接收到的红外线强弱，不仅决定于工件的温度，还决定于工件的材料、工件表面的氧化皮厚度，工件和接收装置之间的倾角以及工件表面与接收元件间的气氛等等，此外，由于红外线接收元件的惰性较大，可以很难准确地反映出工作的瞬时温度，涂料测温法系采用随温度不同而变成不同颜色的涂料，涂在工件整个表面或某一侧面，观察工件表面的涂料在不同温度下颜色变化的情况，来确定所对应的瞬时温度，这种方法准确性较差，工艺操作复杂。光电辐射高温计测温法是利用高温计来观察工件加热后表面颜色的变化情况，来判断工件的瞬时温度，由于加热工件在空气中约以60℃/分不断降温，操作辐射高温计又有滞后现象以及目测测温在观察上的误差，因此这种测定瞬时温度的方法是不准确的。断口显示瞬时温度法是利用多线性回归分析法推算出瞬时温度。这种方法应用在锻造等热加工现场生产中，求某一瞬时温度，实际意义不大，热电偶表面测温法，是利用两种金属接触产生接触电位差，当温度发生变化时，在此不同金属之间便产生热电效应的原理，来测定工件表面的瞬时温度。这种方法目前是被用来测量磨削工件表面的瞬时温度，金属薄膜的瞬时温度以及其他固体表面的瞬时温度，但尚未见到使用来测定锻件和其他热加工件的瞬时温度。

本发明的目的在于提供一种锻件的瞬时测温装置和方法，利用这种装置直接与锻件或其他加热工件表面接触来测定瞬时温度，利用所提供的方法根据测定的表面瞬时温度而得到锻件的瞬时真实温度值。

本发明采用铠装微细热电偶作为温度传感器直接与锻件或其他加热工件表面接触来测定瞬时温度。测温装置由测温探头、铠装微细热电偶（1）、电气控制部分（17）、机械连结件及外套（18）所构成，其中测温探头包括加热器（11）、内护套（12）和外护套（13），机械连结件包括弹性套（2）、手柄（3）、螺钉（4）、触头（5）、微动开关（6）、传动轴（7）、弹簧（8）、（16）、内导管（9）、挡块（10）、插销（14）、杠杆（15）。

测温前，将铠装微细热电偶（1）从弹性套（2）装入，经由导管（9）、从内护套（12）端面伸出，调整热电偶（1），使测端到内护套（12）端面的距离为0.3～0.5mm，然后拧进螺钉（4），压紧弹性套（2）而使热电偶（1）固定。将预热器（11）通电，使热电偶（1）预热到20～25mv，以缩短热电偶（1）与工件之间温度达到平衡的时间。铠装微细热电偶最好选用外径为φ0.5mm的。使用φ1mm铠装微细热电偶也可。

测温时，推动手柄（3）和传动轴（7）前进15mm，并带动内导管（9）及热电偶（1）一起前进，使热电偶（1）从外护套（13）露出，并与待测工件表面接触，此时，弹簧（8）被压缩。插销（14）在弹簧（16）的作用下勾住挡块（10），使内导管（9）固定，以保证热电偶与工件表面接触稳定。同时手柄（3）上的触头（5）打开微动开关（6）、启动装在电气控制部分（17）内的时间继电器，当时间继电器工作到测温所需的时间（3～8秒）便通知电气控制部分（17）的电磁铁工作，推动杠杆（15），使插销（14）退回，在弹簧（8）的作用下，使传动轴（7）带着内导管（9）及热电偶（1）退回原来位置，此时，测定锻件瞬时表面温度的工作即告结束。表面温度与真实温度的关系为：

T_S＝KT

其中T是锻件的真实温度，T_S是锻件的表面温度，当温度是770～840℃时，K＝0.85，840～920℃时，K＝0.835，920～960℃时，K＝0.817，960～1000℃时，K＝0.80。

根据上述关系式，即可立即得到与表面温度相对应的真实温度。为制造二次测温仪表或采用电子计算机控制提供可靠数据。

附图说明：

锻件瞬时温度测定装置，包括：