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紅外測溫儀在車削工件溫度場在線監(jiān)測中的應(yīng)用

發(fā)表于：2010/12/14 10:51:25 標(biāo)簽：紅外測溫儀
精密車削時，旋轉(zhuǎn)工件的溫度相對較低，在0~50℃范圍，對此類旋轉(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)的方法實時監(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傳感器的方法對其工件進行勻速掃描來實現(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刀架上，測量時，紅外傳感頭隨刀架勻速移動，其工件溫度信號經(jīng)運放后送入數(shù)據(jù)采集卡中。根據(jù)工件的長度、刀架移動的速度，得出在一個掃描周期內(nèi)溫度的變化，建立一個坐標(biāo)，將工件長度與溫度變化對應(yīng)起來，假設(shè)對車削工件進行連續(xù)掃描，每次掃描時間為5s，這樣就得到了以5s間隙的工件各個位置的溫度，用計算機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)域范圍和瞬時視場角等。
從以上幾個方面分析了對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)下的溫度場進行監(jiān)測。從監(jiān)測結(jié)果來看：采用紅外測溫儀對車削工件的溫度進行監(jiān)測是可行而有效的；它能快速實時反映工件溫度場的變化，其精度可達± 3℃，完全滿足我們監(jiān)測的要求。

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