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紅外測(cè)溫儀在車削工件溫度場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

發(fā)表于：2010/12/14 10:51:25 標(biāo)簽：紅外測(cè)溫儀
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(cè)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(cè)旋轉(zhuǎn)工件的溫度。該文就紅外測(cè)溫儀在精密加工過程中在常溫旋轉(zhuǎn)曲面溫度測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行一些探討。其主要內(nèi)容包括：簡(jiǎn)要介紹紅外測(cè)溫的原理；設(shè)計(jì)在線監(jiān)測(cè)溫度系統(tǒng)，分析車削工件溫度監(jiān)測(cè)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(zhǎng)；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(chǎng)在線監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)溫儀監(jiān)測(cè)工件的溫度場(chǎng)，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(chǎng)的監(jiān)測(cè)。利用車床的雙刀架將傳感頭安裝在一個(gè)刀架上，測(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)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(chǎng)。另外分析了紅外測(cè)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(cè)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(zhǎng)區(qū)域范圍和瞬時(shí)視場(chǎng)角等。
從以上幾個(gè)方面分析了對(duì)紅外測(cè)溫精度的影響。該文采用紅外測(cè)溫儀就車削工件在加工狀態(tài)下的溫度場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。從監(jiān)測(cè)結(jié)果來看：采用紅外測(cè)溫儀對(duì)車削工件的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)是可行而有效的；它能快速實(shí)時(shí)反映工件溫度場(chǎng)的變化，其精度可達(dá)± 3℃，完全滿足我們監(jiān)測(cè)的要求。

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