在感應(yīng)加熱過程中，準(zhǔn)確測量和控制溫度是確保產(chǎn)品質(zhì)量和工藝精度的關(guān)鍵。由于感應(yīng)加熱具有加熱速度快、局部加熱等特點，因此需要選擇合適的測溫方法。以下是幾種常見的溫度測量方法及其在感應(yīng)加熱中的應(yīng)用。
紅外測溫
紅外測溫是一種非接觸式測溫方法，通過測量物體表面輻射的紅外能量來確定其溫度。
- 優(yōu)點： 響應(yīng)速度快、非接觸、測量范圍廣，且不受電磁干擾。在感應(yīng)加熱中，它不會對加熱過程產(chǎn)生任何影響，特別適合用于測量移動中的物體或無法接觸的區(qū)域。
- 應(yīng)用：
- 快速移動的工件： 適用于鋼管、線材等連續(xù)生產(chǎn)線上，紅外測溫儀可以實時、快速地測量工件的溫度。
- 高溫或難以接觸的工件： 例如在釬焊或熱處理過程中，工件溫度很高，無法使用接觸式探頭，此時紅外測溫儀是理想的選擇。
- 感應(yīng)淬火： 在淬火過程中，需要精確控制工件的加熱溫度，紅外測溫可以實時監(jiān)測并反饋溫度數(shù)據(jù)，以確保淬火效果。
熱電偶
熱電偶是一種接觸式測溫元件，由兩種不同材料的導(dǎo)體構(gòu)成。當(dāng)兩端有溫差時，會產(chǎn)生熱電動勢，通過測量電壓來換算溫度。
- 優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單、成本低、測量范圍廣、精度較高且穩(wěn)定可靠。
- 應(yīng)用：
- 需要精確控溫的靜態(tài)工件： 適用于對溫度要求非常嚴(yán)格且工件位置相對固定的應(yīng)用，例如熔煉、預(yù)熱或長時間保溫。
- 模具加熱： 在塑料成型或壓鑄模具的感應(yīng)加熱中，熱電偶可以嵌入到模具內(nèi)部，提供精準(zhǔn)的內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)。
- 批量小、精度要求高的實驗： 在研發(fā)或小批量生產(chǎn)中，熱電偶可以提供可靠的溫度數(shù)據(jù)，用于校準(zhǔn)和驗證工藝。
雖然熱電偶應(yīng)用廣泛，但在感應(yīng)加熱環(huán)境中，由于強電磁場的存在，熱電偶可能會受到電磁干擾，影響測量精度。因此，在使用時需要采取良好的屏蔽和接地措施。
閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)
感應(yīng)加熱的精度不僅依賴于準(zhǔn)確的溫度測量，更離不開有效的閉環(huán)控制。閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)是一個包含溫度測量、控制器和加熱裝置的反饋回路。
系統(tǒng)工作原理
- 設(shè)定目標(biāo)溫度： 操作人員在控制器上設(shè)定所需的加熱目標(biāo)溫度（例如850°C）。
- 實時測量： 紅外測溫儀或熱電偶等傳感器持續(xù)測量工件的實時溫度。
- 反饋與比較： 實時測得的溫度信號被反饋給控制器。控制器將該信號與設(shè)定的目標(biāo)溫度進行比較，計算出兩者之間的溫差。
- 調(diào)整輸出功率：
- 如果實時溫度低于目標(biāo)溫度，控制器會增加感應(yīng)加熱電源的輸出功率，加快加熱速度。
- 如果實時溫度高于目標(biāo)溫度，控制器會減小甚至切斷加熱電源的輸出功率，以防止過熱。
- 循環(huán)控制： 這個過程持續(xù)進行，直到工件的實際溫度達到并穩(wěn)定在設(shè)定的目標(biāo)溫度附近。
確保加熱精度
- 實時響應(yīng)： 閉環(huán)系統(tǒng)可以實時監(jiān)測和調(diào)整加熱過程，尤其是在加熱曲線的爬坡和保溫階段，能有效避免因加熱過快或過慢導(dǎo)致的溫度過沖或不足。
- 抗干擾能力： 在外部環(huán)境（如環(huán)境溫度變化、工件材料差異等）發(fā)生變化時，閉環(huán)系統(tǒng)能自動調(diào)整以抵消這些影響，保持溫度的穩(wěn)定性。
- 實現(xiàn)精確工藝： 閉環(huán)控制是實現(xiàn)精密熱處理、淬火、回火、釬焊等工藝的關(guān)鍵。例如，在淬火過程中，閉環(huán)控制可以確保工件在極短的時間內(nèi)精確達到并保持淬火溫度，從而獲得理想的硬度和金相組織。
總而言之，紅外測溫和熱電偶作為兩種重要的溫度測量技術(shù)，在感應(yīng)加熱中各有優(yōu)勢，相輔相成。而閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)則將這些測量技術(shù)與加熱裝置高效整合，形成一個智能、自適應(yīng)的控制回路，確保了感應(yīng)加熱過程的高精度和高可靠性。
