Miten lämpömittaria käytetään kuumavalssauksessa?
1. Perusperiaatteet
Kaikki esineet, joiden lämpötila on korkeampi kuin nolla, lähettävät jatkuvasti infrapunasäteilyä ympäröivään tilaan. Objektin infrapunasäteilyn ominaisuudet: säteilyenergian koolla ja sen aallonpituuden mukaan jakautumisella on hyvin läheinen yhteys kohteen pintalämpötilaan. Siksi mittaamalla kohteen itsensä säteilemää infrapunaenergiaa voidaan määrittää tarkasti sen pintalämpötila, joka on objektiivinen perusta infrapunasäteilyn lämpötilamittaukselle.
Infrapunalämpömittari, joka tunnetaan myös nimellä infrapunasäteilyn lämpötilan mittaus, on tekniikka, joka käyttää kohteen itsensä lähettämää infrapunasäteilyä kohteen lämpötilan mittaamiseen. Infrapunasäteily tai infrapunasäteily on sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on 0,76 μm - 1000 μm. Ihanteellisessa mustassa kappaleessa kaikkien aallonpituuksien kokonaissäteilyteho pinta-alayksikköä kohti puolipallon muotoiseen tilaan (lyhennettynä kokonaissäteily tai säteilyn intensiteetti) on 4 kertaa kohteen lämpötila. Suhteutettu tehoon:
Mb(T)=σT4(1)
Tämä on Stephen-Boltzmannin laki. Niistä σ=5.6697×10-8W/m2K4 kutsutaan Stephen-Boltzmannin vakioksi.
Yhtälöä (1) käytetään todellisille objekteille ja se on kerrottava emissiivisyydellä:
Mgb(T)=εσT4
Voidaan nähdä, että minkä tahansa kohteen spontaani emissiointensiteetti Mgb(T) liittyy kohteen lämpötilaan ja kohteen emissiokykyyn. Esineen emissiokyky ε liittyy suoraan sen materiaaliominaisuuksiin (koostumus, metalli ja ei-metalli, kide ja amorfinen jne.), pinnan tilaan (tasainen ja karkea pinta, hapettumisaste, saastuminen tai pinnan pinnoite jne.) ja kohteen lämpötila. Niin kauan kuin kohteen emissiokyky voidaan valita oikein, mitattavan kohteen todellinen lämpötila voidaan saada tarkasti.
Infrapunalämpömittari koostuu kolmesta osasta: optinen järjestelmä, tunnistusyksikkö ja signaalinkäsittely. Optisen järjestelmän päätehtävänä on kerätä mitatun kohteen säteilyteho ja saada se konvergoimaan infrapunatunnistimeen. Infrapunatunnistimen tehtävänä on muuntaa vastaanotettu infrapunasäteily sähköiseksi signaaliulostuloksi.
