光电高温计在双辉等离子渗金属测温中的应用研究

　　1　双辉等离子渗金属中的测温问题

　　在双辉等离子渗金属的过程中,工件的温度对渗层性能及基体组织的影响特别明显,是适时控制工艺参数的主要依据,因此,准确地测量出工件的温度显得非常重要。

　　在双辉等离子渗金属的过程中,工件置于真空室内的等离子体中,并且在工件上加有偏压,给热电偶测温和光电高温计测温都带来诸多不便。利用热电偶进行接触式测温具有结构简单、测量精度高、动态响应快等特点,但存在以下问题难以解决:

　　1)热电偶的引线要引出真空室外,如何实现热电偶与真空室间的密封;

　　2)热电偶必须与工件接触,在接触处如何避免弧光放电;

　　3)为防止仪器和人身的安全,如何使热电偶不带有工件的偏压。

　　采用非接触式测温的光电高温计,可以在真空室外方便而迅速地指示出工件的温度,与热电偶相比,还具有灵敏度高,响应速度快等优点。但是,使用光 电高温计必须知道被测物体的辐射系数,也不允许在光路上受到外来干扰。而在双辉等离子渗金属的过程中,工件表面覆盖着辉光,工件的辐射性能发生变化,并且 光电高温计只能隔着透光玻璃来测温,由于受到辉光等离子体、真空及透光玻璃等的影响,光电高温计指示出的温度只是一个相对温度,与工件的真实温度相差很 大。只有被能准确测量工件温度的仪器校对之后,确定出合适的发射系数修正值,光电高温计才能指示出工件的真实温度。

　　2　热电偶接触测温实验装置

　　铠装热电偶外形整洁光滑,可挠性好,适合双辉等离子渗金属工艺的实验测温。故测温装置由测温块、铠装热电偶和SR501型测温仪表检定仪构成。 将铠装热电偶按图2—1所示安装在炉体上,塑料件定位块3使热电偶4与炉体1隔离而绝缘;压盖2的紧固作用使橡皮垫5和密封环6产生弹性变形,保证了热电 偶4与炉体1间的密封。图2—2所示为热电偶与工件的接触部位的结构图,热电偶保护套管3固定在工件1的台阶孔中,并形成宽度小于1 mm、长度大于10 mm的均匀缝隙α[3],缝隙的屏蔽作用使得工件与瓷管之间不会发生弧光放电。这样,插入瓷管3中的铠装热电偶2不仅与工件绝缘,而且与工件也不会发生弧 光放电。

　　这套热电偶接触测温实验装置巧妙地运用了缝隙保护原理,使热电偶在等离子体中得到屏蔽,成功地解决了双辉等离子渗金属中热电偶与工件间的接触问 题,避免了热电偶在接触部位的弧光放电。该装置在试验过程中工作稳定,热电偶不受污染,使用寿命高,还具有安全可靠的优点。不仅适合于双辉等离子渗金属中 的工件测温,而且也适用于其它类似工况中的测温。同时,为准确选取光电高温计的辐射系数补偿值提供了获取比对数据的实验手段。