铝型材挤压温度在线监测方案

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通常铝型材挤压生产中，最大产量主要决定于挤压速度，而型材的质量取决于型材出模温度。随着挤压速度的加快，型材出模温度将显著升高，当温度超越一定值时，铝材组织性能和表面质量将出现多种问题，为此，必须随时对铝材出口温度进行监控、检测，以保证挤压产量与型材质量的最佳匹配。

2.仪器介绍

温度检测分为接触式和非接触式两大类。在铝挤压生产中，通常做法是采用快速热电偶接触方式来检测铝材温度，而挤压过程中型材一直运动，其检测元件必须随型材一起运动，无法保持在线监测，且检测时人为操作手法不同，型材出模后即刻冷却，导致检测温度检测偏差很大，因此很难得到准确的温度与速度最佳匹配。此时，往往是机手通过以往经验，目视检查型材表面质量，结合温度检测来决定型材挤压速度，人的操作不稳定性也就导致产品的质量与产量的不稳定。

为消除上述常规的热电偶接触方式来检测弊病，许多工厂开始寻找在线及时温度检测方法，因生产的特点确定了在线监测只能采用非接触方式检测。目前较为成功使用的是红外线温度检测仪。其原理是一切物体都红外线，红外辐射能量的大小及其按波长的分布，与物体表面温度有密切关系，因此通过测量红外测温，能准确地测定它的表面温度。一般物体，其发射率稳定，用红外辐射测温仪测量目标的温度时，测量出目标在其波段范围内的红外辐射量，就能计算出被测目标的温度。

针对铝合金型材而言，由于其发射率低，波动变化大，导致红外辐射波动大，加之环境中烟尘影响，型材出模后晃动，采用传统的单波长测量无法得出准确的温度。要得到精确地测量温度，则必须使用多波长方式测量，对其变化的发射率配合以特殊的运算补偿，方可解决。其补偿运算方式必须要考虑到型材截面形式及合金成分的变化。

我们针对目前多种红外测温仪进行了现场实测试验，发现许多红外测温仪自称能检测铝型材，其实只能检测某些简单截面形式的型材，仅克服了铝材因表面光亮导致发射率偏低的情形，当型材外截面变化时，必须手动设置仪表的参数，方能得到准确的温度值，并不能依实际情况进行参数智能修正，故而使用范围较窄。这其中有个关键问题，是此类测温仪未采取有效措施消除因铝材截面形状改变，自身多次反射其辐射能量而导致的干扰，尤其是针对鳍片较多或有沟槽的型材，此干扰很明显。经对比测试，目前真正可用于铝挤压在线检测，只有那些设有专门的软件，对上述干扰进行有效过滤或抑制的红外测温仪。

3.同行业推广

现我司使用的红外测温仪表即采用多波长检测方式，该仪表红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统收集视场内的目标所测波段的红外辐射能量、发射率，再将其光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪表内定的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。该仪表内定算法即是其特殊补偿运算软件。测量时，在考虑所测铝材红外辐射能量、发射率及所测波长后，再通过特殊补偿运算计算出准确温度。

4.总结

上述补偿运算是基于大量的型材实际生产数据而做出的经验模型，实质是针对不同型材、不同工况下，收集起的完整有效数据库，使用时，将检测到的信号与数据库内给定的数据进行综合对比，从而能准确判断出被测量的型材表面温度。此运算中又配以高信号稀释因数，有效克服了红外测温仪光学系统因镜头脏污、烟雾、水汽导致的衰减，适应各种截面形式，尤其是多鳍片形式，提高抗干扰能力，同时为使用者的维护保养给予智能提示。