1.工藝要求

通常鋁材擠壓生產中，最大產量主要決定于擠壓速度，而鋁型材的質量取決于鋁型材出模溫度。隨著擠壓速度的加快，鋁型材出模溫度將顯著升高，當溫度超越一定值時，鋁材組織性能和表面質量將出現多種問題，為此，必須隨時對鋁材出口溫度進行監控、檢測，以保證擠壓產量與鋁型材質量的最佳匹配。

2.儀器介紹

溫度檢測分為接觸式和非接觸式兩大類。在鋁擠壓生產中，通常做法是采用快速熱電偶接觸方式來檢測鋁材溫度，而擠壓過程中鋁型材一直運動，其檢測元件必須隨鋁型材一起運動，無法保持在線監測，且檢測時人為操作手法不同，鋁型材出模后即刻冷卻，導致檢測溫度檢測偏差很大，因此很難得到準確的溫度與速度最佳匹配。此時，往往是機手通過以往經驗，目視檢查鋁型材表面質量，結合溫度檢測來決定鋁型材擠壓速度，人的操作不穩定性也就導致產品的質量與產量的不穩定。


常見的紅外測溫儀

為消除上述常規的熱電偶接觸方式來檢測弊病，許多工廠開始尋找在線及時溫度檢測方法，因生產的特點確定了在線監測只能采用非接觸方式檢測。目前較為成功使用的是紅外線溫度檢測儀。其原理是一切物體都輻射紅外線，紅外輻射能量的大小及其按波長的分布，與物體表面溫度有密切關系，因此通過測量紅外測溫，能準確地測定它的表面溫度。一般物體，其發射率穩定，用紅外輻射測溫儀測量目標的溫度時，測量出目標在其波段范圍內的紅外輻射量，就能計算出被測目標的溫度。

針對鋁合金鋁型材而言，由于其發射率低，波動變化大，導致紅外輻射波動大，加之環境中煙塵影響，鋁型材出模后晃動，采用傳統的單波長測量無法得出準確的溫度。要得到精確地測量溫度，則必須使用多波長方式測量，對其變化的發射率配合以特殊的運算補償，方可解決。其補償運算方式必須要考慮到鋁型材截面形式及合金成分的變化。

我們針對目前多種紅外測溫儀進行了現場實測試驗，發現許多紅外測溫儀自稱能檢測鋁鋁型材，其實只能檢測某些簡單截面形式的鋁型材，僅克服了鋁材因表面光亮導致發射率偏低的情形，當鋁型材外截面變化時，必須手動設置儀表的參數，方能得到準確的溫度值，并不能依實際情況進行參數智能修正，故而使用范圍較窄。這其中有個關鍵問題，是此類測溫儀未采取有效措施消除因鋁材截面形狀改變，自身多次反射其輻射能量而導致的干擾，尤其是針對鰭片較多或有溝槽的鋁型材，此干擾很明顯。經對比測試，目前真正可用于鋁擠壓在線檢測，只有那些設有專門的軟件，對上述干擾進行有效過濾或抑制的紅外測溫儀。

3.同行業推廣

現我司使用的紅外測溫儀表即采用多波長檢測方式，該儀表紅外測溫儀由光學系統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學系統收集視場內的目標所測波段的紅外輻射能量、發射率，再將其光電探測器上并轉變為相應的電信號。該信號經過放大器和信號處理電路，并按照儀表內定的算法和目標發射率校正后轉變為被測目標的溫度值。該儀表內定算法即是其特殊補償運算軟件。測量時，在考慮所測鋁材紅外輻射能量、發射率及所測波長后，再通過特殊補償運算計算出準確溫度。

4.總結

本文針對溫度控制在鋁鋁型材擠壓生產中的重要性，而鋁材自身發射率低、且因外觀不同及環境干擾導致發射率波動較大，難于測量的問題，介紹多波長在線測量方式，有效解決擠壓生產中溫度控制問題。上述補償運算是基于大量的鋁型材實際生產數據而做出的經驗模型，實質是針對不同鋁型材、不同工況下，收集起的完整有效數據庫，使用時，將檢測到的信號與數據庫內給定的數據進行綜合對比，從而能準確判斷出被測量的鋁型材表面溫度。此運算中又配以高信號稀釋因數，有效克服了紅外測溫儀光學系統因鏡頭臟污、煙霧、水汽導致的衰減，適應各種截面形式，尤其是多鰭片形式，提高抗干擾能力，同時為使用者的維護保養給予智能提示。

我司通過2年多的實用證明，此類多波長紅外溫度檢測儀可以有效解決鋁鋁型材擠壓溫度在線檢測的難題。它檢測及時、準確，能為生產操作者提供非常準確的擠壓溫度，從而為鋁材的質量與產量提供了有效保障。

5.儀器受外界因素的影響

然而，紅外測溫儀作為高精密的光學電子儀表，其使用性能受外界環境影響較大。經我們實踐了解，要保證其正常安全使用應注意如下事項：

5.1電子儀器儀表使用受溫度影響較大，電子元件的工作點隨溫度會有所漂移，可能對檢測信號處理出現偏差，另一方面，儀表受高溫烘烤，也會導致使用壽命縮短。通常擠壓生產現場環境溫度較高，故必須保證整套儀表的冷卻，確認環境溫度在10~50℃。

5.2紅外測量其特殊補償運算雖然能部分克服對準偏差和鏡片臟污等問題，但其信號采集光學系統還是要注意蒸汽、塵土、煙霧的影響，防止此類因素擋儀器的光學系統，竟而導致影響測量結果。一旦出現此類干擾時，儀表檢測到的信號稀釋因數明顯偏低，此時測量也會偏低。故安裝應避免在擠壓機出口正上方，以斜上方為佳，可有效避免煙塵蒸汽。

5.3由于鋁材發射率低且變化大，要特別注意背景的干擾，如背景反射、太陽光直接、其他強輻射等。一旦背景干擾出現，檢測到的信號強度會明顯偏大。此時，在檢測目標的周圍加適當的遮擋，調整檢測角度，檢測的信號強度立刻會恢復到正常水平，檢測的信號方能有效。

5.4避免震動對儀表的使用性能影響。通常我們將此儀表安裝在擠壓機上，擠壓機某些動作導致底座震動較大，不利用儀表傳感器的使用。在條件許可情況下，以獨立安裝比較好。由于紅外測溫儀檢測及時準確，使得鋁鋁型材等溫擠壓全自動控制可以實現，且紅外測溫儀用于鋁坯料溫度檢測、擠壓模具溫度檢測以及鋁型材淬火溫度檢測后，就將可實現鋁材生產線的全套自動化，使鋁材擠壓生產技術提高到更高的水平。

總之，依靠科技進步，使用先進的裝備，同時配合操作者素質的提高，提高鋁鋁型材產量與質量還是有很大空間的。企業應了解行業裝備最新動態，充分利用先進裝備，應用先進技術為企業帶來客觀經濟效益，保持持續競爭力。