感應淬火工藝中的精密紅外溫度反饋

淬火工藝通過形成硬化表面層同時保持不受影響的核心微觀結構來提高耐磨性、表面硬度和疲勞壽命。感應淬火特別改善了目標區域的鐵質部件的機械性能。

感應淬火適用于承受重載的部件，可賦予部件高表面硬度，能夠承受負載。通過形成由堅韌外層包圍的軟芯，疲勞強度會增加，這些特性對于承受扭轉載荷和沖擊力的部件來說是理想的。該工藝一次只對一個部件進行，確保各個部件的尺寸運動一致。

感應淬火的典型應用包括齒輪、軸、輪軸、凸輪凸角、沖壓件和主軸，尤其是對稱部件，這有利于動力傳動系統、懸架、發動機部件和沖壓件等應用。處理的材料包括碳鋼、合金鋼、不銹鋼、粉末金屬、鑄鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵。

感應加熱是一種非接觸式工藝，利用電磁感應在工件表面層產生熱量。將導電材料置于銅線圈產生的強交變磁場中，電流在材料內流動，由于內部電流電阻損耗而產生熱量。在磁性材料中，由于磁滯損耗，在居里點以下會產生額外的熱量。電流主要在表面層流動，其深度由交變場的頻率、表面功率密度、材料磁導率、加熱時間和材料厚度決定。然后立即對組件進行淬火。在水、油或聚合物基淬火中淬火該加熱層會改變表面層，形成比基體金屬更硬的結構。

在大多數感應加熱過程中，達到并保持所需溫度至關重要。熱電偶是一種可靠且經濟高效的溫度測量選擇，但由于潛在的電磁場干擾，必須仔細考慮其放置位置。精確控制加熱和冷卻階段可確保金屬達到所需性能，而不會變得太脆或太軟。對于動態測量（例如沿著移動的曲軸），準確的表面溫度反饋對于有效控制過程至關重要。

在此應用中，應測量曲軸的熱量分布并定位熱點。然后，該信息作為感應加熱系統功率控制的輸入。

利用短波長紅外熱像儀實現感應淬火的閉環控制

Optris 短波長熱像儀的設計目的在于即使在惡劣環境下也能準確測量溫度。這些紅外熱像儀與感應器分離，不易受到電磁干擾。操作員可從一個或多個關注區域或熱圖像接收連續的溫度信息，如果需要，可以將其存儲起來以備記錄。

雖然 Optris 也提供比率測溫儀，但在這種情況下，紅外熱像儀是選擇，因為它能夠提供圖像。與測量特定小點的高溫計相比，紅外熱像儀可以更有效地測量大型物體和移動感應器，因為所有與溫度相關的區域都會同時受到監控。紅外熱像儀提供寬視野，確保通過讀取目標區域的熱點來均衡感應器或通過蒸汽的部分覆蓋區域。這些軟件功能使它們特別適合需要高距離與點尺寸比的應用。

在此應用中，可編程邏輯控制器 (PLC) 從紅外熱像儀接收恒定的溫度數據，從而實現與功率控制的直接鏈接，以優化硬化過程。除測量設備外，Optris 還提供用于對相機進行適當保護和冷卻的配件，確保與感應淬火系統結合時具有可靠的性能。

利用非接觸式紅外溫度傳感優化感應加熱

非接觸式紅外溫度傳感是感應加熱過程中熱測量的最佳實踐。這些紅外儀器無需物理接觸即可快速準確地讀取強電磁場中物體的溫度。它們可以測量高達 3000°C 的溫度，具有寬動態范圍和快速響應時間，確保快速精確的測量。值得注意的是，所有紅外傳感器都位于電磁場之外，與熱電偶不同，它們的讀數不受電磁干擾的影響。

在感應淬火過程中，準確的溫度測量至關重要，以確保對加熱階段的精確控制。這種精度對于避免過熱至關重要，過熱會導致過度脆性或過熱，從而導致淬火不足。

移動目標與水或油產生的蒸汽或灰塵相結合，對任何光學系統的溫度檢測都提出了挑戰。通常，對于感應淬火應用，通常具有窄視野的比例高溫計。然而，在某些情況下，尤其是對于大型物體和移動電感器，短波長相機是更好的選擇。此選項提供了更大的靈活性，因為可以使用整個視野來檢測物體。通過讀取目標區域的熱點，可以均衡感應器或通過蒸汽的部分覆蓋區域。

在這種情況下，Optris PI 1M 可在不干擾過程的情況下為 1000°C 左右的目標溫度提供實時、準確的溫度分布。根據尺寸、當地條件和視覺要求，可能需要 Optris 冷卻套等附加配件來保護紅外熱像儀。溫度信號可以以不同的方式輸出，既可以是模擬信號，也可以通過軟件以數字方式輸出。