[發明專利]一種材料的遠程測溫方法

有效

• 申請號: 201811314559.6
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109387301B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 趙茂密;覃明宏;馮恩浪;唐秀茂;零妙然;羅春林;趙解揚;周文標;李德元;黃啟江
• 申請（專利權）人: 廣西平果百礦高新鋁業有限公司
• 主分類號: G01K13/00
• 分類號: G01K13/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 韋莎

本發明公開了一種材料的遠程測溫方法，屬于材料加工技術領域。本發明根據能量守恒定律：材料放出的熱量Q₁等于周圍環境介質與材料表面之間對流傳熱的熱量Q₂，通過測量材料在某處的溫度變化，計算出材料的表面傳熱系數h，從而反推得出材料在另一處的溫度，解決了材料加工過程中材料在某些位置無法測溫的問題，達到遠程測溫的目的。

技術領域

本發明屬于材料加工技術領域，具體涉及一種材料的遠程測溫方法。

背景技術

在材料加工領域，溫度測量是一項極其重要的工作，但是受工作環境等條件限制，有些地方無法直接進行溫度測量。比如擠壓過程中型材擠出模具瞬間，由于受擠壓機前梁的影響無法直接測量，但是型材擠出模具瞬間的溫度又極其重要，它直接影響產品的微觀組織、表面質量、形位尺寸、力學性能等，溫度過高會導致表面開裂、粗晶組織甚至過燒等，溫度過低則會導致力學性能不合格、擠壓力不足或模具損壞等，溫度波動過大則會導致頭尾組織、力學性能、形位尺寸等性能不均勻。

目前只能測量型材在前梁出口處的溫度來大致判斷型材在模具出口處的溫度，但由于不同擠壓型材截面千變萬化、擠壓溫度及擠壓速度差別也很大，型材在模具出口處的溫度尚無法準確測量，亟需開發一種遠程測溫方法進行溫度的遠程測量。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術存在的上述問題，提供一種材料的遠程測溫方法，本發明利用能量守恒定律、熱量計算公式及牛頓冷卻定律，通過測量材料某處的溫度變化，計算出材料的表面傳熱系數h，從而反推得出材料在另一處的溫度。

為達到上述目的，本方案通過以下技術方案實現：

一種材料的遠程測溫方法，包括如下步驟：

(1)測量材料在某一位置的溫度，根據溫度變化值得到材料放出的熱量及材料經過對流傳熱散出的熱量；

(2)設定材料放出的熱量與材料經過對流傳熱散出的熱量相等，得到材料的表面傳熱系數；

(3)根據表面傳熱系數及步驟(2)的方法反推計算得到材料在另一位置的溫度。

進一步的，所述材料的遠程測溫方法具體包括如下步驟：

S1、測量材料在A處的溫度，在時間t內的溫度變化為ΔT；

S2、根據熱量計算公式設定：材料放出的熱量Q₁＝CmΔT，其中C為材料的比熱容，m為材料的質量；

S3、根據牛頓冷卻定律設定：單位時間內材料經過對流傳熱散出的熱量q＝hS(T_A–T_介)，其中h為材料的表面傳熱系數，S為材料的表面積，T_A為材料在A處的原始溫度，T_介為周圍環境介質的溫度；時間t內經過對流傳熱散出的熱量Q₂＝qt＝hS(T_A–T_介)t；

S4、根據能量守恒定律設定：材料放出的熱量Q₁等于周圍環境介質與材料表面之間對流傳熱的熱量Q₂，即Q_1＝Q₂，即CmΔT＝hS(T_A–T_介)t，計算得到材料的表面傳熱系數h＝CmΔT/[S(T_A–T_介)t]；