고온 금속 용융물 처리에서의 측정 정확도는 온도계를 열악한 환경으로부터 기계적으로 보호하여 유지됩니다. 센서는 적외선 복사로부터 온도를 계산하기 위해 플랑크 법칙에 의존하지만, 뷰포인트에 금속 증기와 먼지가 물리적으로 축적되면 이 복사를 방해할 수 있습니다. 이러한 "김 서림" 효과를 방지하기 위해 고급 시스템은 실험 주기 동안 깨끗한 시야 확보를 보장하기 위해 여러 개의 렌즈와 거울이 장착된 회전 보호 휠을 사용합니다.
핵심 통찰력 고온에서의 정확도는 센서 전자 장치보다는 광학 위생에 관한 것입니다. 가장 정밀한 온도계라도 금속 증기가 뷰포인트에 증착되면 실패하므로, 일관되고 장기적인 데이터 무결성을 위해서는 새로운 광학 요소를 제자리에 회전시키는 기계 시스템이 필수적입니다.
고온 환경의 과제
증기 증착의 위협
300°C ~ 2400°C 범위의 처리 환경에서 정확도에 대한 주요 위협은 열이 아니라 미립자입니다.
금속 용융물은 증기와 먼지를 방출하며, 이는 자연스럽게 상승하여 더 차가운 표면에 증착됩니다.
이러한 오염 물질이 뷰포인트를 코팅하면 적외선 에너지를 차단합니다. 이로 인해 온도계는 실제보다 낮은 온도를 읽게 되어 공정 오류가 발생합니다.
접촉 센서가 실패하는 이유
전통적인 대안, 예를 들어 접촉 열전대는 이러한 극한 환경에 적합하지 않은 경우가 많기 때문에 정확도를 유지하기 어렵습니다.
진공 또는 고전류 소결 환경에서 열전대는 전자기 간섭(EMI)으로 인해 판독값이 왜곡됩니다.
또한, 물리적 프로브는 초고온 및 반응성 용융 금속에 노출될 때 수명이 제한적입니다.
정확도를 위한 기계적 해결책
회전 보호 휠
증기 증착에 대응하기 위해 신뢰할 수 있는 시스템은 회전 보호 휠을 사용합니다.
이 메커니즘은 여러 개의 렌즈와 거울을 수용합니다. 공정이 진행되고 한 부분이 먼지나 증기에 의해 손상되면, 휠이 회전하여 새롭고 깨끗한 광학 요소를 노출합니다.
광학 경로 보존
이 기계적 회전은 광 경로가 막히지 않도록 보장합니다.
깨끗한 경로를 유지함으로써 온도계는 플랑크 법칙에 따라 적외선 복사를 정확하게 수신할 수 있습니다.
이를 통해 관찰 구멍을 통해 금형(종종 흑연)의 중심을 정확하게 모니터링할 수 있으며, 복잡한 가열 프로파일과 유지 시간을 드리프트 없이 충족할 수 있습니다.
절충점 이해
기계적 복잡성
보호 휠은 정확도 문제를 해결하지만, 감지 시스템에 움직이는 부품을 도입합니다.
정적 센서와 달리 이 메커니즘은 중요한 측정 시점에 새로운 렌즈를 사용할 수 있도록 공정 주기와의 동기화가 필요합니다.
시야 확보 의존성
적외선 온도계는 엄격한 비접촉, 시야 확보 기술입니다.
정확도는 뷰포인트와 관찰 구멍의 정렬에 전적으로 의존합니다.
금형 내부의 관찰 구멍이 이동하거나 보호 휠이 도달할 수 없는 파편으로 물리적으로 막히면, 센서 보정 여부에 관계없이 측정에 실패합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
금속 용융물 처리에서 일관된 결과를 얻으려면 센서 수명과 즉각적인 데이터 정밀도 중 어떤 것을 우선시할지 고려하십시오.
- 주요 초점이 장기 주기인 경우: 공정이 완료되기 전에 깨끗한 광학 요소가 부족하지 않도록 대용량 보호 휠이 있는 시스템을 우선적으로 선택하십시오.
- 주요 초점이 전자기 내성인 경우: 고전류 발열체에서 발생하는 노이즈를 제거하기 위해 열전대 대신 비접촉 온도계에 의존하십시오.
온도계의 정확도는 단순히 빛을 측정하는 것이 아니라, 그 빛이 통과하는 경로가 명확하게 유지되도록 보장하는 것입니다.
요약표:
| 요인 | 정확도에 미치는 영향 | 해결책 |
|---|---|---|
| 증기 증착 | IR 복사를 차단하고, 온도를 낮게 측정하게 함 | 새로운 렌즈가 있는 회전 보호 휠 |
| EMI 간섭 | 열전대의 전자 신호를 왜곡시킴 | 비접촉 온도계 (전자기 내성) |
| 광학 경로 | 물리적 장애물은 완전한 측정 실패로 이어짐 | 깨끗한 시야 확보 및 정렬된 관찰 구멍 |
| 극한의 열 | 물리적 프로브 및 접촉 센서 성능 저하 | 고온 비접촉 모니터링 (플랑크 법칙) |
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참고문헌
- G. Lohöfer, Andreas Meyer. TEMPUS—A microgravity electromagnetic levitation facility for parabolic flights. DOI: 10.1063/5.0182719
이 문서는 다음의 기술 정보도 기반으로 합니다 Kintek Furnace 지식 베이스 .
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