درک انتشار فولاد ضد زنگ: مقادیر، عوامل کلیدی و راهنمای اندازه گیری

اگر تا به حال دماسنج مادون قرمز را روی یک سطح فولادی ضد زنگ هدف قرار داده اید و به طور غیرمنتظره ای مقدار کمی دریافت کرده اید، تابش تقریباً به طور قطع دلیل آن است. فولاد ضد زنگ یکی از رایج‌ترین مواد در کارخانه‌های صنعتی است، با این حال میزان انتشار آن بسته به نحوه تکمیل سطح، میزان داغ بودن آن و میزان اکسیداسیون آن بسیار متغیر است. بنابراین درک میزان انتشار فولاد ضد زنگ برای هر کسی که به اندازه گیری دمای غیر تماسی متکی است ضروری است - و همچنین توضیح می دهد که چرا سنسورهای دمای تماس در کاربردهای سخت محبوب هستند.

انتشار چیست؟

تابش توانایی یک سطح برای ساطع تابش حرارتی نسبت به یک جسم سیاه کامل است که دارای تابش 1.0 است. ماده ای با تابش 0.10 تنها 10 درصد از تشعشعی را که یک جسم سیاه در همان دما ساطع می کند، ساطع می کند. بیشتر فلزات صیقلی دارای مقادیر انتشار پایینی هستند زیرا تابش بیشتری نسبت به ساطع خود منعکس می کنند. به همین دلیل است که یک لوله فولادی ضد زنگ براق می تواند برای یک سنسور مادون قرمز بسیار سردتر از آنچه هست ظاهر شود.

برای دماسنج های مادون قرمز و دوربین های حرارتی، تابش عامل اصلی اصلاح است. این ابزار تشعشعات وارده از یک هدف را اندازه گیری می کند و سپس آن را به اندازه گیری دما تبدیل می کند. اگر تنظیم تابش با تابش واقعی هدف مطابقت نداشته باشد، دمای نمایش داده شده اشتباه خواهد بود. این امر به ویژه در مورد فولاد ضد زنگ بسیار مهم است زیرا انتشار آن در بسیاری از شرایط نه تنها کم است بلکه با افزایش سن مواد نیز تغییر می کند.

مقادیر انتشار برای فولاد ضد زنگ: یک مرجع سریع

مهندسان و تکنسین ها معمولاً هنگام پیکربندی دماسنج مادون قرمز به یک مقدار شروع نیاز دارند. جدول زیر مقادیر معمول انتشار نیمکره کل برای سطوح فولادی ضد زنگ را خلاصه می کند. از آنها به عنوان تخمین اولیه استفاده کنید و بر اساس آلیاژ خاص، دما و وضعیت سطح تجهیزات خود تنظیم کنید.

به گسترش بسیار زیاد توجه کنید. یک ظرف فولادی ضد زنگ صیقلی در دمای 300 درجه سانتیگراد می‌تواند تابش نزدیک به 0.1 داشته باشد، در حالی که یک بخش به شدت اکسید شده از همان ظرف ممکن است بالای 0.8 باشد. اگر یک دماسنج مادون قرمز روی 0.95 تنظیم شود، میزان قرائت در بخش صیقلی بسیار کم خواهد بود، و خوانش در قسمت اکسید شده فقط کمی کاهش می یابد. به همین دلیل است که صرفاً گرفتن یک مقدار انتشار از یک کتابچه راهنما و فراموش کردن آن خطرناک است.

عوامل موثر بر انتشار فولاد ضد زنگ

انتشار فولاد ضد زنگ ثابت نیست. چندین متغیر بر آن تأثیر می گذارند و درک عمیق تر به شما کمک می کند تا استراتژی اندازه گیری مناسب را انتخاب کنید.

پایان سطح

سطوح ناهموار به طور موثرتری نسبت به سطوح صاف ساطع می کنند زیرا هندسه مکرر به تشعشعات حرارتی فرصت بیشتری برای فرار می دهد. فولاد ضد زنگ جلا داده شده با روکش آینه مانند آن یک قطره چکان ضعیف است. سندبلاست، برس زدن، یا اچ شیمیایی باعث افزایش قابل توجه انتشار می شود. در عمل، مشخصات مواد و روش تمیز کردن می تواند قرائت را با ضریب چهار یا بیشتر تغییر دهد.

دما

انتشار عموماً با دما برای فلزات افزایش می یابد، به ویژه هنگامی که شرایط سطح تغییر می کند. برای فولاد ضد زنگ، رابطه خطی نیست. مطالعات تحقیقاتی بر روی فولاد ضد زنگ گزارش کرده اند که انتشار می تواند در حدود 395 درجه سانتیگراد پس از ساعت ها قرار گرفتن در معرض 0.03 افزایش یابد و این روند با افزایش دما ادامه می یابد. برای فرآیندهای با دمای بالا، بهتر است از مقادیر اندازه گیری شده در دمای نزدیک به فرآیند خود استفاده کنید.

طول موج

همه مواد در سراسر یک طیف تابش ساطع می کنند، اما فولاد ضد زنگ در هر طول موج یکسان ساطع نمی کند. مقدار گسیل طیفی اندازه‌گیری شده در 8 میکرومتر ممکن است با انتشار کل مورد استفاده در محاسبه انتقال حرارت متفاوت باشد. دماسنج های مادون قرمز اغلب در باندهای طیفی خاصی کار می کنند، بنابراین مقدار گسیل که وارد می کنید باید به طور ایده آل با باند طول موج آشکارساز مطابقت داشته باشد. ابزارهای با طول موج کوتاه معمولاً نسبت به ابزارهای با طول موج بلند حساسیت کمتری نسبت به تغییرات انتشار دارند.

اکسیداسیون و آلودگی

اکسیداسیون احتمالاً کاربردی ترین مسئله برای اپراتورهای کارخانه است. هنگامی که فولاد ضد زنگ در هوا گرم می شود، یک لایه نازک اکسید کروم تشکیل می شود. این لایه اکسید تابش بسیار بالاتری نسبت به فلز لخت دارد. چیزی که به عنوان یک سطح روشن و با انتشار کم شروع می شود، تنها پس از چند ساعت در دمای بالا می تواند به یک سطح تاریک و با قابلیت انتشار بالا تبدیل شود. روغن‌ها، رسوب‌ها، رسوب‌ها و حتی اثر انگشت نیز به طور موقت انتشار را تغییر می‌دهند. از آنجایی که شرایط سطح با گذشت زمان تغییر می کند، اصلاح نشری که ماه گذشته انجام شد، ممکن است امروز قابل اعتماد نباشد.

چرا انتشار در اندازه گیری دما اهمیت دارد؟

در هر اندازه گیری مادون قرمز، تنظیم تشعشع داخلی رادیومتر یک حدس است مگر اینکه تابش واقعی هدف را اندازه گیری کرده باشید. فرض کنید دستگاهی را که روی 0.95 تنظیم شده است، روی یک سطح فولادی ضد زنگ با تابش واقعی 0.20 قرار می دهید. سطح انرژی بسیار کمتری از آنچه دستگاه انتظار دارد تابش می کند، بنابراین دمای نمایش داده شده به طور چشمگیری کمتر از دمای واقعی خواهد بود. خطا می تواند در دماهای بالا از 100 درجه سانتیگراد تجاوز کند و حاشیه های ایمنی کاذب، تصمیمات بد فرآیند و اتلاف انرژی ایجاد کند.

به همین دلیل است که بسیاری از گیاهان دماسنج های غیر تماسی را با سنسورهای دمای تماس قابل اعتماد جفت می کنند. الف ترموکوپل یا آشکارساز دمای مقاومتی، دما را مستقیماً از طریق تماس رسانا اندازه گیری می کند، بدون اینکه اصلاً به تابش متکی باشد. هنگامی که به یک خوانش قابل اعتماد روی سطح فولاد ضد زنگ نیاز دارید - به ویژه برای کالیبراسیون، کنترل کیفیت یا کنترل فرآیند - سنسور تماس اغلب انتخاب قابل اعتمادتری است.

سنسور درجه حرارت بالا PT100 نوع K ترموکوپل فولادی ضد زنگ نوع کلاس تحمل فارغ‌التحصیلی Ⅰ Ⅱ محدوده اندازه گیری مقدار تحمل مشاهده محصول →

نحوه بهبود دقت اندازه گیری

چه از یک دماسنج مادون قرمز استفاده کنید یا از یک نصب ثابت، راه های اثبات شده ای برای کاهش تأثیر انتشار فولاد ضد زنگ وجود دارد.

1. در صورت امکان انتشار مستقیم را اندازه گیری کنید. یک نمونه را با استفاده از یک پروب تماسی تا دمای مشخصی گرم کنید، سپس دماسنج مادون قرمز را تنظیم کنید تا هر دو قرائت با هم موافق باشند. این بیشتر اثرات سطحی و طول موجی را جبران می کند.
2. همان زاویه دید را حفظ کنید. انتشار فلز صیقلی بسیار جهت دار است. از یک زاویه اندازه گیری ثابت، به طور ایده آل عمود بر سطح استفاده کنید، تا خوانش های روزانه قابل مقایسه باقی بمانند.
3. از درمان با انتشار بالا استفاده کنید. یک پوشش مسطح مشکی، نوار با درجه حرارت بالا، یا یک تکه کوچک از رنگ انتشار یک نقطه مرجع قابل اعتماد در فولاد ضد زنگ ایجاد می کند. این زمانی که باید از مادون قرمز در یک منطقه فرآیند استفاده کنید بسیار مؤثر است.
4. اپراتور ابزار مناسب را انتخاب کنید. برای دماسنج های مادون قرمز با طول موج کوتاه، تأثیر خطای انتشار کمتر است، که می تواند دقت را در سطوح تمیز و روشن بهبود بخشد.
5. از سنسورهای تماس برای تایید نهایی استفاده کنید. هنگامی که فرآیند اجازه می دهد، یک ترموکوپل یا RTD را در فرآیند قرار دهید یا یک سنسور سطح را روی لوله ببندید. این به طور کامل تغییرات انتشار را دور می زند و به شما یک مرجع مستقیم می دهد.

برای اندازه گیری دمای سطح، مانند دمای پوست خط لوله یا دمای بدن دریچه، یک ترموکوپل سطحی خود چسب می تواند مرجع پایداری برای مقایسه در برابر خوانش های مادون قرمز باشد. این به ویژه زمانی مفید است که می خواهید یک سنج مادون قرمز را بدون سوراخ کردن یا خاموش کردن فرآیند کالیبره کنید.

ترموکوپل خود چسب سطحی با دقت بالا نوع K برای اندازه گیری دما نام محصول پچ ارزش مورد ترموکوپل گارانتی 1 سال گواهینامه GS, iso9001,ce,rohs,astm,gb پشتیبانی سفارشی OEM محل مبدا چین نام تجاری haoqi مدل... مشاهده محصول →

در یک سیستم کنترل گسترده تر، سنسورهای دمای صنعتی پایه و اساس حلقه های بازخورد دقیق هستند. برای درک اینکه چگونه آنها از کنترل دما پشتیبانی می کنند، ممکن است مرور آن مفید باشد نقش سنسورهای دمای صنعتی در سیستم های کنترل دما .

ملاحظات عملی برای کاربردهای صنعتی

فولاد ضد زنگ همه جا در صنایع فرآیندی وجود دارد. در کارخانه های پتروشیمی به عنوان مثال، راکتورهای فولاد ضد زنگ، مبدل های حرارتی و لوله کشی همگی به نظارت دقیق دما نیاز دارند. نمای بیرونی یک مخزن راکتور صیقلی دارای انتشار بسیار متفاوتی نسبت به اتصالات نازل عایق شده، اکسید شده یا رنگ شده است. هنگام اسکن یک کشتی بزرگ با دوربین حرارتی، اپراتورها اغلب نقاط داغ را از دست می دهند، زیرا فرض می کنند که یک مقدار انتشار واحد برای هر سطح اعمال می شود.

فرآوری مواد غذایی و نوشیدنی یکی دیگر از زمینه هایی است که فولاد ضد زنگ در آن غالب است. طرح های بهداشتی دارای روکش های برقی صاف هستند که برای تمیز کردن عالی هستند اما برای اندازه گیری دمای مادون قرمز وحشتناک هستند. اگر یک خط فرآوری مواد غذایی برای بررسی دمای محصول به حسگرهای غیر تماسی متکی باشد، انتشار تجهیزات فولاد ضد زنگ و خود محصول باید جداگانه بررسی شوند.

عملیات حرارتی در دمای بالا نیز ماهیت دینامیکی انتشار را نشان می دهد. همانطور که قطعات فولادی ضد زنگ گرم و سرد می شوند، لایه اکسید ضخیم می شود و ویژگی های انتشار سطح را تغییر می دهد. بنابراین یک اپراتور کوره ممکن است سیگنال‌های مادون قرمز بسیار متفاوتی را از دسته‌ای از قطعات ببیند، بسته به اینکه قطعات قبلاً چند چرخه را طی کرده‌اند. در این شرایط، سنسورهای دمای تماس ثابت مانند ترموکوپل‌های صنعتی با دمای بالا اغلب ترجیح داده می‌شوند، زیرا در تماس مستقیم با مواد باقی می‌مانند و اثرات تشعشع را نادیده می‌گیرند.

1200 درجه سانتی گراد ترموکوپل صنعتی با دمای بالا K/S/R/B نوع لوله سرامیکی فلز گرانبها T نام محصول سنسور دمای بالا گارانتی 3 سال گواهینامه ISO9001, CE, RoHS, GB, ASTM پشتیبانی سفارشی OEM شماره مدل wrr120 محدوده 0-1200c کلاس دقت... مشاهده محصول →

صنعت هر چه باشد، پیام یکسان است: میزان انتشار فولاد ضد زنگ را یک عدد ثابت فرض نکنید. وضعیت سطح تجهیزات خود را مستند کنید، تنظیمات را با یک اندازه گیری تماسی در صورت امکان تأیید کنید، و ابزار خود را به طور مرتب بررسی کنید تا تغییرات اکسیداسیون، آلودگی یا پوشش سطح را مشاهده کنید. مقدار کمی مراقبت در این مرحله از خطاهای بزرگ اندازه گیری در پایین دست جلوگیری می کند.

انتشار فولاد ضد زنگ یک هدف متحرک است، اما لازم نیست که یک نقطه درد باشد. با انتخاب مقادیر انتشار بر اساس شرایط سطح واقعی، با استفاده از هندسه اندازه‌گیری ثابت، و تکیه بر حسگرهای تماسی که در آن‌ها بیشترین میزان خطر وجود دارد، می‌توانید کنترل دقیق دما را حتی در بازتابنده‌ترین فولادها حفظ کنید. اگر برای انتخاب سنسور دمای مناسب برای برنامه‌ای با شرایط انتشار دشوار به کمک نیاز دارید، تیم ما می‌تواند راه‌حلی مطابق با فرآیند و بودجه شما را توصیه کند.