Sistema pirometrico
Monitoraggio della temperatura durante il riscaldamento a induzione
Il processo di riscaldamento a induzione è uno dei metodi più efficienti per riscaldare i pezzi per la giunzione, la saldatura e altri processi senza contatto. La potenza viene impostata con precisione sul convertitore ad alta o media frequenza. Un induttore adattato individualmente con efficienza ottimizzata riscalda il componente o aree specifiche del componente.
Ma come si fa a garantire che la temperatura richiesta rimanga costante?
Monitoraggio e controllo dei processi a temperatura controllata con i pirometri
Con un pirometro la temperatura viene misurata senza contatto e controllata mediante un valore nominale preimpostato. A tal fine, la temperatura misurata viene trasmessa al termostato, il cui software la analizza e, se necessario, regola la potenza dell’inverter.
Un particolare vantaggio del pirometro consiste nel fatto che l’impianto di riscaldamento a induzione può funzionare autonomamente senza che il dispositivo di controllo dell’impianto debba monitorare la temperatura. In questo modo l’integrazione dei processi è più semplice ed economicamente efficace.
Aree di applicazione di un pirometro
Giunzione
Le tecniche di giunzione sono altamente efficienti abbinate al riscaldamento a induzione. Poiché i pezzi non vengono più riscaldati completamente nei forni a convezione, possono essere uniti anche quando i pezzi sono già stati lavorati.
Tuttavia, ciò richiede un controllo preciso per evitare di superare la temperatura massima . Gli impianti a induzione con pirometri sono quindi utilizzati, tra l’altro, per eseguire la giunzione di basamenti motori con cuscinetti preassemblati o per componenti del basamento parzialmente rivestiti.
Saldatura
Anche le operazioni di saldatura possono essere eseguite in modo più rapido ed efficiente con il riscaldamento a induzione rispetto ai metodi di riscaldamento tradizionali.
In questo caso, tuttavia, è necessario garantire la giusta temperatura per una bagnatura di alta qualità e non superare la temperatura massima, per non danneggiare i materiali intorno all’area da saldare.
Formatura
Durante la formatura e fucinatura di componenti metallici, la misurazione della temperatura pirometrica soddisfa il necessario monitoraggio del processo per controllare la temperatura target desiderata. Ciò consente di autorizzare le ulteriori fasi del processo.
Ulteriori applicazioni
In quasi tutte le aree di applicazione la misurazione della temperatura pirometrica può essere utilizzata per il monitoraggio dei processi o per la regolazione della temperatura. In molte applicazioni nei settori della ricerca e dell’industria, il monitoraggio accurato della temperatura è indispensabile. Con un pirometro, l’operazione è automatizzata e semplificata perché può essere eseguita senza contatto.
Principi fisici della tecnologia dei pirometri
La misurazione della temperatura con il pirometro sfrutta il semplice fatto che ogni corpo emette radiazioni di calore (radiazioni infrarosse). Questa radiazione di calore viene rilevata dal pirometro, digitalizzata e trasmessa come valore di temperatura.
I principi fisici si basano sullo spettro elettromagnetico della radiazione infrarossa per i materiali metallici nelle applicazioni di riscaldamento a induzione. L’esperienza ha dimostrato che in questo caso si utilizzano le bande spettrali dei pirometri da 0,5 a 2,8 µm circa, poiché i materiali metallici hanno un valore di emissività più elevato a lunghezze d’onda corte nel range dei raggi infrarossi vicini.
DLa legge di Wien sullo spostamento, invece, descrive le intensità di radiazione e le dipendenze dalla temperatura. Più alta è la temperatura misurata, più corta è la banda spettrale scelta dal pirometro.
Allo stesso tempo, la legge di Kirchhoff sulla radiazione determina che per gli oggetti reali le proprietà materiali sono determinate da riflessione, assorbimento e trasmissione. Una certa percentuale della radiazione incidente viene riflessa da superfici lisce e luminose. Per i metalli, alla trasmissione può essere assegnato un valore pari a zero, poiché la misurazione della temperatura pirometrica avviene solitamente sulla superficie del componente per i metalli allo stato solido di aggregazione.
In sostanza, la legge di Planck sulla radiazione è un segno distintivo della misurazione della temperatura senza contatto. Descrive la potenza radiante di un radiatore nero in funzione della temperatura e della lunghezza d’onda. Il corpo nero di Planck è utilizzato negli attuali standard di qualità come fonte di riferimento per la calibrazione dei pirometri e soddisfa quindi i requisiti più elevati per la certificazione dei pirometri per la ricerca e l’industria.
In pratica, il cosiddetto valore di emissività riveste un ruolo importante. Per determinare la temperatura reale e il grado di emissione, si utilizza uno strumento di misura di riferimento per la determinazione della temperatura per eseguire una misurazione comparativa, idealmente nello stesso punto di misurazione, se possibile. Per la misurazione pirometrica di confronto, viene utilizzata una vernice termica per aumentare il valore del grado di emissione. Le misure vengono effettuate con un secondo pirometro rivolto verso la superficie nera, mentre sul primo pirometro, rivolto verso la superficie originale dell’oggetto misurato, il valore del grado di emissione viene regolato in modo che entrambi gli strumenti indichino la stessa temperatura. Di seguito, viene verificata la riproducibilità della misura comparativa nell’intervallo di temperatura desiderato.
