铟在真空中频加热炉熔炼的温度控制

银河星光

铟是非常光亮的银白色并略带淡蓝色金属 ，熔点156.61℃，沸点2080℃，密度7.3克/厘米3（20℃）。很软，能用指甲刻痕，比铅的硬度还低。铟的可塑性强，有延展性，可压成极薄的金属片。这里需要加热到950度，和铝银等物体一样，铟在高温加热时，并不会变红。因为铟铝银等属于主族元素，d轨道上没有成单电子，在可见光范围内不会发生d-d跃迁，因此加热时，在可见光范围内看不到颜色。而铟由于非常光亮，因此发射率比较低。
该设备采用感应加热，真空密闭环境，外面有直径40毫米的石英玻璃观察窗。一般地，在感应加热的系统中，很难实现通常的热电偶测温。在该环境下，利用红外测温仪进行温度监控是唯一的办法，由于需要通过玻璃观察窗测量，一般长波段（8-14微米）的红外测温仪，是无法使用的，因为该波段的红外线无法穿透玻璃被测温仪接受到。故我们采用了1微米波长的固定安装式红外测温仪STL200。该红外测温仪具有激光同轴瞄准，比较容易对准小目标。可调整焦距，带有高亮度显示窗。该红外测温仪为单色，单色红外测温仪采用的是测量红外线能量强度的办法来判断温度的高低。在一般的情况下测温，单色的要比双色（双比色）的红外测温仪精准一些。双色的红外测温仪主要使用在有较强的烟雾，灰尘，或者其他目标被部分阻挡的情况下，而价格也会相应的高些。
    我们选用测温范围600-2000度的STL200红外测温仪作为温度测量传感部分。该红外测温仪输出信号为4-20mA，输出至温度控制器。温度控制器选用日本的SRS13。此温度控制器响应时间为0.2秒，带有25条曲线编程和多种PID算法。温度控制器输出信号为0-10V。输出信号接到原来的电位器两端，用来自动调节感应电源的功率值。电位器可以对温度控制器的输出进行限幅，以利于在初始加热时对熔体件的影响。
    本来，感应电源的调节部分为0-15V，由于本设备采用的小功率加热，因此将温度控制器的0-10V去接入，不会受到影响，如果是在需要满功率加热的环境下，需要将温度控制器的0-10V通过变换器转换到0-15V进行接入。
    红外测温仪需要准确固定在安装位置，瞄准到被测物体。并正确地设置好发射率参数。
    在温度控制器上自由设置所需要的温度，当被测物体达到设定温度时，进入到保温状态。本设备设置为950度，保温时最多偏差为±2度。
    由于感应加热的时候，会在电源线上，甚至在信号线上产生干扰，因此在选择红外测温仪的供电电源上要有所考虑。在信号线上，也要采取屏蔽和良好接地的措施。

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