（１）热电偶的使用 热电偶是工业上应用最广泛的感温仪表之一， 通常用于 500～13000℃的温度测量，特别的材料制成的热电偶可测量 2000～2800℃的高温。

  2)用热电偶测温 热电偶产生的电势 大小与偶丝材和补偿导线 料和热电偶两端的温度有关。因此，即使偶 丝材料一定、测量端温度不变，电势大小也 会跟着自由端温度的波动而发生明显的变化。这种情况下，仪表指示的温度 值就不是测量端的真实温度了。为了可以用热电偶正确测温，必须使 自由端温度保持恒定。

  热处理技术初期阶段，淬火加热温度和回火温度全凭操作者一双 富有经验的眼睛来判断。人们在学会用回火色判断回火温度的同时， 也逐渐掌握了通过观察高温物体(如工件)的火色来判断物体的温度。

  操作者的眼睛在 700～1100℃温度范围内的测温精度能够达到± 30℃，可与一台光学高温计媲美。对于高频感应加热淬火、火焰加热 淬火这类以目视测温为主的热处理操作，必须掌握用火色判断温度的 技能。即使炉子是自动控温的，工艺流程中操作者也应经常审视一下 炉温的高低，以便判断控温仪表工作是否正常。

  从生产实践得知，炉温均匀性与炉膛体积有直接关系；一般来说， 炉膛体积越大，炉温均匀性越差。对于炉膛体积一定的某台加热炉， 虽然整个炉膛内的温度很不一致、波动范围较大，但炉膛内某个较小 空间的炉温均匀性是会好一些的。

  下的保温精度为±24℃，通过实际 测量找到炉膛内某一较小空间的 保温精度为±15℃。该空间的形 状、尺寸及其在炉膛内的位置，如 图 3-1 所示。如果这个小空间的保 温精度能够很好的满足某种或某些工件 的热处理工艺技术要求，将工件安放在这个空间内加热时工件的加热质量 就能轻松的获得保证，则称此空间为炉子的有效加热区。

  4)量程调整 吸收玻璃用来扩大高温计的测温范围，当需要测量 1400℃以上温度时，应拨动旋钮 2 将吸收玻璃移入视场中。国产 WGG2 －201 型光学高温计装有一片吸收玻璃，具有 700～1，500℃和 1200～ 2000℃两个量程。WGG2 一 30l 型装有两片吸收玻璃，具有 700～1500 ℃、1200～2000℃和 1800～3000℃ 3 个量程。

  制成的金属丝，一端焊牢，另一端分开，这就成了一支可用来感受温 度的热电偶，如图 3-6 所示。当测量端(又称工作端或热端)与自由端 (又称参考端或冷端)存在温差时，两端会出现电势差，用仪表测出电 势差的大小，就不难得知测量端的温度值。

  为减小热电偶的测温误差，常用价格低、热电转换特性与热电 偶相同的导线，将自由端延伸到温度较为稳定的地方，这种外加导线 叫做补偿导线 所示。

  工件温度与其火色的关系见表 3-1。在表中的每个温度段内，随工件 温度上升，对应火色的色度逐渐减弱， 而且火色过渡也是逐渐变化的，并无颜

  训练过程中，可根据物体火色估计某一个温度值，然后与控温仪 表显示的温度值或用光学高温计测得的温度值相比较，如此反复练 习，不间断地积累经验，即能提高目测的准确度。

  玻璃温度计容易破碎，使用的过程中不能与器壁、工件或其他硬性 物体碰撞，同时要尽可能防止急冷急热，以免感温泡炸裂。 2.光学高温计的使用

  光学高温计是一种非接触式测温仪 表，其测温范围为 700～3000℃，仪表外 形如图 3-4 所示。物镜 l 和目镜 5 组成 一个简单的望远镜。通过前后调整物镜 的位置，可从观察孔清晰看见前方物体 的图像。众所周知，高温物体会向四周 发射发波，这种光波是由波长不同的各 种单色光组成的。安装在望远镜镜筒内 的红色滤光镜只允许波长为 0.66μm 的单色光通过，光学高温计正是 利用这种单色光的亮度随物体温度不同而发生明显的变化的特性进行测温 的。

  3)测温时的调整 将红色滤光镜 4 移入视场，按下按钮开关 9， 转动滑线，到看不见光度灯灯丝时直接从刻度盘 8 上读取被 测物体的亮度温度值。为得到物体的真实温度，需对亮度温度进行 修正，修正方法可从有关手册上查到。

  测温过程中，如灯丝亮度高于物体亮度，在物像背景上会出现一 条较亮的灯丝弧线，这时应沿逆时针方向转动滑线电阻盘，使灯丝变 暗、消失；如情况相反，则在物像背景上会出现一条较暗的灯丝弧线， 这时应沿顺时针方向转动滑线电阻盘，使灯丝变亮、消失。

  丝长期受热而降低寿命。 如滑线电阻盘沿顺时针方向转到尽头，仪表指针仍达不到满刻

  度，或指针逐渐偏离满刻度，说明电池供电量已经不足而要换掉， 更换电池时要注意正负极方向。

  由热处理工艺学可知，钢件低温回火后表面会形成一层很薄的氧 化膜，膜的颜色叫做回火色。根据回火色可判断出工件的回火温度， 进而可以推断工件回火后的大致硬度。

  常用水银温度计的测温范围为-30～300 ℃。按型号、规格不同，有些温度计的测温

  范围为 30～50℃，有些为 O～200℃，实际选用时，要根据使用上的要求 而定，并非测温范围越宽越好。

  温度计应插在被测物体(气体或液体)温度均匀处测温。插入后要稍 等一段时间，待感温液温度已经与被测物体温度一致、液面不再移动 时，再进行读数。读数时不要挪动温度计的位置，但可以转动温度计， 让刻度线正对眼睛，并从液面的水平方向读数，如图 3-3 所示。

  玻璃温度计和光学高温计只能实现温度测量，而且测量工作要靠 人来完成。本节要介绍的自动控温仪表是自动完成温度测量和调节 的，故在现代热处理生产中有着非常大的用途。

  热处理炉温自动控制系统由热处理炉、感温仪表、温度指示调节 仪表和供电器组成，如图 3-5 所示。

  感温仪表把测得的温度值传递给温度指示调节仪表，仪表内的温度比 较器把接收到的温度值与给定 温度(工艺规定温度)相比较， 如两者不相等，仪表内的调节 器便发出信号，指挥供电器改 变炉子的输入功率，以此来实现 炉温的自动控制。

  1.玻璃温度计的使用 玻璃温度计是一种廉价的温度测量仪表，这种仪表是利斥某些液

  体(如水银、酒精)的热胀冷缩作用来实现温度测量的。热处理生产中 普遍的使用水银温度计测量水槽、油槽、发蓝槽、硝盐浴、油浴、烘箱 的温度。

  温度是表示物体冷热程度的一把尺子。测量物体温度有两种方 式：一种为接触式；一种为非接触式。玻璃 温度计属于接触式测温仪表，用这种仪表测 量物体温度时，感温泡 l(图 3-3)应与被测物 体充分接触，因此适合于气体和液体温度的 测量。

  温度，这种工艺规定温度是根据工件热处理目的和材料种类加 以确定的。加热过程中由于介质、炉壁、工件和测温元件间的 热交换过程十分复杂，彼此之间均存在着温差，而且炉膛各处 的温度也有差别。这种现象所造成的后果，是无法使同一炉工 件都能在工艺规定的温度下进入保温阶段；对那些实际保温

  温度和时间是最重要最基本的两个热处理加热参数，生产 中经常要对其做测量和控制。时间的测量最简单，目视计 时可采用钟表，自动计时通常用时间继电器。从结构上看， 时间继电器并不比钟表复杂多少。对温度的测量就不同了，因 为自动测温要比目视测温复杂得多，高温测温又比低温测温复 杂。因此高温自动测温和控制所用仪表也就相当复杂了。

  实际情况表明，任何热处理炉，在任何保温温度下，其炉温分布 都是不均匀的。炉温的均匀程度常用保温精度来衡量。即炉子在工艺 规定温度下保温时，实际保温温度相对于工艺规定温度的最大温度偏 差就叫做炉子的保温精度。例如，当某箱式电阻炉在工艺规定温度 840℃下保温时，实际测得的保温温度为 820～860℃，即 840℃±20 ℃，这种情况下炉子在 840℃下的保温精度为±200℃。

  光线对目测效果有明显影响，当四周光线很耀眼时，很难对物体 火色做出正确判断。为减小光线的影响，可随便取一张不透明的纸， 卷成圆筒，通过圆筒观察物体火色，观测时不能距被测物体太远，以 l～2m 为宜。

  工件在热处理炉中的加热过程是由升温和保温两个基本过程构 成的。保温是指工件在恒温下保持一段时间的操作，恒温即是前面介 绍过的工艺规定温度。为了把炉温(工件温度)维持在工艺规定温度 上，首先要对炉温进行测定，并把测得的温度与工艺规定温度进行比 较。如温度较低，可提高供给炉子的电能使之升温；如温度比较高，可 降低供电能量使炉子降温。因此调整供给炉子的电能就可以实现温度的 调节，完善的温度控制管理系统应该具有温度测量和温度调节两大功能。

  由于有效加热区与炉体结构及热处理工艺紧密关联，因此对于新 安装的加热炉、经过大修或技术改造的加热炉、改变了控温热电偶位 置的加热炉以及当工件或工艺变更而需要改变保温精度时，可按 CB ／T9452-1988《热处理炉有效加热区测定方法》标准的规定来确定炉 子的有效加热区。

  每种感温仪表的感受信号是不相同的。玻璃温度计将感受的温度 转换成液柱的高低。光学高温计将感受的温度转换成单色光的亮度， 热电偶将感受的温度转换成电势。热电偶具有测温精度高、精度重现 性和稳定能力好、结构简单、便于制造等优点，是一种不可多得的感温 仪表。

  由此可见，炉子保温精度越高，炉温均匀性越好。当炉温均匀时， 炉子的实际保温温度才会与工艺规定温度一致，只有在这样的一种情况下才 认为“炉温”就是“工件温度”。 2.热处理炉有效加热区的确定

  为保证工件加热质量，应尽可能提高炉子的保温精度，以使炉温 与工艺规定温度相对接近。

  通过改善炉体结构和合理布置加热元件来提高炉子保温精度虽 然可收到一定效果，但改善程度是有限度的。因为这样做会增加炉子 的制造成本，从经济性考虑并不合算。

  生产中最重要的测温控温对象是加热设备，即各种热处Βιβλιοθήκη Baidu 炉，因此在介绍测温仪表使用方法之前，应初步了解与炉温测 量有关的一些基本技能。

  1.炉温和工件温度的区分 工件人炉时，应按工艺规定温度进行炉温控制和调整。实

  际上要测量和控制的是加热的工件温度，习惯上称作炉温。 工件加热时，由热处理工艺规定的加热温度叫做工艺规定

  一般来说，在工艺规定温度下炉内保温精度在满足工艺规 定时的任何空间，不论其形状如何，都是有效加热区。但是， 为了测量和使用上的方便，通常是仿照炉膛形状来确定有效加 热区的。

  测定有效加热区时，首先将热电偶牢固地绑扎在测温架的每个测 温位置上。测温位置的布置如图 3-2 所示。 图 3-2 中所设置的 5 个测温点，围成一个与 炉膛形状相仿的空间(圆柱体)。

  (1)光学高温计的使用及调整操作 1)零位调整 使用前应先检查指针是否指在刻度盘的“O”位上；

  如指针不在“O”位，可转动零位调节器 6 将指针调零。 2)影像调整 将光学高温计的望远系统对准被测物体，移动目镜

  5 使光度灯灯丝(呈“n”形)的影像清晰可见，然后旋紧目镜定位螺 母 3，将目镜定位。接着前后移动物镜 1，直到被测物体的影像清楚 为止。

  (2)操作需要注意的几点 在生产现场用光学高温计测温时，充滞在空 间中的烟雾、灰尘、水蒸气等会影响测量结果，使读数偏低。在光学 高温计与被测物体之间有火焰或其他发光体时，又会使读数偏高。所 以，测温时不要距被测物体太远，最好保持 1～2m 距离，至多也不要

  炉子升温到常用工作时候的温度并保温到规定 时间后，将测温架放入炉内，安放在适当位 置上。经过一段时间保温，然后按规定的时 间间隔和测定次数测量各点温度。测到的读 数经修正后得到实际温度值，用这些值来判断测温点所围成的空间 是否就是我们所需要的有效加热当其中有一个测温点的保温精度不

  能满足要求时，应改变测温点位置(缩小测温点间的距离)或对炉子进 行维修后再重复测量，直至达到一定的要求。