CN103442864B - 具有集成式温度测量的容器粗坯加热方法和塑料粗坯加热单元 - Google Patents
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Abstract
粗坯加热方法,用于对塑料材料制的粗坯(2)进行加热以利用所述粗坯(2)通过成型制造中空的主体,所述粗坯加热方法包括:将粗坯(2)引入加热单元(1)中的步骤,所述加热单元包括红外发射的单色或伪单色的电磁辐射源(11);加热步骤,在所述加热步骤的过程中,所述粗坯(2)暴露于被调节到预定的发射功率的所述电磁辐射源(11)的辐照;在所述粗坯(2)暴露于所述电磁辐射源(11)的辐照期间进行测量所述粗坯(2)的壁的温度的操作。
Description
技术领域
本发明涉及利用塑料材料如PET(聚对苯二甲酸乙二醇脂)制粗坯制造容器。术语“粗坯”这里被使用来表示已经受过第一吹塑和用于经受第二吹塑以获得最终容器的中间容器和预成型坯。在下文中,但是为简化而假定粗坯为预成型坯。
背景技术
容器制造通常包括第一操作,第一操作在于加热在炉子中行进的预成型坯,炉子配有红外辐射源,红外辐射源通常是在宽光谱上辐射的卤素灯,或根据更新的技术,是在红外光域中的较为有限的光谱上辐射的激光二极管,例如参照欧洲专利申请EP 1 824 659(西德尔)。
第二操作在于将从炉子离开的热的预成型坯立即传送到模具中,以在其中经受高压吹塑,如有可能加以拉伸。
对预成型坯的加热,又被称为热调节,是一种棘手的操作,这是由于对于后续的吹塑或拉伸吹塑操作材料温度所具有的重要性。
实际上,预成型坯的平均温度应同时大于构成预成型坯的材料的玻璃转化温度(对于PET大约80℃)和小于这样的温度(对于PET大约140℃):超过该温度,材料具有结晶化的风险,结晶化会使得预成型坯不适于进行吹塑。
对炉子中辐射的光学功率的粗略调节通常足以保证将预成型坯的平均温度保持在如此限定的界限之间。
然而,预成型坯的温度的轴向分布(即平行于轴线)也是重要的,这是由于在吹塑形状通常复杂的容器时这种分布对材料分配的影响。特别是可能需要使用于在模具内部经受过拉伸的某些区域过热,例如用以形成凹形区(典型情形:具有手柄的容器)或隆凸(典型情形:具有花瓣形底部的容器)。
即便对于给定的预成型坯根据待制造容器确定理论热轮廓是相对容易的,但实际上,由于环境的不可避免的改变(特别是在白昼中数度的环境温度变化,湿度的变化)或由于影响机械调节的(以准系统化的方式观察到的)偏差,在典型生产率为每小时50000件预成型坯的工业生产中有效地获得该热轮廓、和沿整个生产保持该热轮廓则证明是极其复杂的。
获得良好的加热廓线现今还基于指派负责机器的操作者的专有技能,操作者根据其自身对离开模具的最终容器的质量的感知,来对炉子执行机械调节。
不过炉子的惯性,即参数(如辐照功率)的改变具体地通过预成型坯加热廓线中的有效的、对应目标对象的改变来体现所需要的时间,是较长的。
实际上,可以观察到,自指示出偏差起,与炉子惯性相关的、用于进行必要校正所需的时间可能达许多分钟,在这许多分钟的期间,所生产的数以千计的容器是不符合要求的,还不算在偏差有效产生的时刻与偏差被观察到的时刻之间所经过的(未知)期限中所生产的容器。
已尝试系统化控制加热质量,即加热廓线与目标理论廓线的相符性。
存在通过取样进行统计控制的技术,如在美国专利文献US 6 839 652中所提出的技术,该专利文献描述了一种方法,用以基于通过与预成型坯壁相对布置的高温计在实验室执行的测量,测定预成型坯厚度中的温度分布。但是,能够严格地适合于低生产率的特别产品的生产或预生产的这些技术,并不适于大批量工业生产。
取样实际上产生从生产线到试验台的传送时间,在该传送时间的过程中,温度廓线发生改变(趋向于通过扩散变得均衡化),使得测量结果并不能忠实地反应在生产线上存在的预成型坯的内部的温度分布。
已经提出过相当程度使热调节阶段自动化。因此,美国专利文献US 7220378(Pressco)主张在用灯以传统方式实施的热调节结束时迅速地执行对预成型坯温度的测量。对炉子的调节考虑逆反应,例如增大由灯提供的功率以提高加热温度,或增大通风功率以便相反地降低该温度。
不过这种技术实在不是令人满意的。
首先,这种技术需要对生产线进行改变,因为这种技术假定要在炉子的延长段中安装一系列热传感器。由此使得预成型坯在炉子和模具之间要经过的路径加长、及热调节和吹塑之间的过渡时间增加。简单来说,测量本身使工艺变形。
继而,即便热传感器朝向预成型坯,但来自炉子的残余热辐射的存在会破坏温度测量,因此在对加热廓线的调节中造成错误。
此外,即便在热调节结束时所执行的温度测量有效地允许探测一个预成型坯(或一系列预成型坯)的实际热廓线和理论热廓线之间的差异,但其并不允许对其成因进行分析。因此,需要操作者的专有技能来对差异的成因进行评估并施加操作者所判定为用以获得期望的热廓线所必需的校正。
发明内容
本发明特别是旨在弥补已知技术的前述弊端。
更为确切的说,在所追求的目标中,列举:
-优化粗坯的加热质量,
-在生产过程中保持基本恒定的加热质量,
-最小化热廓线不符合所导致的废品率,
-使加热工艺自动化,从而允许提高生产率。
为此,首先提出粗坯的加热方法,用于对塑料材料制的粗坯进行加热以利用所述粗坯通过成型制造中空的主体,所述方法包括:
-将粗坯引入加热单元中的步骤,加热单元包括红外发射的单色或伪单色的电磁辐射源;
-加热步骤,在加热步骤的过程中,粗坯暴露于被调节到预定的发射功率的辐射源的辐照,粗坯壁温度的测量操作在粗坯暴露于辐射源的辐照期间进行。
可设置该方法的单独或组合考虑的以下多种附加特征:
-所述方法包括根据所测得的温度调制发射功率的附加操作。
-对粗坯壁上的叠置的多个区域执行温度测量。
-对每个区域单独地执行发射功率的调制。
-将对每个区域所测得的温度与预定的理论温度进行比较,和:
○当所测得的温度被宣称等于理论温度时,保持针对所述区域的发射功率,
○自所测得的温度被宣称高于理论温度起,降低针对所述区域的发射功率,
○自所测得的温度被宣称低于理论温度起,增加针对所述区域的发射功率。
其次提出粗坯的加热单元,用于对塑料材料制的粗坯进行加热,以利用粗坯通过成型制造中空主体,加热单元包括炉子,炉子配有辐射壁,辐射壁被覆有以预定发射功率进行红外发射的单色或伪单色的电磁辐射源,界定围腔,所述粗坯用于在所述围腔中与所述辐射壁相对地行进,该加热单元此外包括指向围腔的至少一个粗坯温度测量装置。
可设置该加热单元的单独或作为组合考虑的以下多种附加特征:
-测量装置包括至少一个热传感器,所述热传感器具有包含在不包括辐射源波长的预定波长范围内的光学灵敏度。
-测量装置被布置以对同一粗坯上的叠置的多个区域执行温度测量。
-测量装置包括多个叠置的热传感器,每个热传感器指向一相应的区域。
-加热单元此外包括:
○辐射源的发射功率的操控装置;
○控制单元,控制单元与测量装置和操控装置相连接,该控制单元被程控以将对粗坯测得的实际热廓线与预定的理论热廓线进行比较,和用以根据这种比较结果操控对辐射源的发射功率的调制。
-控制单元被程控以执行对每个区域所测得的温度与理论温度的比较,和以操控对于每个区域单独地进行的发射功率的调制。
-辐射壁被布置成红外辐射源矩阵,该矩阵被细分成多个子矩阵,每个子矩阵与一测量区域处于相同的纵坐标处,控制单元被程控以操控对由每个子矩阵各自发射的功率的调制。
-炉子包括与辐射壁相对的壁,测量装置至少部分地被容置在该相对的壁中。
附图说明
通过阅读下文参照附图非限制性示意地进行的说明,本发明的其它对象和优点将得到展示,附图中:
-图1是局部地示出加热单元的透视图,加热单元包括被覆以点状红外源的壁,预成型坯在该壁前行进;
-图2是示出图1的加热单元的示意图,加热单元与其温度控制部件和辐照功率操控部件相关联;
-图3是示出图2的加热单元的示意性横向剖视图。
具体实施方式
在附图上示意地示出对行进中的容器粗坯进行加热的加热单元1,容器粗坯在此情形下是预成型坯,尽管这可能涉及已经受过暂时的成形操作和用于经受一种或多种后续操作以获得最终容器的中间容器。在下文中,假定粗坯是预成型坯2。
以热塑性材料如聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)制成的每个预成型坯2包括:颈部3,颈部3不经受(或略微经受)加热,颈部形状是最终的;和主体4,主体4通过环箍5与颈部3分开,主体在与颈部3的相对向上终止于半球形的底部6。
在加热单元1中,预成型坯2被固定在称为转盘的枢转支架上,枢转支架带动预成型坯2围绕其主轴线转动,以将整个主体4暴露于加热。
在附图上,示出颈部3在上方的预成型坯2,不过这种表示是随意的和示意性的,预成型坯2可以颈部3在下方取向。
加热单元1包括炉子7,炉子配有辐射壁8和相对的平行壁9,所述平行壁是吸收性的或反射性的。壁8、9在它们之间限定围腔10,预成型坯2在围腔内部行进。辐射壁8被覆以多个电磁辐射源11,电磁辐射源在红外光域中同时以单色(或伪单色)的方式和向预成型坯2定向的方式进行辐射。
理论上来说,单色源是发射单一频率正弦波的理想源。换句话说,其频谱由零谱宽的单一谱线(Dirac:狄拉克)组成。
实际上,这类源并不存在,实际源最好是准单色的,即其频谱在定中心在辐照强度最大的主频率上、谱宽较小但非零的频带上延伸。在本说明书中,这类实际源被称为单色源。
此外,在本说明书中,将在包括定中心于不同主频率上的多个窄频带的一离散频谱上以准单色的方式进行辐射的源定性为“伪单色源”。也称为多模源。
实际上,源11是红外激光二极管。这些源11通过并置(即水平地)和叠置(即竖直地)安置以形成矩阵12。根据一优选实施方式,二极管是垂直腔面发射激光器二极管(VCSEL),例如,每个二极管例如以波长λ发射额定单位功率为大约几十毫瓦特的激光束,波长λ位于短红外和中红外的范围中,被选择成对应预成型坯2材料的良好吸收效率,例如对于PET大约为1μm。作为变型,可选择其中材料吸收效率良好的红外光域中的预定频谱上发射的源11,或可组合以材料吸收效率良好的多种波长λ1、……、λN发射的一些源11。
对于有关选择该(或多个)波长的更多细节,将可参照国际专利申请WO2008/113908(西德尔)。
将矩阵12的源11的行数标记为L,将源11的列数标记为C。
在预成型坯2的范围内,源11可被视为点状源,每个点状源发射即呈光束的形式的定向辐照,其顶部立体半角是封闭的,优选在10°到60°之间。光束可以是回转对称的(即呈圆形截面)、或非回转对称的(例如呈椭圆形截面)。
加热单元1被设计成允许对由每个源11、或优选地由成组的源发射的辐照功率(又称为强度)进行调制,以遵循沿预成型坯2的轴线的预定的辐照功率廓线。
为此,矩阵12被细分为一组相邻的子矩阵12A、12B、……、12I(即竖直叠置和/或水平并置),每个子矩阵包括功率相同且同时被调制的一组关联的源11。每个子矩阵12A、12B、……、12I包括呈N行(定义子矩阵的高度)和P列(定义子矩阵的宽度)分布的预定数目的源11,其中N和P是整数。
此外,用横坐标X和纵坐标Y定义子矩阵12A、12B、……、12I在矩阵12中的位置:
-当子矩阵12A、12B、……、12I包括严格小于矩阵12的列数C的列数P时,用水平测得的从子矩阵12A、12B、……、12I的中心列到辐射壁8的上游边部13的距离定义所述横坐标X;
-用竖直测得的从子矩阵12A、12B、……、12I的中心行到辐射壁8的上边部14的距离来定义所述纵坐标Y。
根据一具体实施方式,子矩阵12A、12B、……、12I全都包括相同的源11数,N和P对于所有子矩阵12A、12B、……、12I都是相等的,L和C分别是N和P的倍数。作为变型,子矩阵12A、12B、……、12I不具有相同的高度和/或相同的宽度,数N和P可以从一个子矩阵12A、12B、……、12I到另一个子矩阵变化。
在图2和图3上所示的简单示例中,示出矩阵12的简化水平细分部,其中,每个子矩阵12A、12B、……、12I的长度与矩阵12的长度是相同的(即N=L),并且其中,每个子矩阵的高度是矩阵12的高度的整除数(即P是C的除数)。每个子矩阵12A、12B、……、12I的位置因此在这里仅通过其纵坐标Y被限定。
在此情形下,示出在预成型坯2的高度上等分的九个子矩阵12A、12B、……、12I,如在图2上可以看见的,预成型坯2的高度可小于矩阵12的高度,矩阵的高度实际上可适合于多个范围的不同长度的预成型坯2。在此情形中,位于预成型坯下方的源11可简单地熄灭,因为这些源对加热是无用的,子矩阵12A、12B、……、12I于是仅仅构成矩阵12一部分的一细分部,其对应于相对预成型坯2就位的表面。
随意地,出于可见目的,在附图上示出低密度的源11,使得每个子矩阵12A、12B、……、12I仅仅包括三行源11。实际上,VCSEL板上的二极管密度会相当大。
对每个子矩阵12A、12B、……、12I的源11的功率的调制自动地进行,加热单元1为此包括控制单元15,控制单元15与一系列功率调节器16A、16B、……、16I相连接,每个功率调节器分别与一个子矩阵12A、12B、……、12I相结合。
如在图3上所示,来自控制单元15的信号是多路复用信号(例如以时分多路复用的方式),加热单元1包括多路信号分离器17,多路信号分离器17被插置在控制单元15和功率调节器16A、16B、……、16I之间,保证从控制单元15所接收的信号的多路分用和保证将个体功率指令传输给每个功率调节器16A、16B、……、16I,以根据控制单元15的指令对由每个子矩阵12A、12B、……、12I所发送的功率进行单独调节,指令由控制单元所执行的计算产生。
基于在炉子7内部、在加热操作中对预成型坯2进行的一次或多次温度测量结果,执行这些计算。
为此,加热单元1包括一个或多个高温计18,所述高温计对红外光域中的预定波长范围敏感,与控制单元15相连接,指向围腔10,预成型坯2与该个(或该多个)高温计相对而行进。
根据在图3上所示的一实施方式,每个高温计18包括一系列叠置的热传感器19A,19B,……、19I,每个热传感器指向一个区域20A、20B、……、20I,所述区域称为测量区域,对应预成型坯2的主体4的侧面,位于与源11的子矩阵12A、12B、……、12I相同的纵坐标Y处(或与相同纵坐标Y的子矩阵12A、12B、……、12I的一水平行相同的水平行处)。
作为变型,高温计18可呈热像仪的形式,其视域覆盖预成型坯2的主体4,该视域例如在控制单元15的内部被分为一系列叠置的测量区域。
该个(或每个)高温计18可以要么被布置在围腔10的出口,指向围腔的内部,要么直接地布置在围腔10中。
根据在图3上所示的一实施方式,高温计18被布置成传感器19A,19B,……、19I(或摄像机的镜头)横向地(即垂直于预成型坯2的轨迹)指向围腔10。更为确切的说,如在图3上可以看见的,传感器19A,19B,……、19I可被容置在设于相对壁9中的开口21内,以便其正前端部通到围腔10,通过所述正前端部进行测量。
该个或每个高温计18具有被包含在预定的波长范围[Λmin,Λmax]中的光学灵敏度,该预定的波长范围在称为作用范围或谱域,包含在加热过程中预成型坯2辐射的红外谱域的至少一部分(优选全部)。
相反地,优选将该个或每个高温计18选择成其作用范围[Λmin,Λmax]不包含源11的发射波长λ或者多个发射波长λ1,……、λN。
作为示例,对于发射波长1μm左右的红外辐射的源11,将选择具有8μm到15μm之间的谱域的高温计18。德国米铱(MICRO-EPSILON)公司提供商业名为OPTRIS CSmicro的这类高温计。
这样,通过高温计18所执行的温度测量不会被来自源11的辐照改变。换句话说,高温计18不会“经受”源11的辐照。
假定高温计18甚至被布置在围腔10中,此外优选的是:高温计由不会吸收源11的发射波长的红外线的材料组成,使得避免高温计18的组成件受热,这种受热会有损于其整体的良好运行,或至少有损于其测量值的可靠性。
因此,无论对于高温计18所选定的实施方式如何,位于相同的某一纵坐标Y的相应测量区域20A、20B、……、20I对应于定位在所述某一纵坐标Y的每个子矩阵12A、12B、……、12I(或对应于子矩阵12A、12B、……、12I的具有相同纵坐标Y的每个水平行)。
由高温计18对在高温计前经过的每个预成型坯2进行的热测量结果被传输给控制单元15。如在图3上所示,高温计18的传感器19A、19B、……、19I与多路复用器22相连接,多路复用器22保证来自传感器19A、19B、……、19I的信号的时分多路复用和向控制单元15传送多路复用信号。
控制单元15执行对这样接收的信号的分析,通过集合对于每个测量区域20A、20B、……、20I所测得的温度,重建预成型坯2的主体4的实际热廓线。
控制单元15继而执行这样建立的实际热廓线与构成目标对象的理论热廓线的比较。实际上,比较对于每个区域20A、20B、……、20I单个地执行。
更为确切的说,将对于每个测量区域20A、20B、……、20I所测得的标记为Tr的实际温度与对于每个测量区域20A、20B、……、20I所期望的标记为Tth的理论温度进行比较。
当区域20A、20B、……、20I的实际温度Tr被宣称等于理论温度Tth时,保持对控制对应的子矩阵12A、12B、……、12I的功率调节器16A、16B、……、16I的调节。
严格相等实际上不可能达到,当实际温度Tr包含在围绕理论温度Tth的允差区间中时,实际温度Tr事实上被宣称等于理论温度Tth。
例如,当Tr=Tth±δT时,可宣称相等,其中δT是(预定的)允差,具有要么是独立于温度Tth的绝对值(例如大约几度),要么是相对值,该相对值对应理论温度Tth的分数,典型地大约为百分之几(例如Tth的1%到5%)。
相反地,自区域20A、20B、……、20I的实际温度Tr被宣称为不同于理论温度Tth起,即实际温度Tr处于允差区间Tth±δT之外时,控制单元15控制对传送到功率调节器16A、16B、……、16I的指令进行修正。
具体来说,控制单元15应用以下方案:
-当实际温度Tr超过允差区间时,即Tr>Tth+δT时,控制单元15控制将对应的子矩阵12A、12B、……、12I所辐射的功率降低。
-当实际温度低于允差区间时,即Tr<Tth+δT时,控制单元15相反地控制将对应的子矩阵12A、12B、……、12I所辐射的功率增加。
这两种情形在图3上示出,其中,左侧绘图示出由控制单元15基于从高温计接收到的信号而重建的实际热廓线,在该实际热廓线中,每个条块表示对于每个测量区域20A、20B、……、20I所测得的温度,横向虚线表示目标温度Tth(允差区间在该绘图比例是看不见的),为简化,该目标温度假定对于所有区域20A、20B、……、20I都是相同的。换句话说,虚线表示理论热廓线。可以看见,实际热廓线与理论热廓线是不同的,这证明需对传送给源11的功率指令施加校正。更为确切的说,根据区域,实际温度Tr要么大于、要么小于理论温度Tth。
在右侧绘出新的功率廓线(标记为Q,以瓦特为单位测量),其集合在应用上述方案后由控制单元15计算的、要传输给功率调节器16A、16B、……、16I的功率指令。在该示意图中,每个条块表示要传送给功率调节器16A、16B、……、16I的功率指令,所述功率调节器与位于对应区域20A、20B、……、20I的纵坐标处的子矩阵12A、12B、……、12I相连接,所述对应区域的温度从热廓线(左侧示意图)是已知的,横向虚线表示理论功率,标记为Qth,将需要传送该理论功率以获得理论温度Tth(如已看见的,在本示例中,假定对于所有区域20A、20B、……、20I其都是相同的)。
该功率廓线通过控制单元15经过多路信号分离器17传输给功率调节器16A、16B、……、16I,每个子矩阵12A、12B、……、12I所传送的功率因此根据单个接收的指令进行修正。
由此产生对预成型坯2的加热廓线的修正。
刚描述过的加热单元1和其运行方法具有以下的优点。
首先,在热调节的期间控制温度,每个预成型坯2的热廓线直接产生于辐射壁8所传送的功率廓线,而没有外部参数(特别是在炉子7和分开的测量区域20A、20B、……、20I之间的传送时间,或甚至炉子7外的环境温度)影响测量。
第二,甚至在炉子7的内部控制温度,可以在预成型坯2的轨迹上(即水平地、根据横坐标轴)定位观察到的实际热廓线和理论热廓线之间的可能的差异,因此在横坐标上定位要执行的功率校正,以使实际热廓线向理论热廓线汇合。
第三,借助于在该个(或该多个)高温计的测量区域20A、20B、……、20I和传送保证加热测量区域的红外辐照的子矩阵12A、12B、……、12I之间的对应性,可首先垂直地定位(即根据纵坐标轴)所观察到的实际热廓线和理论热廓线之间的可能差异,因此在纵坐标上定位要执行的功率校正,用以使实际热廓线向理论热廓线汇合。
第四:
-通过使用快速高温计18,其能够对每个预成型坯2(或对所选择的预成型坯2)以足够的频率(对于每小时50000件预成型坯的生产率,30Hz的频率大大足够)执行单个的测量,
–通过使用高温计18与控制单元15的足够快速的连接(例如通过千兆以太网类型的连接),
-和通过使用装配于控制单元15的用于计算的快速处理器,
可以实时地执行所有操作(测量、比较、辐照功率的调制)。
Claims (8)
1.粗坯加热方法,用于对塑料材料制的粗坯(2)进行加热以利用所述粗坯(2)通过成型制造中空的主体,所述粗坯(2)包括主体(4),所述粗坯加热方法包括:
-将粗坯(2)引入加热单元(1)中的步骤,所述加热单元包括红外发射的单色或伪单色的电磁辐射源(11),电磁辐射源(11)通过并置和叠置安置以形成矩阵(12),矩阵(12)被细分为一组竖直叠置和/或水平并置的子矩阵(12A、12B、……、12I),每个子矩阵包括一组关联的电磁辐射源(11);
-加热步骤,在所述加热步骤的过程中,所述粗坯(2)的主体(4)暴露于被调节到预定的发射功率的所述电磁辐射源(11)的辐照;
所述粗坯加热方法的特征在于还包括:
-在所述粗坯(2)暴露于所述电磁辐射源(11)的辐照期间进行的测量所述粗坯(2)的主体(4)的温度的操作,由一个或多个温度测量装置(18)进行测量,每个温度测量装置(18)包括一系列叠置的热传感器(19A、19B、……、19I),每个热传感器指向一个区域(20A、20B、……、20I),所述区域称为测量区域,对应粗坯(2)的主体(4)的侧面,位于与电磁辐射源(11)的子矩阵(12A、12B、……、12I)相同的纵坐标处。
2.根据权利要求1所述的粗坯加热方法,其特征在于,所述粗坯加热方法还包括根据所测得的温度调制电磁辐射源(11)的发射功率的操作;并且,对每个测量区域(20A、20B、……、20I)单独地进行电磁辐射源(11)的发射功率的调制。
3.根据权利要求2所述的粗坯加热方法,其特征在于,将对每个测量区域(20A、20B、……、20I)所测得的温度与预定的理论温度Tth进行比较;并且:
-当所测得的温度被宣称等于所述理论温度Tth时,保持针对所述测量区域(20A、20B、……、20I)的发射功率,
-自所测得的温度被宣称高于所述理论温度Tth起,就降低针对所述测量区域(20A、20B、……、20I)的发射功率,
-自所测得的温度被宣称低于所述理论温度Tth起,就增加针对所述测量区域(20A、20B、……、20I)的发射功率。
4.粗坯的加热单元(1),用于对塑料材料制的粗坯(2)进行加热,以利用所述粗坯(2)通过成型制造中空的主体,所述加热单元包括炉子(7),所述炉子配有辐射壁(8),所述辐射壁被覆有以预定的发射功率进行红外发射的单色或伪单色的电磁辐射源(11),电磁辐射源(11)通过并置和叠置安置以形成矩阵(12),矩阵(12)被细分为一组竖直叠置和/或水平并置的子矩阵(12A、12B、……、12I),每个子矩阵包括一组关联的电磁辐射源(11),炉子(7)界定围腔(10),所述粗坯(2)用于在所述围腔中与所述辐射壁(8)相对地行进,
所述粗坯的加热单元(1)的特征在于还包括指向所述围腔(10)的用于测量粗坯(2)温度的至少一个温度测量装置(18),每个温度测量装置(18)包括一系列叠置的热传感器(19A、19B、……、19I),每个热传感器指向一个区域(20A、20B、……、20I),所述区域称为测量区域,对应粗坯(2)的主体(4)的侧面,位于与电磁辐射源(11)的子矩阵(12A、12B、……、12I)相同的纵坐标处。
5.根据权利要求4所述的粗坯的加热单元(1),其特征在于,所述温度测量装置包括具有这样的光学灵敏度的至少一个热传感器:所述光学灵敏度被包含在不包括电磁辐射源(11)波长的预定波长范围内。
6.根据权利要求5所述的粗坯的加热单元(1),其特征在于,所述加热单元还包括:
-电磁辐射源(11)的发射功率的操控装置(16);
-控制单元(15),所述控制单元与所述温度测量装置(18)和所述操控装置(16)相连接,所述控制单元(15)被程控,以比较对粗坯(2)所测得的实际热廓线与预定的理论热廓线,并以根据比较结果操控对所述电磁辐射源(11)的发射功率的调制。
7.根据权利要求6所述的粗坯的加热单元(1),其特征在于,所述控制单元(15)被程控:
-以比较每个测量区域(20A、20B、……、20I)的所测得的温度与理论温度,和
-以控制对每个测量区域(20A、20B、……、20I)单独地进行的发射功率的调制。
8.根据权利要求4所述的粗坯的加热单元(1),其特征在于,所述炉子(7)包括与所述辐射壁(8)相对的壁(9);并且,所述温度测量装置(18)至少部分地被容置在该相对的壁(9)中。
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