金属温度是精密铸造厂家工艺过程控制的关键工艺变量之一。在精密铸造工艺中，金属温度的非接触测量有着许多重大困难，但是，最近开发出来的一套装置可提供实时精度的量化反馈，揭示出了潜在问题。
温度的重要性
在精密铸造工艺中，特别是在“等轴”工艺中，金属温度是起支配作用的因素，因此，也对许多质量特性有着直接的影响。如果测量和控制不当，金属温度的差异会对成品铸件尺寸、晶粒尺寸、疏松(表面和内部)、机械性能、产品品质(即热撕裂的倾向性)、薄壁部分的充满度等方面产生影响。
因此，改进金属温度的测量和控制将会提高质量和生产率，降低维护和劳动力成本，减少测试费用和责任赔偿费用等。
温度测量的难度
精密铸造，特别是使用感应熔化设备的精密铸造一般使用某种类型的非接触性红外辐射热电偶或高温计作为金属温度测量的主要或次要手段。使用常规高温计的人们或许并不了解他们所作测量的潜在误差来源，只是简单地注意仪器的“精度”技术条件，因而常常受到误导。这些精度技术条件只是在实验室环境中的理想目标。真实世界中的一些情况会导致令人惊奇的高测量误差值，它们包括(但不局限于)下述各项：
1、未知/变化中的发射率—多种合金、扰动效应、温度和波长的依赖性以及加工过程中成分的变化等，所有这些都对发射率的不可预见性起着作用。
2、蒸汽发射：对高压熔化(接近和在大气压以上)而言，熔池或坩埚中溢出的气体会增加或减少热辐射，因此造成误差。
3、观察孔障碍：对多数仪器而言，信号的任何减弱都会造成温度指示值的下降;观察窗上的污物影响多数高温计的精度。
4、观察窗玻璃材料：不是所有玻璃都具有同样的透射性能;有的是“灰”色的，而另外一些玻璃的透射性则随波长而发生变化。这会让常规高温计失灵。
5、校验：行业标准是每年校验一次，但是，仪器的漂移和失效有自己的日程，理想的做法是对工厂使用的所有光学元件都进行校验(观察玻璃或观察镜)。
6、仪器校准：通过透镜瞄准要求两个光学路程准确重叠，这会影响所有等级的常规高温计。
这些困难是光学温度测量所特有的困难。同时，还有与工艺相关的困难，这使得任何类型仪器仪表的温度测量变得复杂化了，包括：
1、工艺变量的可接受范围：除非整个熔化炉都处于稳定状态(通常情况下，这是不现实的)，否则，在浇铸过程中，温度会有一个范围，很重要的是，这个温度范围必须能保证产品的优质。
2、信号处理能力：测量仪器与控制设备之间的每个模拟打到数字或数字到模拟转换都是潜在误差源，宽广的模拟范围导致精密度的缺乏。
3、熔化技术：不良熔化技术会导致高蒸汽压力元素过渡沸腾、熔池表面产生扰动或形成反应产品，所有这些都会造成常规高温计的误差。
4、铸锭、坩埚、线圈间的匹配：对于熔化周期特性而言，熔化系统的这三个组分都是重要的。匹配不当会造成熔化缓慢和不均匀、局部过热或溅射。上述这些也都是常规高温计误差的来源。
高温光谱仪对于问题的解决
高温光谱仪是一种全新的仪器，它是一种专家系统型的多波长高温计，在解决这些问题方面具有良好能力。
除了提供卓越的真实世界中的精度之外，高温能光谱仪还有许多其它优点：它能提供每次测量时的质量实时读数以及公差(即测量时的不确定程度);它还能提供信号强度，同样温度和状态下的目标与理想目标之间的对比。这两项功能可提供有关原料和工艺状态的宝贵信息，有助于确保合金成分的正确并显示出合金材料是否被沸腾蒸发。显然，用户掌握了这些信息还可将其应用于一些更为高级的领域中。
在各种不同应用中，高温光谱仪已经解决了非接触性温度测量的困难。
1、发射率：发射率会随着每批材料样品而发生变化，，是高温测量中理论计算与真实世界中材料行为的一种关联关系。对精密铸造业而言，金属的发射率变化极其大。任何一个样品，其发射率取决于成分、机械和热性能的历史状况、进行测量时的波长以及温度本身。
2、蒸汽排放：众所周知，在加工处理过程中，金属会因为蒸发而被损耗掉，由此生成的金属蒸汽连带来自坩埚、敏感元件或其他熔炼炉设备中的废气会有选择性地吸收某些熔料中的热辐射，从而影响高温测量。
3、观察孔障碍：所有精密铸造的从业者都应该关心金属蒸汽在冷表面沉积的问题。蒸汽沉积造成的问题是常规控制高温计读数不准确的根源。由于温度过高，工作部件软化、倾倒，与铜元素接触，溅射到观察孔上，透射特性将会发生变化，造成大的误差。高温光谱仪曾经记录下在一个观察孔上铜蒸汽的灾难性沉积，这是在真空炉内由于水冷铜电极被熔化而造成的。
4、校验：从上述分析得出，高温计应该和与其配套使用的其他光学元件(目镜或反光镜)一起进行校验。
一般，行业标准规定每年校验一次，但这只是一种折衷的办法，理想的仪器应该有一个诊断，告知人们仪器什么时候需要进行校验或修理。
5、仪器的对准和瞄准：如果工件上的温度并不均匀、目标很小或距离遥远、使用了观察管等都有可能产生虚假结果。许多便携式和固定式高温计都是通过透镜来观测设备，这种方法的光学原理是用部分透射和部分发射的光学元件将视场分成两个部分，可能出现的问题是两个部分可能并未确切地在观察同一目标，因为在实践中，精确对准两套光学元件是困难的。
6、工艺变量的可接受范围：多数工业流程都不可能达到所谓的“稳态”，在整个工件上所有变量都是单一恒定数值。原因在于经济因素的考虑，要达到那种状态，时间太长，成本也太高。在实践中，每个变量都有一定范围的数值，在这个范围内都可获得优良质量。
7、信号处理：每次进行数字到模拟信号转换时(反之亦然)，信号都有一点损失。如果控制范围宽广，会有精度损失。值得我们注意的是，不要让这些损失叠加起来，形成影响工艺的不确定性。在实践中，用户可选择调整温度，使其对应于控制信号的最大和最小值。高温光谱仪可容许进行这些数值的调整。
改善温度测量的价值
在铸造厂使用高温光谱仪的经验证明，这种先进型的高温计可以很好地解决非接触式测量给精密铸造带来的诸多问题。在实际应用中，高温光谱仪成功地被用于多种液态和固态金属及合金的温度测量并取得了很好的效果，通过改善温度测量增加了产量、提高了质量、减少了维护保养费用、降低了劳动力成本、减少了能源用量、减轻了环境负担以及减少了赔偿责任等。
