熱電偶實(shí)現正確校驗電阻爐設計

摘要：隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步,熱電偶在各個(gè)行業(yè)得到廣泛應用,基于熱電偶實(shí)現正確校驗電阻爐的設計也更加科學(xué)。對熱電偶實(shí)現準確校驗電阻爐進(jìn)行研究,以期有效推廣熱電偶校準的技術(shù)方法,更好地體現其應用優(yōu)勢,為相關(guān)行業(yè)發(fā)展提供切實(shí)可行的建議。
1前言
　　電阻爐初次使用或使用時(shí)間較長(cháng)之后，容易出現溫度誤差，這種情況下，需要對電阻爐進(jìn)行溫度校準,而傳統的用于電阻爐校準的測溫支架,部分只能固定單一測溫元件,不僅安裝、拆卸不方便,且在電阻爐內的分布點(diǎn)不夠，因此其測試的正確率不夠精確;部分雖然能夠對多點(diǎn)進(jìn)行檢測，但是測溫架的大小無(wú)法調節，因此測溫元件對各點(diǎn)的檢測位置是固定的,僅適用于同一空間大小的電阻爐,靈活性差。
　　因此,如何提供一種拆卸方便且能夠對電阻爐內部進(jìn)行均勻檢測,還能適應不同空間大小的電阻爐的測溫裝置，是該領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題?；诖?針對熱電偶實(shí)現準確校驗電阻爐設計進(jìn)行研究。
　　熱電偶是常見(jiàn)的測溫元件。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,溫度是需要測量和控制的重要參數之一。在溫度測量方面,熱電偶在工業(yè)生產(chǎn)中的應用極為廣泛，具有結構簡(jiǎn)單、測量范圍廣、精度高、慣性小和輸出信號便于遠程傳輸等諸多優(yōu)點(diǎn)。熱電偶外形多樣,其需求也呈現多樣化，但大部分的機構是類(lèi)似的。
　　熱電偶的配套設備有電子調節器和記錄儀器等,組成的構件有熱點(diǎn)極、絕緣套保護管和接線(xiàn)盒等。熱電偶獲得溫度信息后,會(huì )利用二次儀表進(jìn)行轉化,得到被測介質(zhì)的實(shí)際溫度?？梢哉f(shuō),熱電偶的性能較為穩定，有著(zhù)廣泛的使用范圍，且在--40℃~1600℃的條件下均可實(shí)現連續測溫,裝置便捷,使用壽命周期長(cháng)叫。熱電偶測溫系統主要由4個(gè)部分組成:數據采集模塊、轉換模塊、單片機控制及其外圍、液晶顯示模塊,詳見(jiàn)圖1。此外，由于熱電偶是一種無(wú)源傳感器，測量時(shí)不需外加電源,使用十分方便,因此常被用作測量爐子、管道內的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。
 
 
2基于熱電偶實(shí)現電阻爐精確校驗
2.1熱電偶校驗原理
　　熱電偶經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，會(huì )出現測量誤差。其原因是測量段在長(cháng)時(shí)間的高溫作業(yè)下,會(huì )出現氧化腐蝕,熱點(diǎn)性能會(huì )隨之發(fā)生改變,基于這一問(wèn)題,為保證熱電偶的正確率,需要對其進(jìn)行校驗。
本文電阻爐測溫裝置,其組裝、拆卸方便,便于收納,且能夠對電阻爐內部的8個(gè)角和中心部位進(jìn)行多點(diǎn)檢測,還能夠適用于不同空間大小的電阻爐,不僅檢測較為靈活,熱電偶的安裝和拆卸也較為簡(jiǎn)單,見(jiàn)圖2。
 
　　電阻爐安裝時(shí)，把熱點(diǎn)偶插進(jìn)電阻爐的內部,中間的縫隙一定要用石棉繩填滿(mǎn),根據具體的電阻爐型號和控制器型號,連接線(xiàn)圖、電源線(xiàn)、電爐線(xiàn)和熱電偶線(xiàn),注意不要把正負極接反,在電源引入處另接上電源開(kāi)關(guān)以便控制電源。為保障操作安全,電阻爐與控制器必須裝有可靠的接地。
2.2電偶校驗電阻爐的特點(diǎn).
　　溫度測量和參數輸入等是電阻爐控制系統必備的性能,且具有較強的控制作用,通用性較好4。電阻爐的系統硬件包括單片機、溫度檢測與處理電路、鍵盤(pán)與顯示接口電路、聲光報警電路以及計時(shí)電路等，詳見(jiàn)圖3。
 
　　通常電阻爐是間接加熱,有專(zhuān)門(mén)的電阻體,又稱(chēng)為電熱體,來(lái)實(shí)現電熱的轉化,進(jìn)而輸人熱能。電阻爐的爐殼是由鋼板制作而成,在加熱物料的過(guò)程中,電熱功率會(huì )集中心，在很短的時(shí)間內就可以加熱物料,部分電阻爐的溫度甚至可以高于2500℃。
2.3基于熱電偶實(shí)現電阻爐精確校驗設計
　　使用熱電偶對其進(jìn)行校驗，具有直觀(guān)的測量性能,在這樣的情況下,可以允許被校熱電偶和標準熱電偶形式的多樣化?？梢詫⑵渲苯臃胖糜陔娮锠t內部,通過(guò)頂部測溫架、中部測溫架和底部測溫架分別對電阻爐爐膛內部的8個(gè)角和中心部位進(jìn)行溫度采集。結合多點(diǎn)溫度檢測,能夠對電阻爐的溫度進(jìn)行正確校準;其伸縮桿的設計,不僅能夠對同一電阻爐內部的不同位置進(jìn)行溫度檢測，還能夠通過(guò)伸縮以適應不同空間大小的電阻爐，詳見(jiàn)圖4。
 
　　對熱電偶進(jìn)行檢定的過(guò)程中，必須嚴格按照國際溫標ITS-90的規定,各類(lèi)熱電偶要和被檢熱電偶必須置于同一溫度條件下，若檢定爐內出現較大變化，則采集的信息是不精確的，需要使用溫度控制.器，讓檢定爐的溫度能夠在較短的時(shí)間內滿(mǎn)足被檢溫度點(diǎn)，讓溫度點(diǎn)保持穩定。
　　結合熱電偶中間溫度定律，為提高系統的測量精度和穩定性,需要簡(jiǎn)化電路設計，通過(guò)計算機軟件來(lái)實(shí)現濾波、非線(xiàn)性和冷端補償等功能,進(jìn)行冷端補償和非線(xiàn)性矯正。具體電路設計見(jiàn)圖5,
 
2.4注意事項
　　通常情況下,電阻爐在使用一段時(shí)間后,加熱體會(huì )出現下墜、膨脹或變軟等問(wèn)題,為能夠在高溫.條件下,保證爐絲的輕度,避免出現上述問(wèn)題,需要.對爐絲的機構尺寸進(jìn)行優(yōu)化設計，比較常見(jiàn)的有螺旋形電阻絲。在加熱體的安裝過(guò)程中，要與爐襯靠緊,同時(shí)要留出一定的膨脹空間。
3結論
　　基于熱電偶校驗電阻爐的設計中得知,由于熱電偶熱節點(diǎn)的熱容量是有限的,因此會(huì )出現校驗誤差,一般情況下,通過(guò)介質(zhì)吸收到一定的熱量,熱節點(diǎn)出現溫度變化，在調整的過(guò)程中，被檢測介質(zhì)的溫度會(huì )有波動(dòng),帶有一定的滯后性，所以測出.的問(wèn)題與實(shí)際溫度有偏差,這種誤差是動(dòng)態(tài)的。在高溫的條件下，也會(huì )產(chǎn)生讓線(xiàn)路一定的熱量消耗，需要進(jìn)行補償處理。
　　電阻爐溫度的檢測和控制直接與能耗生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、安全生產(chǎn)等重大技術(shù)指標相關(guān)聯(lián),為了能快速,正確檢測與控制電阻爐的溫度,在今后電阻爐校驗中，,我們要進(jìn)一步做好傳感器信號的處理,從而使得熱電偶在電阻爐的校驗中發(fā)揮更好的作用