加熱爐熱電偶的選型及誤差分析

摘要:對熱軋加熱爐爐膛溫度測量系統進(jìn)行了簡(jiǎn)介,分析了目前熱電偶選型及影響溫度測量的幾個(gè)方面問(wèn)題。
　　熱軋步進(jìn)梁加熱爐項目,是經(jīng)國務(wù)院批復的邯鋼結構優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)升級總體規劃”中的重點(diǎn)配套項目之一。熱軋加熱爐系統是由4座產(chǎn)能為375th的步進(jìn)式加熱爐組成的爐群系統。采用的是數字化加熱爐技術(shù)。四座加熱爐爐型配置相同,該項目在多項技術(shù)領(lǐng)城,代表了目前加熱爐技術(shù)的前沿,比如,采用了全數字化脈沖燃燒,燒嘴采用全側向布置火焰長(cháng)度可調燃燒器,二級控制采用模糊邏輯等。
1測量過(guò)程概述
　　加熱爐爐膛溫度是熱軋加熱爐設備的重要控制指標,控制參數的變化直接影響用戶(hù)的產(chǎn)品質(zhì)量,它是采用一次測溫元件熱電偶一補償導線(xiàn)一PLC模塊一進(jìn)行顯示(控制),崗位操作按要求進(jìn)行記錄。
(1)測量設備:由熱電偶、補償導線(xiàn)、PLC模塊組成測量系統。
 
(2)參數控制依據文件:參考加熱爐崗位操作工藝文件溫度范圍在(100~1300)℃,考慮被測對象存在允許容差和工藝波動(dòng),測量過(guò)程范圍應在(800~1500)±25℃。
(3)允許最大測量誤差:MPE=(±25×(1/3-1/10))=(±25x1/3=±8.3℃(取1/3)。
(4)允許測量擴展不確定度:U=25×2/(6×1.1)=7.6℃
2建立測量數學(xué)模型
　　Y(出鋼溫度)與×(PIC顯示值)和D(熱電偶)之間的函數關(guān)系式:Y=X+D
　　標準不確定度的來(lái)源及分量評定:(由于條件限制，不能評定重復性測量引用的標準不確定度分量)
　　在保證熱電偶的插人深度,保護管完好及外部干擾忽略的情況進(jìn)行以下分析:
(1)PLC示值誤差引人的B類(lèi)標準不確定度ubl(矩形分布)ub1=0.2各×1600√3≈1.85℃。
(2)PLC示值分辨力引入的B類(lèi)標準不確定度ub2(矩形分布)ub2=0.29×分辨力-0.29x0.1=0.03℃。
(3)補償導線(xiàn)引入的B類(lèi)標準不確定度ub3(矩形分布)ub3-2.51√3-~1.44℃。
(4)熱電偶引入的B類(lèi)標準不確定度ub3(矩形分布)ub3=2.7/√3≈1.46℃。
(5)以上不確定度分量不相關(guān),合成標準不確定度:
uc=(ubl2+ub22+ub32+ub42)1/2-2.77℃，式中:uc計算各個(gè)量的均方根。
(6)計算擴展不確定度:U=uexk,令k=2,U=5.54℃。
(7)測量結果表示Y=(HMI示值±5.54)℃,k=2。
3本測量過(guò)程有效性確認
　　熱軋廠(chǎng)設備室組織,由板加電氣作業(yè)區、加熱爐崗位操作者參加,對該測量過(guò)程的有效性進(jìn)行了評審,具體確認方法如下:
(1)首先在本測量過(guò)程各要素,人、機、環(huán)、法均受控條件下,開(kāi)展實(shí)測工作;對測量結果的誤差,測量不確定度進(jìn)行分析,判斷其是否滿(mǎn)足本測量過(guò)程的特性要求(如:測量誤差和測量不確定度)。
(2)分析了測量結果不確定度(詳見(jiàn)不確定度評定報告),結果Us=5.56℃,k=2,小于測量過(guò)程計量要求，U95=7.6℃,k=2，
綜上所述,本過(guò)程為有效測量過(guò)程。
4結語(yǔ)
　　通過(guò)對加熱爐溫度測量過(guò)程進(jìn)行分析,影響測量精度的各個(gè)因素,可以對影響環(huán)境進(jìn)行改善，做到即可滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的要求,選用合適的熱電偶又能控制成本。