熱電偶實現(xiàn)正確校驗電阻爐設計

摘要：隨著科技的不斷進步,熱電偶在各個行業(yè)得到廣泛應用,基于熱電偶實現(xiàn)正確校驗電阻爐的設計也更加科學。對熱電偶實現(xiàn)準確校驗電阻爐進行研究,以期有效推廣熱電偶校準的技術方法,更好地體現(xiàn)其應用優(yōu)勢,為相關行業(yè)發(fā)展提供切實可行的建議。
1前言
　　電阻爐初次使用或使用時間較長之后，容易出現(xiàn)溫度誤差，這種情況下，需要對電阻爐進行溫度校準,而傳統(tǒng)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不夠，因此其測試的正確率不夠精確;部分雖然能夠對多點進行檢測，但是測溫架的大小無法調節(jié)，因此測溫元件對各點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，是該領域技術人員亟需解決的問題?；诖?針對熱電偶實現(xiàn)準確校驗電阻爐設計進行研究。
　　熱電偶是常見的測溫元件。在工業(yè)生產過程中,溫度是需要測量和控制的重要參數(shù)之一。在溫度測量方面,熱電偶在工業(yè)生產中的應用極為廣泛，具有結構簡單、測量范圍廣、精度高、慣性小和輸出信號便于遠程傳輸?shù)戎T多優(yōu)點。熱電偶外形多樣,其需求也呈現(xiàn)多樣化，但大部分的機構是類似的。
　　熱電偶的配套設備有電子調節(jié)器和記錄儀器等,組成的構件有熱點極、絕緣套保護管和接線盒等。熱電偶獲得溫度信息后,會利用二次儀表進行轉化,得到被測介質的實際溫度。可以說,熱電偶的性能較為穩(wěn)定，有著廣泛的使用范圍，且在--40℃~1600℃的條件下均可實現(xiàn)連續(xù)測溫,裝置便捷,使用壽命周期長叫。熱電偶測溫系統(tǒng)主要由4個部分組成:數(shù)據采集模塊、轉換模塊、單片機控制及其外圍、液晶顯示模塊,詳見圖1。此外，由于熱電偶是一種無源傳感器，測量時不需外加電源,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基于熱電偶實現(xiàn)電阻爐精確校驗
2.1熱電偶校驗原理
　　熱電偶經過一段時間的使用，會出現(xiàn)測量誤差。其原因是測量段在長時間的高溫作業(yè)下,會出現(xiàn)氧化腐蝕,熱點性能會隨之發(fā)生改變,基于這一問題,為保證熱電偶的正確率,需要對其進行校驗。
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個角和中心部位進行多點檢測,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單,見圖2。
 
　　電阻爐安裝時，把熱點偶插進電阻爐的內部,中間的縫隙一定要用石棉繩填滿,根據具體的電阻爐型號和控制器型號,連接線圖、電源線、電爐線和熱電偶線,注意不要把正負極接反,在電源引入處另接上電源開關以便控制電源。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.
　　溫度測量和參數(shù)輸入等是電阻爐控制系統(tǒng)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(tǒng)硬件包括單片機、溫度檢測與處理電路、鍵盤與顯示接口電路、聲光報警電路以及計時電路等，詳見圖3。
 
　　通常電阻爐是間接加熱,有專門的電阻體,又稱為電熱體,來實現(xiàn)電熱的轉化,進而輸人熱能。電阻爐的爐殼是由鋼板制作而成,在加熱物料的過程中,電熱功率會集中心，在很短的時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基于熱電偶實現(xiàn)電阻爐精確校驗設計
　　使用熱電偶對其進行校驗，具有直觀的測量性能,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。可以將其直接放置于電阻爐內部,通過頂部測溫架、中部測溫架和底部測溫架分別對電阻爐爐膛內部的8個角和中心部位進行溫度采集。結合多點溫度檢測,能夠對電阻爐的溫度進行正確校準;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行溫度檢測，還能夠通過伸縮以適應不同空間大小的電阻爐，詳見圖4。
 
　　對熱電偶進行檢定的過程中，必須嚴格按照國際溫標ITS-90的規(guī)定,各類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(xiàn)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間內滿足被檢溫度點，讓溫度點保持穩(wěn)定。
　　結合熱電偶中間溫度定律，為提高系統(tǒng)的測量精度和穩(wěn)定性,需要簡化電路設計，通過計算機軟件來實現(xiàn)濾波、非線性和冷端補償?shù)裙δ?進行冷端補償和非線性矯正。具體電路設計見圖5,
 
2.4注意事項
　　通常情況下,電阻爐在使用一段時間后,加熱體會出現(xiàn)下墜、膨脹或變軟等問題,為能夠在高溫.條件下,保證爐絲的輕度,避免出現(xiàn)上述問題,需要.對爐絲的機構尺寸進行優(yōu)化設計，比較常見的有螺旋形電阻絲。在加熱體的安裝過程中，要與爐襯靠緊,同時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(jié)點的熱容量是有限的,因此會出現(xiàn)校驗誤差,一般情況下,通過介質吸收到一定的熱量,熱節(jié)點出現(xiàn)溫度變化，在調整的過程中，被檢測介質的溫度會有波動,帶有一定的滯后性，所以測出.的問題與實際溫度有偏差,這種誤差是動態(tài)的。在高溫的條件下，也會產生讓線路一定的熱量消耗，需要進行補償處理。
　　電阻爐溫度的檢測和控制直接與能耗生產效率、產品質量、安全生產等重大技術指標相關聯(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