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熱處理加熱爐的溫度檢測與控制
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,熱處理加熱爐的運(yùn)用越來越廣泛, 對溫度的測量和控制水平都不斷提高。關(guān)于熱處理加熱爐的金屬加熱質(zhì)量, 因?yàn)榧訜徇^程處于高溫等惡劣環(huán)境, 目前在加熱過程中還沒有用檢測設(shè)備來直接測量的客觀方法。國內(nèi)外通用的判斷方法是通過檢測爐膛溫度和出爐溫度來反映加熱質(zhì)量的。溫度的檢測和控制都直接影響生產(chǎn)安全和產(chǎn)品質(zhì)量。
1 、溫度測量系統(tǒng)介紹
加熱爐溫度檢測系統(tǒng)主要由P LC(可編程控制器) 和傳感器構(gòu)成。溫度檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的過程主要是傳感器將溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào), 電信號(hào)通過P L C輸入模塊進(jìn)入P L C ,P LC的中央處理器(CP U )通過A/ D轉(zhuǎn)換將送進(jìn)來的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為P L C 可識(shí)別的數(shù)值,然后PLC通過系統(tǒng)設(shè)定溫度(S P)和實(shí)際溫度( P V )的差別通過P I D運(yùn)算進(jìn)行自動(dòng)控制, 溫度檢測的數(shù)據(jù)可以通過歷史曲線記錄下來作為加熱爐產(chǎn)品合格的依據(jù)。
2 、檢測設(shè)備的選用
我們用于鋼管加熱的熱處理爐一般采用熱電偶檢測加熱爐爐膛溫度, 實(shí)時(shí)監(jiān)測加熱爐的加熱效果, 按金屬加熱需要的溫度升溫曲線對加熱爐進(jìn)行控制; 加熱爐外采用紅外線溫度測溫儀測量被測物的溫度, 及時(shí)反映金屬在加熱爐內(nèi)的加熱程度和及時(shí)反映加熱過程中的異常情況。熱電偶產(chǎn)生的電勢差信號(hào)和紅外測溫儀產(chǎn)生的模擬量信號(hào)可以被P L C采集,這些信號(hào)通過P LC的運(yùn)算處理后作為控制信號(hào)對加熱爐溫度進(jìn)行控制、記錄并保存。
（1） 爐內(nèi)測量主要選用測溫設(shè)備
目前國內(nèi)外在線爐內(nèi)測溫使用的傳感器普遍采用熱電偶測溫方式。電偶測溫原理:兩種不同成份的導(dǎo)體兩端接合成回路,當(dāng)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí), 在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),而這種電動(dòng)勢稱為熱電勢。熱處理過程中加熱爐采用的熱電偶主要有K分度和S分度熱電偶。K偶,材質(zhì)鎳鉻——鎳硅,長時(shí)間測溫范圍0～9 00℃,一般金屬材料價(jià)格低;S偶,材質(zhì)鉑銠1 0——鉑,長時(shí)間測溫范圍0～1 3 0 0℃,貴重金屬材料價(jià)格高?；跓犭娕紲y溫范圍、精度等級(jí)、性價(jià)比綜合考慮, 建議熱處理過程中的淬火爐采用Ⅱ級(jí)S偶,測量誤差為2.25～2.75℃;回火爐爐溫采用Ⅰ級(jí)K偶,測量誤差為2 . 4 ～ 3 . 2 ℃。
（2 ）爐外測量主要選用測溫設(shè)備
紅外測溫原理: 溫度在絕對零度以上的物體都會(huì)輻射出紅外線, 通過紅外探測器將物體輻射的功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),進(jìn)而轉(zhuǎn)換為溫度信號(hào), 實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物體遠(yuǎn)距離測溫。如圖1所示,在同一波長范圍內(nèi)溫度越高物體所輻射出的能量也就越大,紅外測溫設(shè)備正是利用這一遠(yuǎn)離檢測出輻射能量的大小再通過計(jì)算得出物體的實(shí)際溫度。
影響測量準(zhǔn)確的因素較多, 主要有測量設(shè)備的測量精度等級(jí)、測量距離、波長等。其中溫度不同的物體其輻射能量在不同波長范圍內(nèi)的分布情況也不相同, 溫度越高輻射能量高的區(qū)域就越偏向波長較短處, 因此測量溫度較低的物體應(yīng)選用波長較長的測溫設(shè)備, 而測量高溫物體應(yīng)選用波長較短的設(shè)備。
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