熱電偶檢定爐溫場均勻性測試方法探討

一.熱電偶檢定爐軸向溫場的測試方法
      測試溫場的目的就是找出檢定爐有效工作區(qū)域內(nèi)任意兩點間的最大溫差即溫場均勻度。前提是測量過程中或在測量任意點的溫度時都應(yīng)在設(shè)定的同一個溫度下進行。為此,首先選兩支標準熱電偶,-支作標準偶固定偶)另一支作測量偶移動偶)測量偶在檢定爐軸線上移動測量各，點的熱電動勢求出軸向溫場的分布情況如圖1、圖2所示。根據(jù)檢定爐端口尺寸再選兩個直徑與之對應(yīng)的定位塊如圖3所示。

       測試前將定位塊放在爐端口使其與爐端口貼緊并裝好控溫熱電偶爐兩端最好都使用定位塊。用一干凈長瓷管預(yù)先量好爐膛長度確定爐中心坐標原點0點)然后在測量偶的瓷管上量好爐中心到爐口的長度并從測量端向參考端每隔10mm做一記號標上-4+4坐標暇定這段區(qū)域定為有效工作區(qū))
       將測量偶和標準偶分別插入如圖2所示的孔1和孔2,測量端分別處于爐軸線中點同一截面處并使測量偶處于爐軸線上。兩支熱電偶參考端分別插入冰瓶里暴露在爐外的熱電偶部分用能移動的支架固定好。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)與電測設(shè)備相連將檢定爐溫度設(shè)定為1000℃。
       當爐溫偏離設(shè)定溫度:+5℃內(nèi),變化不大于0.1℃/min時即開始測量。
       分別讀取標準偶和測量偶在爐中心坐標原點0點的熱電動勢值再移動測量偶分別至如圖1所示的-4.-3.-2.-1.0、1.2.3.4各點。每測量一個點時分別讀取測量偶和標準偶的熱電動勢值注意標準偶的位置始終保持不變監(jiān)視爐溫的變化)
       每一個點經(jīng)過4次測量算出測量偶和標準偶各點的熱電動勢平均值。其中標準偶原點”的熱電動勢值作為各點測量偶的參照值。即在測量其他各點的熱電動勢值E.后,如果標準偶的數(shù)值不變同一溫度下)則測量偶在該點熱電動勢對坐標原點熱電動勢E側(cè)。的差值,換算成溫度即是軸線.上測量點G對中心原點0的溫差。當從-4點到+4點測量結(jié)束后，可得到檢定爐軸向溫場分布情況及任意兩點的溫差即是軸向溫場的均勻度。其表達式為:

       這樣根據(jù)檢定爐溫場分布情況求出溫度梯度及溫場任意兩點間溫差等各項指標。
二、熱電偶檢定爐徑向溫場的測試方法
       選兩支標準熱電偶,-支作測量偶另-支作標準偶,分別插入定位塊如圖4的孔1、孔2位置。標準偶固定在爐軸線上(位置固定不變監(jiān)視爐溫的變化)兩支偶測量端分別處于爐軸線0點同-截面上暴露在爐外的熱電偶部分用支架固定好參考端插到冰瓶里通過轉(zhuǎn)換開關(guān)與電測設(shè)備連接。當爐溫度偏離設(shè)定溫度t5℃內(nèi)變化不大于0.1℃/min時開始測量。讀取測量偶和標準偶處于0點的熱電動勢值然后將定位塊旋轉(zhuǎn)90°、180°、270°,最后回到起點。每支偶在各點分別進行4次讀數(shù)求其熱電動勢的平均值。將標準偶在i點與0點的熱電勢差值對測量偶在各點的熱電動勢平均值進行修正,換算成溫度,得到檢定爐徑向溫場分布情況。計算各點之間的最大差值作為徑向溫場溫差。此測量可在有效工作區(qū)的_3.-2、-1.0.+1.+2.+3截面上進行類似于軸向溫場測量。

       最終,由軸向和徑向溫場中找出兩個最大差值這才是檢定爐真實的溫場均勻性指標。
三、標準不確定度的評定
       以熱電偶檢定爐軸向溫場的測試情況為例進行不確定度的分析其不確定度主要來源于:
1.輸入量Ex;和E青。熱電動勢測量的不重復性、電測設(shè)備誤差、轉(zhuǎn)換開關(guān)寄生電勢、熱電偶參考端不為0°C、熱電偶電極不均勻、爐溫波動。
由于測量是在12h之內(nèi)故可認為測量中標準偶的不穩(wěn)定性降至最低,自身變化忽略不計。
2.輸入量`E標i;和E標0引入的不確定度評定方法與三、
1中的情況相同。
       經(jīng)計算測量結(jié)果擴展不確定度為0.26℃取包含因子k=2。
四、結(jié)束語
       通過上述分析可以看出本文提出的檢定爐溫場均勻性測試方法簡單、易行不確定度評定比較合理。在此提出供計量部門和有關(guān)熱電偶檢定爐生產(chǎn)測量工作的人員參考。