熱處理爐用熱電偶測溫系統(tǒng)的現(xiàn)場校溫及誤差分

[摘要]溫度測量控制儀表作為熱處理工藝中的關(guān)鍵測量設(shè)備對熱處理產(chǎn)品品質(zhì)的好壞起著至關(guān)重要的作用。本文主要介紹了熱處理爐現(xiàn)場校溫方法，闡述了現(xiàn)場校溫的誤差分析及處理措施，以及現(xiàn)場校溫的注意事項。
前言.
　　溫度控制儀表是否準確可靠、穩(wěn)定地工作，儀表反映的是否是熱處理爐內(nèi)的真實溫度，必須依靠現(xiàn)場校溫來隨時監(jiān)控和保證。如果熱處理爐用熱電偶感應(yīng)的熱處理爐內(nèi)溫度與實際溫度相差太大，很容易引起熱處理產(chǎn)品的批量品質(zhì)事故的發(fā)生，要把這種品質(zhì)事故消滅在萌芽狀態(tài)，定期對熱處理爐進行現(xiàn)場校溫是非常有效的保證措施。.
1.熱處理爐的現(xiàn)場校溫
1.1熱處理爐現(xiàn)場校溫方法
　　現(xiàn)場校驗儀表一般采用成套校驗的方法，即將一次儀表熱電偶、補償導(dǎo)線和二次儀表組成整套測溫系統(tǒng)后，再用標準測溫熱電偶、補償導(dǎo)線和標準測量儀器組成一套標準，對該測溫系統(tǒng)進行對比測溫校驗，以獲得-一個總的系統(tǒng)誤差。在以后的使用過程中，只要保持系統(tǒng)的成套性和與校驗時相同的外界條件，這一誤差可以保持不變。只要在這成套測溫系統(tǒng)上加上一個統(tǒng)一的修正值，便可得到較準確的測量結(jié)果。
1.2現(xiàn)場實施校溫條件
　　符合以下條件之一者，都應(yīng)進行熱處理爐的現(xiàn)場校溫，以確定成套測溫系統(tǒng)的綜合誤差。
(1)新添置的熱處理爐首次應(yīng)用于生產(chǎn):
(2)經(jīng)過大修或技術(shù)改造的熱處理爐:
(3)熱處理爐生產(chǎn)對象變更或工藝變更，需要改變保溫精度時:
(4)定期或臨時需要進行現(xiàn)場校溫時;
(5)控溫熱電偶位置變更或重新更換時;
(6)控溫二次儀表重新更換時:
(7)停爐后重新升溫時。
1.3現(xiàn)場校溫儀器選取
　　現(xiàn)場校溫時需提供以下儀器或設(shè)備:測溫熱電偶及其連接的補償導(dǎo)線，精度不低于0.05級的直流電位差計或能滿足要求的其它標準檢測設(shè)備。當標準檢測設(shè)備沒有環(huán)境溫度自動補償功能時，還需提供最小分度為0.1℃，量程為0℃至50℃的工作用水銀溫度計。
1.4現(xiàn)場校溫步驟
(1)校正好檢測儀器，有預(yù)熱要求的需按技術(shù)要求進行預(yù)熱。
(2)將測溫熱電偶插入預(yù)留的測溫孔，其工作端應(yīng)與控溫熱電偶的工作端接近，并盡量處于相同的工作溫度，以免因爐溫不均勻而造成附加誤差。測量應(yīng)在爐子保溫30分鐘后進行。
(3)用補償導(dǎo)線將測溫電偶與標準檢測儀器連接起來，注意正負極的接人，以免因補償導(dǎo)線安裝不當超成更大的附加誤差。
(4)當?shù)竭_檢測溫度并保溫規(guī)定時間后，讀取檢測點的數(shù)值，至少應(yīng)讀取最高、最低點各3個循環(huán)6次讀數(shù)，取各次讀數(shù)的平均值。
(5)將讀取的數(shù)據(jù)按以下公式修正后得到實際溫度，計算出檢測點的誤差或修正值。
1.5系統(tǒng)綜合誤差或修正值使用
　　根據(jù)1.4的步驟檢測完整個過程后，得到整個控溫系統(tǒng)的綜合誤差。修正值為誤差的相反數(shù)，此時在控溫參數(shù)上加上一個系統(tǒng)誤差的數(shù)值即可。
　　例如:原來控溫參數(shù)為920℃，現(xiàn)測得實際溫度為940℃，則系統(tǒng)誤差為-20℃，即實際溫度高了20℃,要達到控溫920C的目的，則控溫參數(shù)應(yīng)減去20C，為900℃，公式為:現(xiàn)控溫參數(shù)=原控溫參數(shù)+系統(tǒng)誤差:或者通過智能二次儀表的示值誤差修正功能加上20℃，也同樣達到修正控溫參數(shù)的目的。
　　在整個，系統(tǒng)中運用系統(tǒng)誤差來修正控溫參數(shù)和二次儀表的示值誤差時一定要注意是加上還是減去系統(tǒng)誤差，往往在實際運用中搞反，這樣不但起不到消除系統(tǒng)誤差的目的，反而加大了系統(tǒng)的綜合誤差。
2.現(xiàn)場校溫的誤差分析及處理措施
　　在熱處理爐現(xiàn)場校溫的過程中，影響爐溫測量精度的主要因索是檢測儀器的基本誤差和附加誤差兩部分。由于檢測儀器是用不低于0.05級的標準儀器來測量的，因此相對于被校系統(tǒng)0.5級、1.0級的測量溫控儀表來說，滿足1/3至1/10的測量原則，所以其產(chǎn)生的基本誤差相對被校系統(tǒng)可以忽略不計。只是在使用過程中要注意符合標準儀器的外部使用條件，不符合外部條件的應(yīng)進行修正。測量系統(tǒng)的附加誤差是指對爐溫進行測量時，由于周圍環(huán)境的影響，測量方法不正確，儀表安裝不當和操作人員的觀察不準等原因引起的誤差。這種誤差對測量結(jié)果的影響是很難估計的，只有通過正確的使用和細心的操作來加以減小和消除。附加誤差主要有以下幾方面。.
(1)環(huán)境條件引人的誤差
環(huán)境條件引入的誤差有:
　　檢測儀器周圍有較強的電磁場，環(huán)境溫度變化超出了檢測儀器的使用要求，被測介質(zhì)對感溫元件熱電偶的腐蝕作用使其熱電特性發(fā)生變化而引起的誤差等。
處理措施:
　　在使用時盡量在沒有強電磁場的地方進行校溫;用補償導(dǎo)線把參考端溫度延伸到溫度恒定的地方進行測溫:對有腐蝕性介質(zhì)的應(yīng)用耐熱耐腐蝕的保護管對熱電偶進行保護。
(2)安裝不當引入的誤差
安裝不當引入的誤差有:
　　當熱電偶安裝位置不當或插入深度不夠，熱電偶的保護管與爐壁間的間隙未填充絕緣物質(zhì)，使爐內(nèi)的溫度不恒定，熱電偶參考端太靠近爐體，使參考端的溫度超過100℃等。
處理措施:
　　熱電偶插入爐子的深度至少應(yīng)為保護管外徑的8至10倍;用石棉繩等絕緣物質(zhì)堵塞熱電偶保護管和爐壁間的空隙;用較長的熱電偶使參考端的溫度不超過100℃，并盡可能使參考端溫度保持穩(wěn)定不變。熱電偶安裝時應(yīng)盡量垂直安裝，并與被校熱電偶接近，若水平安裝時應(yīng)隔一段時間把熱電偶轉(zhuǎn)動90度，防止熱電偶在高溫工作環(huán)境下變形彎曲。
(3)熱電偶熱惰性引入的誤差
　　工業(yè)用II級熱電偶的時間常數(shù)為30~-90s,雙層以上瓷保護管的熱電偶時間常數(shù)可達到180s，所以由于熱電偶的熱惰性，使檢測儀器的示值落后于被測溫度的變化而引起測量誤差。
處理措施:由于直徑為ψ5的絕緣型鎧裝熱電偶，其時間常數(shù)為5s，所以推薦用鎧裝熱電偶進行現(xiàn)場校溫，會大大減小熱惰性引入的誤差，并且由于其外管的氣密保護和化學(xué)性能穩(wěn)定的絕緣材料的牢固覆蓋，使用壽命較--般的熱電偶長。
(4)操作人員的觀察不當引入的粗大誤差當用0.05級的直流電位差計進行檢測時，操作者應(yīng)垂直讀取檢流計和水銀溫度計的示值，防止視值產(chǎn)生的誤差。還有最好在讀取每一個讀數(shù)時，記下相應(yīng)的環(huán)境溫度，防止環(huán)境溫度不恒定引起的誤差。
3.現(xiàn)場校溫的注意事項
(1)現(xiàn)場使用熱電偶測溫時應(yīng)注意補償導(dǎo)線與熱電偶分度號--致，正負極的正確接人，熱電偶參:考端的完全補償。
(2)在現(xiàn)場校溫前先檢查被檢儀表及熱電偶是否處于正常的工作狀態(tài)，二次儀表應(yīng)經(jīng)檢定合格。當校溫發(fā)現(xiàn)誤差較大時，應(yīng)查找原因，是一次儀表的原因應(yīng)重新更換。如果是二次儀表的原因應(yīng)修理檢定合格后重新投入使用。此時應(yīng)重新對整個被檢系統(tǒng)進行校溫。
(3)由于目前沒有成套現(xiàn)場校溫的檢定規(guī).程或校準規(guī)范，因此為使校溫工作合理合法地進行，企業(yè)應(yīng)編制相應(yīng)的規(guī)范，從而使校溫工作有法可依，有章可循。
4.結(jié)束語
　　重視熱處理爐現(xiàn)場校溫、正確掌握其操作方法是相當必要的，熱處理爐的現(xiàn)場校溫對熱處理產(chǎn)品的品質(zhì)起著保駕護航的作用，能夠避免質(zhì)量事故的發(fā)生。