熱處理爐用熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)校溫及誤差分

[摘要]溫度測(cè)量控制儀表作為熱處理工藝中的關(guān)鍵測(cè)量設(shè)備對(duì)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(chǎng)校溫方法，闡述了現(xiàn)場(chǎng)校溫的誤差分析及處理措施，以及現(xiàn)場(chǎng)校溫的注意事項(xiàng)。
前言.
　　溫度控制儀表是否準(zhǔn)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(shí)溫度，必須依靠現(xiàn)場(chǎng)校溫來(lái)隨時(shí)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(shí)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(duì)熱處理爐進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校溫是非常有效的保證措施。.
1.熱處理爐的現(xiàn)場(chǎng)校溫
1.1熱處理爐現(xiàn)場(chǎng)校溫方法
　　現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀表一般采用成套校驗(yàn)的方法，即將一次儀表熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線和二次儀表組成整套測(cè)溫系統(tǒng)后，再用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫?zé)犭娕?/strong>、補(bǔ)償導(dǎo)線和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器組成一套標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比測(cè)溫校驗(yàn)，以獲得-一個(gè)總的系統(tǒng)誤差。在以后的使用過(guò)程中，只要保持系統(tǒng)的成套性和與校驗(yàn)時(shí)相同的外界條件，這一誤差可以保持不變。只要在這成套測(cè)溫系統(tǒng)上加上一個(gè)統(tǒng)一的修正值，便可得到較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。
1.2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施校溫條件
　　符合以下條件之一者，都應(yīng)進(jìn)行熱處理爐的現(xiàn)場(chǎng)校溫，以確定成套測(cè)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(guò)大修或技術(shù)改造的熱處理爐:
(3)熱處理爐生產(chǎn)對(duì)象變更或工藝變更，需要改變保溫精度時(shí):
(4)定期或臨時(shí)需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校溫時(shí);
(5)控溫?zé)犭娕嘉恢米兏蛑匦赂鼡Q時(shí);
(6)控溫二次儀表重新更換時(shí):
(7)停爐后重新升溫時(shí)。
1.3現(xiàn)場(chǎng)校溫儀器選取
　　現(xiàn)場(chǎng)校溫時(shí)需提供以下儀器或設(shè)備:測(cè)溫?zé)犭娕技捌溥B接的補(bǔ)償導(dǎo)線，精度不低于0.05級(jí)的直流電位差計(jì)或能滿足要求的其它標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)設(shè)備。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)設(shè)備沒(méi)有環(huán)境溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能時(shí)，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(jì)。
1.4現(xiàn)場(chǎng)校溫步驟
(1)校正好檢測(cè)儀器，有預(yù)熱要求的需按技術(shù)要求進(jìn)行預(yù)熱。
(2)將測(cè)溫?zé)犭娕疾迦腩A(yù)留的測(cè)溫孔，其工作端應(yīng)與控溫?zé)犭娕嫉墓ぷ鞫私咏⒈M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(cè)量應(yīng)在爐子保溫30分鐘后進(jìn)行。
(3)用補(bǔ)償導(dǎo)線將測(cè)溫電偶與標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)儀器連接起來(lái)，注意正負(fù)極的接人，以免因補(bǔ)償導(dǎo)線安裝不當(dāng)超成更大的附加誤差。
(4)當(dāng)?shù)竭_(dá)檢測(cè)溫度并保溫規(guī)定時(shí)間后，讀取檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)值，至少應(yīng)讀取最高、最低點(diǎn)各3個(gè)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(shí)際溫度，計(jì)算出檢測(cè)點(diǎn)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(cè)完整個(gè)過(guò)程后，得到整個(gè)控溫系統(tǒng)的綜合誤差。修正值為誤差的相反數(shù)，此時(shí)在控溫參數(shù)上加上一個(gè)系統(tǒng)誤差的數(shù)值即可。
　　例如:原來(lái)控溫參數(shù)為920℃，現(xiàn)測(cè)得實(shí)際溫度為940℃，則系統(tǒng)誤差為-20℃，即實(shí)際溫度高了20℃,要達(dá)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(guò)智能二次儀表的示值誤差修正功能加上20℃，也同樣達(dá)到修正控溫參數(shù)的目的。
　　在整個(gè)，系統(tǒng)中運(yùn)用系統(tǒng)誤差來(lái)修正控溫參數(shù)和二次儀表的示值誤差時(shí)一定要注意是加上還是減去系統(tǒng)誤差，往往在實(shí)際運(yùn)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(chǎng)校溫的誤差分析及處理措施
　　在熱處理爐現(xiàn)場(chǎng)校溫的過(guò)程中，影響爐溫測(cè)量精度的主要因索是檢測(cè)儀器的基本誤差和附加誤差兩部分。由于檢測(cè)儀器是用不低于0.05級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)儀器來(lái)測(cè)量的，因此相對(duì)于被校系統(tǒng)0.5級(jí)、1.0級(jí)的測(cè)量溫控儀表來(lái)說(shuō)，滿足1/3至1/10的測(cè)量原則，所以其產(chǎn)生的基本誤差相對(duì)被校系統(tǒng)可以忽略不計(jì)。只是在使用過(guò)程中要注意符合標(biāo)準(zhǔn)儀器的外部使用條件，不符合外部條件的應(yīng)進(jìn)行修正。測(cè)量系統(tǒng)的附加誤差是指對(duì)爐溫進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于周?chē)h(huán)境的影響，測(cè)量方法不正確，儀表安裝不當(dāng)和操作人員的觀察不準(zhǔn)等原因引起的誤差。這種誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響是很難估計(jì)的，只有通過(guò)正確的使用和細(xì)心的操作來(lái)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(cè)儀器周?chē)休^強(qiáng)的電磁場(chǎng)，環(huán)境溫度變化超出了檢測(cè)儀器的使用要求，被測(cè)介質(zhì)對(duì)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(shí)盡量在沒(méi)有強(qiáng)電磁場(chǎng)的地方進(jìn)行校溫;用補(bǔ)償導(dǎo)線把參考端溫度延伸到溫度恒定的地方進(jìn)行測(cè)溫:對(duì)有腐蝕性介質(zhì)的應(yīng)用耐熱耐腐蝕的保護(hù)管對(duì)熱電偶進(jìn)行保護(hù)。
(2)安裝不當(dāng)引入的誤差
安裝不當(dāng)引入的誤差有:
　　當(dāng)熱電偶安裝位置不當(dāng)或插入深度不夠，熱電偶的保護(hù)管與爐壁間的間隙未填充絕緣物質(zhì)，使?fàn)t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(guò)100℃等。
處理措施:
　　熱電偶插入爐子的深度至少應(yīng)為保護(hù)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(hù)管和爐壁間的空隙;用較長(zhǎng)的熱電偶使參考端的溫度不超過(guò)100℃，并盡可能使參考端溫度保持穩(wěn)定不變。熱電偶安裝時(shí)應(yīng)盡量垂直安裝，并與被校熱電偶接近，若水平安裝時(shí)應(yīng)隔一段時(shí)間把熱電偶轉(zhuǎn)動(dòng)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(jí)熱電偶的時(shí)間常數(shù)為30~-90s,雙層以上瓷保護(hù)管的熱電偶時(shí)間常數(shù)可達(dá)到180s，所以由于熱電偶的熱惰性，使檢測(cè)儀器的示值落后于被測(cè)溫度的變化而引起測(cè)量誤差。
處理措施:由于直徑為ψ5的絕緣型鎧裝熱電偶，其時(shí)間常數(shù)為5s，所以推薦用鎧裝熱電偶進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校溫，會(huì)大大減小熱惰性引入的誤差，并且由于其外管的氣密保護(hù)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(zhǎng)。
(4)操作人員的觀察不當(dāng)引入的粗大誤差當(dāng)用0.05級(jí)的直流電位差計(jì)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，操作者應(yīng)垂直讀取檢流計(jì)和水銀溫度計(jì)的示值，防止視值產(chǎn)生的誤差。還有最好在讀取每一個(gè)讀數(shù)時(shí)，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(chǎng)校溫的注意事項(xiàng)
(1)現(xiàn)場(chǎng)使用熱電偶測(cè)溫時(shí)應(yīng)注意補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶分度號(hào)--致，正負(fù)極的正確接人，熱電偶參:考端的完全補(bǔ)償。
(2)在現(xiàn)場(chǎng)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(dāng)校溫發(fā)現(xiàn)誤差較大時(shí)，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(shí)應(yīng)重新對(duì)整個(gè)被檢系統(tǒng)進(jìn)行校溫。
(3)由于目前沒(méi)有成套現(xiàn)場(chǎng)校溫的檢定規(guī).程或校準(zhǔn)規(guī)范，因此為使校溫工作合理合法地進(jìn)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(yǔ)
　　重視熱處理爐現(xiàn)場(chǎng)校溫、正確掌握其操作方法是相當(dāng)必要的，熱處理爐的現(xiàn)場(chǎng)校溫對(duì)熱處理產(chǎn)品的品質(zhì)起著保駕護(hù)航的作用，能夠避免質(zhì)量事故的發(fā)生。