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盐浴炉温度控制系统的使用和设计

日期:2019-07-18 19:57
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摘要:盐浴炉salt-bath furnace指用熔融盐液作为加热介质、将工件浸入盐液内加热的工业炉。本系统采用晶闸管调功实现盐浴炉的温度控制,即通过控制晶闸管导通与关断的周波数比率,从而达到调功的目的。
盐浴炉温度控制系统的使用和设计

盐浴炉salt-bath furnace指用熔融盐液作为加热介质、将工件浸入盐液内加热的工业炉。
本系统采用晶闸管调功实现盐浴炉的温度控制,即通过控制晶闸管导通与关断的周波数比率,从而达到调功的目的。
盐浴炉salt-bath furnace指用熔融盐液作为加热介质、将工件浸入盐液内加热的工业炉。盐浴炉温度控制系统用S型热电偶检测温度信号,有冷端补偿,温度信号通过放大、采样保持、模数转换再送单片机保存,采用分段查表法获取各点温度。选用可控硅过零触发自动控制盐浴炉温度,控制周期为2s?砂丛ど栉露惹呓屑尤,并可实时显示加温曲线。
1)系统总体方案
 本系统采用晶闸管调功实现盐浴炉的温度控制,即通过控制晶闸管导通与关断的周波数比率,从而达到调功的目的。晶闸管的触发由单片机控制,通过单片机编程可方便地实现按预定温度曲线进行加热。
盐浴炉炉温由热电偶感应,通过信号放大、采样保持、A/D转换,再由单片机进行数据处理及线性化校正,以实现盐浴炉实际温度的检测和显示。其系统总体框图如下:

2)温度检测电路
    盐浴炉常用温度在800~1500℃之间,热电偶是测温的一次仪表,对它的选择将直接影响检测精度。目前测温常选用K型镍铬-镍硅热电偶,它具有较好的温度-热电势线性度,便于后续数据处理,但它不宜长期在1300℃左右的高温下使用。因此,这里选用S型铂铑-铂热电偶,其测温范围为0~1600℃,它与K型相比,有较高的精度,但它的线性度较差。
为此,采取每10℃分一段,800~1500℃之间共分70段,在每一段中取各段中点的热电势率K作为各段诸点热电热率的平均值。该近似修正方法误差小,不超过放大电路和A/D转换等环节所产生的误差。热电偶温度检测与放大电路如下图。

其中Vi为热电偶感应的热电势输入,经自稳零高精度运放ICL7650放大后,
V01=(R4+R5)*Vi/R4
 再由第二级运放μA741放大后
V02=(R8+R7)·(R4+R5)·Vi/R4R5
    后,为实现阻抗变换匹配需射极跟随器,也由μA741实现。A/D转换选用ADC0809,数字量送单片机,进行数值处理后得实际炉温,送LED显示。
3)过零检测及晶闸管触发电路
    本系统采用双向晶闸管,即可控硅作为输出功率控制部件,通过可控硅调压来实现交流调功。触发有两种方法,即移相触发和过零触发。移相触发是通过改变电压调节导通角来实现调压,但改变电压波形。过零触发不改变电压的波形而只改变电压全波通过的次数。过零检测及晶闸管触发电路见下图。


案例图片及盐浴炉专用热电偶

 

 

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