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成功案例

鹽浴爐溫度控制系統(tǒng)的使用和設(shè)計(jì)

鹽浴爐溫度控制系統(tǒng)的使用和設(shè)計(jì)

鹽浴爐salt-bath furnace指用熔融鹽液作為加熱介質(zhì)、將工件浸入鹽液內(nèi)加熱的工業(yè)爐。
本系統(tǒng)采用晶閘管調(diào)功實(shí)現(xiàn)鹽浴爐的溫度控制，即通過(guò)控制晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷的周波數(shù)比率，從而達(dá)到調(diào)功的目的。

鹽浴爐salt-bath furnace指用熔融鹽液作為加熱介質(zhì)、將工件浸入鹽液內(nèi)加熱的工業(yè)爐。鹽浴爐溫度控制系統(tǒng)用S型熱電偶檢測(cè)溫度信號(hào)，有冷端補(bǔ)償，溫度信號(hào)通過(guò)放大、采樣保持、模數(shù)轉(zhuǎn)換再送單片機(jī)保存，采用分段查表法獲取各點(diǎn)溫度。選用可控硅過(guò)零觸發(fā)自動(dòng)控制鹽浴爐溫度，控制周期為2s。可按預(yù)設(shè)溫度曲線進(jìn)行加熱，并可實(shí)時(shí)顯示加溫曲線。
1）系統(tǒng)總體方案
 本系統(tǒng)采用晶閘管調(diào)功實(shí)現(xiàn)鹽浴爐的溫度控制，即通過(guò)控制晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷的周波數(shù)比率，從而達(dá)到調(diào)功的目的。晶閘管的觸發(fā)由單片機(jī)控制，通過(guò)單片機(jī)編程可方便地實(shí)現(xiàn)按預(yù)定溫度曲線進(jìn)行加熱。
鹽浴爐爐溫由熱電偶感應(yīng)，通過(guò)信號(hào)放大、采樣保持、A/D轉(zhuǎn)換，再由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及線性化校正，以實(shí)現(xiàn)鹽浴爐實(shí)際溫度的檢測(cè)和顯示。其系統(tǒng)總體框圖如下：

2）溫度檢測(cè)電路
    鹽浴爐常用溫度在800～1500℃之間，熱電偶是測(cè)溫的一次儀表，對(duì)它的選擇將直接影響檢測(cè)精度。目前測(cè)溫常選用K型鎳鉻-鎳硅熱電偶，它具有較好的溫度-熱電勢(shì)線性度，便于后續(xù)數(shù)據(jù)處理，但它不宜長(zhǎng)期在1300℃左右的高溫下使用。因此，這里選用S型鉑銠-鉑熱電偶，其測(cè)溫范圍為0～1600℃，它與K型相比，有較高的精度，但它的線性度較差。
為此，采取每10℃分一段，800～1500℃之間共分70段，在每一段中取各段中點(diǎn)的熱電勢(shì)率K作為各段諸點(diǎn)熱電熱率的平均值。該近似修正方法誤差小，不超過(guò)放大電路和A/D轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的誤差。熱電偶溫度檢測(cè)與放大電路如下圖。

其中Vi為熱電偶感應(yīng)的熱電勢(shì)輸入，經(jīng)自穩(wěn)零高精度運(yùn)放ICL7650放大后，
V01=(R4+R5)*Vi/R4
 再由**級(jí)運(yùn)放μA741放大后
V02=(R8+R7)·(R4+R5)·Vi/R4R5
    后，為實(shí)現(xiàn)阻抗變換匹配需射極跟隨器，也由μA741實(shí)現(xiàn)。A/D轉(zhuǎn)換選用ADC0809，數(shù)字量送單片機(jī)，進(jìn)行數(shù)值處理后得實(shí)際爐溫，送LED顯示。
3）過(guò)零檢測(cè)及晶閘管觸發(fā)電路
    本系統(tǒng)采用雙向晶閘管，即可控硅作為輸出功率控制部件，通過(guò)可控硅調(diào)壓來(lái)實(shí)現(xiàn)交流調(diào)功。觸發(fā)有兩種方法，即移相觸發(fā)和過(guò)零觸發(fā)。移相觸發(fā)是通過(guò)改變電壓調(diào)節(jié)導(dǎo)通角來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓，但改變電壓波形。過(guò)零觸發(fā)不改變電壓的波形而只改變電壓全波通過(guò)的次數(shù)。過(guò)零檢測(cè)及晶閘管觸發(fā)電路見(jiàn)下圖。


案例圖片及鹽浴爐專用熱電偶

 

 

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