Ｉ 一科 发展…………一一…．…………． 热处理炉用热电偶测温系统的现场校温及误差分析 烟台宝钢钢管有限责任公司 马洪旭 【摘要】温度测量控制仪表作为热处理工艺中的关键测量设备对热处理产品品质的好坏起着至关重要的作用。本文主要介绍了热处理炉现场校温方法，阐述了现场校温的 误差分析及处理措施，以及现场校温的注意事项。 【关键词】热处理炉；现场校温；热电偶；误差 前言 温度控制仪表是否准确可靠、稳定地工 作，仪表反映的是否是热处理炉内的真实温 度，必须依靠现场校温来随时监控和保证。如 果热电偶感应的热处理炉内温度与实际温度相 差太大，很容易引起热处理产品的批量品质事 故的发生，要把这种品质事故消灭在萌芽状 态，定期对热处理炉进行现场校温是非常有效 的保证措施。 １．热处理炉的现场校温 １．１热处理炉现场校温方法 现场校验仪表一般采用成套校验的方法， 即将一次仪表热电偶、补偿导线和二次仪表组 成整套测温系统后，再用标准测温热电偶、补 偿导线和标准测量仪器组成一套标准，对该测 温系统进行对比测温校验，以获得一个总的系 统误差。在以后的使用过程中，只要保持系统 的成套性和与校验时相同的外界条件，这一误 差可以保持不变。只要在这成套测温系统上加 上一个统一的修正值，便可得到较准确的测量 结果。 Ｌ ２现场实施校温条件 符合以下条件之一者，都应进行热处理 炉的现场校温，以确定成套测温系统的综合误 差。 实际温度，计算出检测点的误差或修正值。 １．５系统综合误差或修正值的正确使用 根据１．４的步骤检测完整个过程后，得到 整个控温系统的综合误差。修正值为误差的相 反数，此时在控温参数上加上一个系统误差的 数值即可。 例如：原来控温参数为９２Ｏ℃，现测得实 际温度为９４０℃，则系统误差为一２０℃，即实际 温度高了２Ｏ℃，要达到控温９２０℃的目的，则 控温参数应减去２０＂Ｃ，为９００℃，公式为：现 控温参数＝原控温参数＋系统误差；或者通过智 ｆｇ￣－－次仪表的示值误差修正功能加上２Ｏ℃，也 同样达到修正控温参数的目的。 在整个系统中运用系统误差来修正控温参 数和二次仪表的示值误差时一定要注意是加上 参考端的温度不超过１００℃，并尽可能使参考 端温度保持稳定不变。热电偶安装时应尽量垂 直安装，并与被校热电偶接近，若水平安装时 应隔一段时间把热电偶转动９０度，防止热电偶 在高温工作环境下变形弯曲。 （３）热电偶热惰性引入的误差 工业用Ⅱ级热电偶的时间常数为３０￣９０ｓ， 双层以上瓷保护管的热电偶时间常数可达到 １８０ｓ，所以由于热电偶的热惰性，使检测仪器 的示值落后于被测温度的变化而引起测量误 差。 还是减去系统误差，往往在实际运用中搞反， 这样不但起不到消除系统误差的目的，反而加 大了系统的综合误差。 ２．现场校温的误差分析及处理措施 在热处理炉现场校温的过程中，影响炉温 测量准确度的主要因素是检测仪器的基本误差 和附加误差两部分。由于检测仪器是用不低于 ０．０５级的标准仪器来测量的，因此相对于被校 （１）新添置的热处理炉首次应用于生产； （２）经过大修或技术改造的热处理炉； （３）热处理炉生产对象变更或工艺变更， 需要改变保温精度时； （４）定期或Ｉｆ缶时需要进行现场校温时； （５）控温热电偶位置变更或重新更换时； （６）控温二次仪表重新更换时； （７）停炉后重新升温时。 １．３现场校温仪器选取 现场校温时需提供以下仪器或设备：测温 热电偶及其连接的补偿导线，精度不低于０．０５ 级的直流电位差计或能满足要求的其它标准检 测设备。当标准检测设备没有环境温度自动补 偿功能时，还需提供最小分度为０．１℃，量程 为０＂Ｃ至５Ｏ℃的工作用水银温度计。 １．４现场校温步骤 （１）校正好检测仪器，有预热要求的需按 技术要求进行预热。 （２）将测温热电偶插入预留的测温孔，其 工作端应与控温热电偶的工作端接近，并尽量 处于相同的工作温度，以免因炉温不均匀而 造成附加误差。测量应在炉子保温３Ｏ分钟后进 系统０．５级、ｉ．０级的测量温控仪表来说，满足 １／３至１／１０的测量原则，所以其产生的基本误 差相对被校系统可以忽略不计。只是在使用过 程中要注意符合标准仪器的外部使用条件，不 符合外部条件的应进行修正。测量系统的附加 误差是指对炉温进行测量时，由于周围环境的 影响，测量方法不正确，舣表安装不当和操作 人员的观察不准等原因引起的误差。这种误差 对测量结果的影响是很难估计的，只有通过正 确的使用和细心的操作来加以减小和消除。附 加误差主要有以下几方面 （１）环境条件引人的误差 环境条件引入的误差有： 检测仪器周围有较强的电磁场，环境温度 变化超出了检测仪器的使用要求，被测介质对 ４．结束语 感温元件热电偶的腐蚀作用使其热电特性发生 重视热处理炉现场校温、正确掌握其操作 变化而引起的误差等。 方法是相当必要的，热处理炉的现场校温对热 处理措施 处理产品的品质起着保驾护航的作用，能够避 在使用时尽量在没有强电磁场的地方进行 免质量事故的发生。 校温；用补偿导线把参考端温度延伸到温度恒 定的地方进行测温；对有腐蚀性介质的应用耐 参考文献 【１】朱江．热处理炉测温系统分量检定和整体校准的比 热耐腐蚀的保护管对热电偶进行保护。 较．科技情报开发与经济．２０ｏ６（２４）． （２）安装不当引入的误差 安装不当引入的误差有： ［２］ＧＢ／Ｔ ９４５２ｕ－２０１２．热处理炉有效加热区测定方法［Ｓ］． 处理措施：由于直径为 ５的绝缘型铠装 热电偶，其时间常数为５ｓ，所以推荐用铠装热 电偶进行现场校温，会大大减小热惰性引入的 误差，并且由于其外管的气密保护和化学性能 稳定的绝缘材料的牢固覆盖，使用寿命较一般 的热电偶长。 （４）操作人员的观察不当引入的粗大误差 当用Ｏ．Ｏ５级的直流电位差计进行检测时， 操作者应垂直读取检流计和水银温度计的示 值，防止视值产生的误差。还有最好在读取每 个读数时，记下相应的环境温度，防止环境 温度不恒定引起的误差。 ３．现场校温的注意事项 （１）现场使用热电偶测温时应注意补偿导 线与热电偶分度号一致，正负极的正确接人， 热电偶参考端的完全补偿。 （２）在现场校温前先检查被检仪表及热电 偶是否处于正常的工作状态，二次仪表应经检 定合格。当校温发现误差较大时，应查找原 因，是一次仪表的原因应重新更换。如果是 二次仪表的原因应修理检定合格后重新投入使 用。此时应重新对整个被检系统进行校温。 （３）由于目前没有成套现场校温的检定规 程或校准规范，因此为使校温工作合理合法地 进行，企业应编制相应的规范，从而使校温工 作有法可依，有章可循。 一行。 当热电偶安装位置不当或插入深度不够， （３）用补偿导线将测温电偶与标准检测仪 热电偶的保护管与炉壁间的间隙未填充绝缘物 器连接起来，注意正负极的接人，以免因补偿 质，使炉内的温度不恒定，热电偶参考端太靠 导线安装不当超成更大的附加误差。 近炉体，使参考端的温度超过ｌ００℃等。 （４）当到达检测温度并保温规定时间后， 处理措施： 读取检测点的数值，至少应读取最高、最低点 热电偶插入炉子的深度至少应为保护管外 各３个循环６次读数，取各次读数的平均值。 径的８至ｌ０倍；用石棉绳等绝缘物质堵塞热电 偶保护管和炉壁间的空隙；用较长的热电偶使 （５）将读取的数据按以下公式修正后得到 Ⅱ】．国外电子测量技术，２００６，２５（１２）：２７ ３０． 这样经过运算控制得到Ｉ ，Ｑ 序列，可由 参考文献 ３］俞路阳．ＳＳＲＦ直线加速嚣相位控制系统初步设计报 １】张佼强．ＦＰＧＡ实现次谐波聚束嚣的幅相控制Ⅱ］．核技 ［此恢复出中频信号，经过ＲＦ前端的上变频后得 【告．ＳＬ０８－０６．０３．０２． ２０１２，３７ｃ７）：５００． ￣Ｕ２８５６ＭＨｚ信号，从而实现信号的幅度和相位 术。控制。 一［２】张磊。孙虹．基ｆｆ－ＦＰＧＡ￣高频腔低电平数字控制系统 １０２一电子世界
