我國工業(yè)爐的溫度檢測技術(shù)隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛躍，取得了很大的發(fā)展。 多年來，蘇科儀表公司為指導(dǎo)生產(chǎn)、加強(qiáng)管理、減少節(jié)能消耗發(fā)揮了極其重要的作用。 蘇科儀表有限公司劉工探討了滲碳爐等高溫氣體、鐵、銅、鋁等高溫熔體、流動(dòng)粉體等實(shí)用測溫技術(shù)和溫度傳感器(熱電偶、護(hù)套熱電偶、熱電偶、高溫?zé)犭娕肌⒎栏g熱電偶、多點(diǎn)熱電偶、貴金屬熱電偶)的國產(chǎn)化問題。 1新型溫度傳感器1.1熱電偶保護(hù)營熱電偶保護(hù)管根據(jù)其材質(zhì)分為金屬、非金屬、金屬陶瓷三類，蘇科公司曾開發(fā)過三種鉬基金保護(hù)管，主要性能見表1。 另外，利用Al2O3-C質(zhì)及陶瓷保護(hù)管CPT型、金屬或合金保護(hù)管MPT型以及等離子噴鍍等手段開發(fā)了耐磨熱電偶用表面改性保護(hù)管。 表1保護(hù)管的主要性能1.2黑體光纖紅外線輻射溫度計(jì)WFHT作者開發(fā)的在線紅外線輻射溫度計(jì)結(jié)合了光纖技術(shù)、接觸式和非接觸式溫度測量技術(shù)，即套管、透鏡和光纖一體化，與顯示器連接，構(gòu)成接觸式輻射溫度計(jì)，也稱為黑體傳感器式輻射溫度計(jì)。 WFHT采用碳化硅等套管，插入熱電偶測溫的相應(yīng)位置形成黑體空洞，用紅外線輻射溫度計(jì)通過光纖瞄準(zhǔn)黑體空洞底部的靶面。 黑體空洞的靶面接近黑體輻射。 因此，本溫度計(jì)能夠測量真正的溫度。 1.2.1特征:該溫度計(jì)由黑體腔SiC管、光纖和輻射溫度計(jì)組成。 兼具接觸式、非接觸式兩種溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。 具有測量溫度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性高、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于加熱爐的溫度測量。 代替鉑銠熱電偶，具有降低測溫費(fèi)用、節(jié)能、消耗等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已在國內(nèi)鋼廠應(yīng)用。 1.2.2技術(shù)指標(biāo)測溫范圍: 600~1300℃、800~1600℃、1000~2000℃； 標(biāo)定精度: O.5%~l.0%； 響應(yīng)時(shí)間問題: <； 0.5s； 檢測波長: 0.65-0.9μm； 黑體型腔材料: SiC、Al2O3及耐熱合金管； 輸出信號: I型4位數(shù)字顯示: ii型4位數(shù)字顯示，有4~20mA和1~5V的標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。光纖材質(zhì):多成分玻璃。 2工業(yè)爐測溫技術(shù)2.1連續(xù)滲碳爐溫度測量2.1.1復(fù)合管型實(shí)體熱電偶由金屬或陶瓷或金屬陶瓷保護(hù)管、高性能熱電偶及填充劑等組成的熱電偶稱為復(fù)合管型實(shí)體熱電偶[1] (以下簡稱實(shí)體熱電偶)的產(chǎn)品[2]。 結(jié)構(gòu)緊密，剩馀的空氣不少流動(dòng)，k型熱電偶正極中鉻的選擇氧化大幅減少，廉價(jià)的金屬熱電偶的長期穩(wěn)定性提高。 2.1.2實(shí)體熱電偶在滲碳爐中利用瓦房店軸承廠引進(jìn)的輻射加熱滲碳爐用于車輛軸承滲碳。 工藝溫度為930±； 5℃，每爐分為5個(gè)溫度區(qū)，用熱電偶測量各部分的溫度。 熱電偶安裝在從爐蓋上方垂直插入的10個(gè)測溫孔中，參照圖1。 過去出現(xiàn)的問題是，熱電偶腐蝕嚴(yán)重，壽命短，偏差大，運(yùn)行時(shí)間僅在l~2之間，不能充分滿足生產(chǎn)需求。 從1994年6月1O日開始，在碳滲透爐內(nèi)各設(shè)置了10個(gè)物理熱電偶。 經(jīng)過4年多的應(yīng)用，平均壽命達(dá)到26個(gè)月，用戶滿意。 目前，東北大學(xué)傳感器工廠已經(jīng)定型生產(chǎn)，進(jìn)入汽車行業(yè)等，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。 1-外套管2-特殊熱電偶3-爐殼耐火磚4-爐門5-托盤6-托盤插槽圖1電波加熱碳滲透爐測溫音樂系統(tǒng)圖2.2高溫熔體連續(xù)測溫2.2.1鋁液和鋁電解質(zhì)連續(xù)測溫a .鋁液連續(xù)測溫鋁液連續(xù)測溫用保護(hù)管為金屬、Si3N4和si aa 金屬管強(qiáng)度高，壽命短的Si3N4管耐腐蝕，強(qiáng)度低的Sialon材料性能理想，但價(jià)格高。 作者開發(fā)的由MPT-1型合金管、k型護(hù)套熱電偶組成的連續(xù)測溫傳感器是沈陽電纜廠引進(jìn)的鋁軋制生產(chǎn)線，連續(xù)使用壽命超過4個(gè)月，在引進(jìn)設(shè)備中比同種溫度傳感器的壽命提高2~3倍，且價(jià)格低廉，已在國內(nèi)普及，具有廣闊的前景。 b .鋁電解質(zhì)連續(xù)測溫鋁電解槽內(nèi)電解質(zhì)溫度的連續(xù)測溫對鋁電解生產(chǎn)至關(guān)重要，但迄今國內(nèi)外尚未發(fā)現(xiàn)合適的耐腐蝕材料，美國開發(fā)的保護(hù)管壽命只有72h。 作者開發(fā)的MPT-2型合金管撫鋁、包鋁工業(yè)實(shí)驗(yàn)，壽命均超過400h，近期可達(dá)720h。 2.2.2鋁液和鋁電解質(zhì)問斷溫——便攜式浸人型溫度計(jì)鋁液和鋁電解質(zhì)問斷溫，從40年代開始已經(jīng)廣泛應(yīng)用滲透式溫度計(jì)。 但是，以往的溫度計(jì)有①不斷更換保護(hù)管和插頭的缺點(diǎn)②頻繁切斷線，制作新的測量端。 作者與撫順鋁廠共同開發(fā)的浸沒式溫度計(jì)完全克服了上述不足。 由熱電偶、保護(hù)管和數(shù)字顯示器組成。 鋁冶金及加工行業(yè)氟化物電解質(zhì)及鋁液溫度測定成功。 這個(gè)溫度計(jì)博得用戶的好評，在國內(nèi)的鋁工廠普及。 a .特征①槍與顯示器一體化，與普通熱電偶相比體重輕，響應(yīng)速度快1~2min復(fù)合型保護(hù)管耐腐蝕、更換容易，壽命100~500次，測溫費(fèi)用低③溫度數(shù)字顯示，直觀準(zhǔn)確，具有峰值保持功能的特殊需求，可增加記憶功能④操作簡單，個(gè)人 b .技術(shù)指標(biāo)① 3位半數(shù)字顯示②精度1.O%； ③使用溫度范圍0~1200℃； ④重量約1kg ⑤蓄電池供電⑥槍的長度: 1000~3000mm。 c .結(jié)構(gòu)①ⅱ型熱電偶，顯示器與測量槍為一體，可更換保護(hù)管②ⅲ型熱電偶，保護(hù)符，槍體采用分解組裝式，熱電偶與保護(hù)管可更換。 2.2.3銅液連續(xù)測溫銅冶煉過程中熔融連續(xù)測溫用傳感器現(xiàn)在仍在研究之中。 針對銅加工行業(yè)銅液的連續(xù)測溫，作者采用金屬陶瓷保護(hù)管，內(nèi)插高性能熱電偶k型，制作了實(shí)體熱電偶。 1985年以來，經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用證明耐高溫、長壽命在1000h以上的熱電性能穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、安全可靠。 沈陽電纜廠引進(jìn)的銅連軋生產(chǎn)線，原設(shè)備所具有的銅水連續(xù)測溫用熱電偶為r型，采用耐熱合金作為保護(hù)管，其壽命僅為1周左右。 作者開發(fā)的熱電偶保護(hù)管，在耐熱合金管的外部追加了保護(hù)涂層。 這種新型熱電偶的安裝位置如圖2所示。 近2年的實(shí)踐結(jié)果表明，新型熱電偶的壽命長于1年，比引進(jìn)設(shè)備的熱電偶壽命提高50倍。 1-熱點(diǎn)偶數(shù)接線盒2-固定件3-保護(hù)管4-爐體5-銅水； 6-耐高溫材料圖2銅水連續(xù)測溫用熱電偶安裝圖3流動(dòng)粉體溫度測量煤系統(tǒng)、流化床、水泥熟料及耐火物等流動(dòng)粉體的溫度測量，特別是增壓流化床PFB的地板溫度測量。 由于流動(dòng)粉體對保護(hù)管的磨損和腐蝕嚴(yán)重，是高溫試驗(yàn)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性課題之一。 對于使用溫度不足500℃的流動(dòng)粉體，可采用高強(qiáng)度鋼或表面改性技術(shù)，噴涂WC或Ni-Cr-B，硬度可達(dá)到60~70HRe[3]。 常用溫度為1000℃左右，鈷基合金保護(hù)管的商品名為UMC050，該保護(hù)管耐熱沖擊、耐磨損性能及高溫強(qiáng)度優(yōu)異，對硫化物及釩具有良好的耐腐蝕性，但價(jià)格昂貴。 為了降低成本，有研究人員在PFB現(xiàn)場采用了雙金屬復(fù)合管型結(jié)構(gòu)。 結(jié)果表明，溫度為l000℃時(shí)，壽命為≮l000h[5]。 此外，也有人在氣管的形狀上下功夫來延長壽命。 4結(jié)束語為了解決引進(jìn)設(shè)備中溫度傳感器的國產(chǎn)化問題，東北大學(xué)教師與現(xiàn)場技術(shù)人員相結(jié)合，研制出復(fù)合管型特殊實(shí)體熱電偶、鋁液和銅水連續(xù)測溫?zé)犭娕迹瑧?yīng)用于引進(jìn)的連續(xù)滲透爐、鋁銅連續(xù)軋制生產(chǎn)線，取得了良好的效果，壽命提高了50倍，得到了用戶的好評。 多年來的實(shí)踐表明，作者開發(fā)的新型溫度傳感器不僅可以取代進(jìn)口設(shè)備中的溫度傳感器，還可以進(jìn)入已經(jīng)明顯節(jié)約大量外匯的世界進(jìn)入國際市場。

本文熱電偶高頻詞： 測溫  保護(hù)管 

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