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鹽浴爐溫度控製係統的使用和設計

日期:2025-06-16 13:45
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摘要:鹽浴爐salt-bath furnace指用熔融鹽液作為加熱介質、將工件浸入鹽液內加熱的工業爐。本係統采用晶閘管調功實現鹽浴爐的溫度控製,即通過控製晶閘管導通與關斷的周波數比率,從而達到調功的目的。
鹽浴爐溫度控製係統的使用和設計

鹽浴爐salt-bath furnace指用熔融鹽液作為加熱介質、將工件浸入鹽液內加熱的工業爐。
本係統采用晶閘管調功實現鹽浴爐的溫度控製,即通過控製晶閘管導通與關斷的周波數比率,從而達到調功的目的。
鹽浴爐salt-bath furnace指用熔融鹽液作為加熱介質、將工件浸入鹽液內加熱的工業爐。鹽浴爐溫度控製係統用S型熱電偶檢測溫度信號,有冷端補償,溫度信號通過放大、采樣保持、模數轉換再送單片機保存,采用分段查表法獲取各點溫度。選用可控矽過零觸發自動控製鹽浴爐溫度,控製周期為2s。可按預設溫度曲線進行加熱,並可實時顯示加溫曲線。
1)係統總體方案
 本係統采用晶閘管調功實現鹽浴爐的溫度控製,即通過控製晶閘管導通與關斷的周波數比率,從而達到調功的目的。晶閘管的觸發由單片機控製,通過單片機編程可方便地實現按預定溫度曲線進行加熱。
鹽浴爐爐溫由熱電偶感應,通過信號放大、采樣保持、A/D轉換,再由單片機進行數據處理及線性化校正,以實現鹽浴爐實際溫度的檢測和顯示。其係統總體框圖如下:

2)溫度檢測電路
    鹽浴爐常用溫度在800~1500℃之間,熱電偶是測溫的一次儀表,對它的選擇將直接影響檢測精度。目前測溫常選用K型鎳鉻-鎳矽熱電偶,它具有較好的溫度-熱電勢線性度,便於後續數據處理,但它不宜長期在1300℃左右的高溫下使用。因此,這裡選用S型鉑銠-鉑熱電偶,其測溫範圍為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的熱電勢率K作為各段諸點熱電熱率的平均值。該近似修正方法誤差小,不超過放大電路和A/D轉換等環節所產生的誤差。熱電偶溫度檢測與放大電路如下圖。

其中Vi為熱電偶感應的熱電勢輸入,經自穩零高精度運放ICL7650放大後,
V01=(R4+R5)*Vi/R4
 再由**級運放μA741放大後
V02=(R8+R7)·(R4+R5)·Vi/R4R5
    後,為實現阻抗變換匹配需射極跟隨器,也由μA741實現。A/D轉換選用ADC0809,數字量送單片機,進行數值處理後得實際爐溫,送LED顯示。
3)過零檢測及晶閘管觸發電路
    本係統采用雙向晶閘管,即可控矽作為輸出功率控製部件,通過可控矽調壓來實現交流調功。觸發有兩種方法,即移相觸發和過零觸發。移相觸發是通過改變電壓調節導通角來實現調壓,但改變電壓波形。過零觸發不改變電壓的波形而隻改變電壓全波通過的次數。過零檢測及晶閘管觸發電路見下圖。


案例圖片及鹽浴爐專用熱電偶

 

 

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