热处理炉用热电偶测温系统的现场校温及误差分

[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，阐述了现场校溫的误差分析及处理措施，以及现场校温的注意事项。
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。如果热处理炉用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。
1.2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。
(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)定期或临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℃至50℃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30分钟后进行。
(3)用补偿导线将测温电偶与标准检测仪器连接起来，注意正负极的接人，以免因补偿导线安装不当超成更大的附加误差。
(4)当到达检测温度并保温规定时间后，读取检测点的数值，至少应读取最高、最低点各3个循环6次读数，取各次读数的平均值。
(5)将读取的数据按以下公式修正后得到实际温度，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920℃，现测得实际温度为940℃，则系统误差为-20℃，即实际温度高了20℃,要达到控温920C的目的，则控温参数应减去20C，为900℃，公式为:现控温参数=原控温参数+系统误差:或者通过智能二次仪表的示值误差修正功能加上20℃，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，影响炉温测量精度的主要因索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，因此相对于被校系统0.5级、1.0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，仪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，被测介质对感温元件热电偶的腐蚀作用使其热电特性发生变化而引起的误差等。
处理措施:
　　在使用时尽量在没有强电磁场的地方进行校温;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热耐腐蚀的保护管对热电偶进行保护。
(2)安装不当引入的误差
安装不当引入的误差有:
　　当热电偶安装位置不当或插入深度不够，热电偶的保护管与炉壁间的间隙未填充绝缘物质，使炉内的温度不恒定，热电偶参考端太靠近炉体，使参考端的温度超过100℃等。
处理措施:
　　热电偶插入炉子的深度至少应为保护管外径的8至10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。
处理措施:由于直径为ψ5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--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0.05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。还有最好在读取每一个读数时，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--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。
4.结束语
　　重视热处理炉现场校温、正确掌握其操作方法是相当必要的，热处理炉的现场校温对热处理产品的品质起着保驾护航的作用，能够避免质量事故的发生。