CN207395914U - 箱式电阻炉智能校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种箱式电阻炉智能校准装置，包括热电偶、智能转换开关、万用表及计算机，本实用新型设计一种智能转换开关，智能转换开关的输入端通过信号线连接多个热电偶，每个热电偶对应一个箱式电阻炉的测温点，通过智能转换开关定时对各个测温点进行温度测量，并将测量结果输入计算机，通过计算机记录各个测温点不同时间段的温度值并计算主要温度指标，生成校准报告，完成电阻炉的智能温度采集及校准工作。

Description

箱式电阻炉智能校准装置

技术领域：

本实用新型属于工作温度为300-1300℃的高温炉、箱式电阻炉、井式炉等设备的工作温度的检测校准技术领域，具体涉及一种箱式电阻炉智能校准装置。

背景技术：

箱式炉是以电为能源，在规定的时间内，电流通过加热元件产生热量达到设定高温，传热方式以辐射、传导、对流为主。箱式炉结构主要由炉体和控制器组成，炉体一般由加热元件、衬炉（包括耐火层和保温层）以及炉壳等组成。

为检定箱式电阻炉，我国制定有JJF 1376-2012箱式电阻炉校准规范以及河南本地制定的JJF（豫）153-2010电阻炉校准规范，规程中采用的是直接测量热电偶1的电压毫伏值，然后经过换算来计算炉体内部温度。在对箱式电阻炉进行温度检测校准时，因为炉内不同区域的温度有差别，因此需要在炉体内设置多个测温点，通过多点测温、综合评估对箱式电阻炉进行温度检测校准。目前，在对箱式电阻炉进行温度检测校准时，需要操作人员对不同的测温点逐点测温，在60分钟内，每隔3分钟记录各个测温点的温度一次，至少要测量20次。每一次记录各个测温点的温度必须在1分钟内完成。

这种检定方法存在其自身缺陷，归纳如下：

1. 测量步骤过多，计算量大，引入人为误差过多。

2. 三分钟时间采集一次，时间可控性较差，人工消耗量大，操作人员劳动强度大，尤其对于大型电阻炉，测温点多，测量人员需要在多个测温点之间手工切换才能满足时间需要。

3.目前传统测温直接测量对象为热电偶1毫伏值，后期必须经过查表进行人工换算，温度补偿等后期工作，才能计算出实际温度！

4.目前只限于测量温度，出证书还手工打模板，后续工作复杂，检测人员工作量大，劳动强度大。

实用新型内容：

综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本实用新型提供了一种箱式电阻炉智能校准装置，该装置设计一种智能转换开关，智能转换开关的输入端通过信号线连接多个热电偶，每个热电偶对应一个箱式电阻炉的测温点，通过智能转换开关定时对各个测温点进行温度测量，并将测量结果输入计算机，通过计算机记录各个测温点不同时间段的温度值并计算主要温度指标，生成校准报告，完成电阻炉的智能温度采集及校准工作。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种箱式电阻炉智能校准装置，其中：包括热电偶、智能转换开关、万用表及计算机，所述的热电偶的数量为多个，多个热电偶分别通过信号线连接智能转换开关的输入端，所述的智能转换开关的输出端通过信号线连接万用表，万用表通过USB串口通讯连接计算机，所述的智能转换开关包括电路板及安装在电路板上的控制模块、时钟模块、输入模块、数码显示模块、继电器控制模块、通信模块及电源模块，所述的继电器控制模块包括多个继电器，一个继电器通过信号线连接一个热电偶，热电偶连接箱式电阻炉的测温点，所述的热电偶采集箱式电阻炉的测温点的温度信息，继电器控制模块循环定时控制切换继电器的启闭，并将温度信息传递给万用表，时钟模块提供时分秒及日期信息，所述的通信模块用于控制模块控制程序的下载，电源模块为智能转换开关提供电源，数码显示模块显示时间信息及与热电偶相连接的继电器的数量，通过输入模块设置相邻继电器切换时间间隔信息和所需工作的继电器数量。

进一步，所述的智能转化开关的电路板上设置有报警模块、工作指示模块及外部存储模块。

进一步，所述的热电偶的温度测量范围为0~1300℃。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型智能转换开关通过信号线连接多个热电偶，每个热电偶对应一个箱式电阻炉的测温点，通过智能转换开关定时对各个测温点进行温度测量，并将测量结果输入计算机，通过计算机软件***记录各个测温点不同时间段的温度值并计算相关参数指标，从而生成电子版的检测校准报告，实现面对箱式电阻炉的自动化温度信息采集工作。

2、本实用新型通过热电偶连接箱式电阻炉测温空间的测温点与智能转换开关的继电器，能够根据电阻炉的测温点的数量，来设置继电器的数量，通过继电器控制模块完成定时定点循环采集，此方法对电阻炉进行温度检测校准，不仅应用广泛操作简单，而且克服现有的电阻炉的温度校准工作操作繁琐、工作强度大的缺陷。

3、本实用新型的智能转换开关装置，通过设置测量时间间隔和热电偶数量，控制模块根据所设置的时间信息控制继电器启闭，实现对热电偶温度信息的定时采集，很好得解决了测量时间间隔和传感器定时切换的难题，彻底去除了手工转换带来的延时及误差，极大的解放了劳动力，而且本实用新型的智能转换开关结构简单轻巧，大小为200 x 200mm，容易方便携带。

4、本实用新型的智能转换开关装置扩展性好延展性强，可以根据电阻炉的测温点的数量设置继电器的数量，可用于类似车试高温炉、井式高温炉、热电偶退火炉、检定炉等领域。

5、本实用新型万用表连接计算机，通过计算机采集及计算电阻炉的温度信息，可以直接完成不确定度、误差、波动度均匀度等参数计算，并生成相应电子版检测校准报告，免于人工计算核查，极大得提高了计算准确性。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的智能转换开关的结构示意图；

图3为本实用新型的智能转换开关的继电器控制模块的电路图；

图 4为本实用新型的输入模块的电路图；

图5为本实用新型的智能转换开关的控制模块的电路图；

图6为本实用新型的智能转换开关的数码显示模块的电路图；

图7为本实用新型的智能转换开关的通信模块的电路图；

图8为本实用新型的智能转换开关的时钟模块的电路图；

图9为本实用新型的智能转换开关的电源模块的电路图；

图10为本实用新型的智能转换开关的报警模块的电路图

图11为本实用新型的智能转换开关的工作指示模块的电路图；

图12为本实用新型的智能转换开关的外部存储模块的电路图；

图13为本实用新型的智能转换开关的USB供电模块的电路图；

图14为本实用新型的智能转换开关的防反接模块的电路；

图15为容积不大于0.15 m³ 箱式电阻炉测温点的布置示意图；

图16为容积大于0.15 m³ 箱式电阻炉测温点的布置示意图；

图17为容积分布为细长的箱式电阻炉或者垂直井式炉测温点的布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1~图14所示，一种箱式电阻炉智能校准装置，包括热电偶1、智能转换开关2、万用表3及计算机4，所述的热电偶1的温度测量范围为0~1300℃，热电偶1的数量为多个，多个热电偶1分别通过信号线连接智能转换开关2的输入端，所述的智能转换开关2的输出端通过信号线连接万用表3，万用表3通过USB串口通讯连接计算机4，所述的智能转换开关2包括电路板21及安装在电路板21上的控制模块22、计时模块、输入模块24、数码显示模块25、继电器控制模块29、继电器28、通信模块26、电源模块27、报警模块210及工作指示模块211，所述的控制模块22采用51单片机，所述的继电器控制模块29包括多个继电器28，一个继电器28通过信号线连接一个热电偶1，热电偶1连接箱式电阻炉的测温点，所述的热电偶1采集箱式电阻炉的测温点的温度信息，继电器控制模块29循环定时控制切换继电器28的启闭，并将温度信息传递给万用表3，时钟模块23提供时分秒及日期信息，所述的通信模块26用于控制模块22控制程序的下载，电源模块27为智能转换开关2提供电源，数码显示模块25显示时间信息及连接有热电偶1的继电器28的数量，通过输入模块24设置时间信息和继电器28数量。智能转化开关的电路板21上还设置有USB供电模块、防反接模块、外部存储模块212及防反接模块。

本实例中，万用表3采用美国吉时利旗下的多功能数显表，计算机4采用普通计算机4，能够兼容OFFICE、VC++6.0即可，本实例中的热电偶1选用不低于1级廉金属热电偶1，或者采用不低于2级贵金属热电偶1。

根据JJF 1376-2012箱式电阻炉校准规范，设置箱式电阻炉的测温点，具体设置如下：

如图15所示，容积不大于0.15 m³ 箱式电阻炉，根据箱式炉测温区的尺寸，确定5个测温点，将5个测温点分别置于测温区的中心点和前下左、前上有及后上左、后下右四个端角上，即图15中的数字1 、2 、3 、4 、5 所在位置。

在对容积不大于0.15 m³ 箱式电阻炉进行温度测量校准时，采用5个热电偶1，将5个热电偶1的传感器端连接箱式电阻炉的5个测温点，将热电偶1的通过信号线连接智能转换开关2的5个继电器28，将智能转换开关2、万用表3及计算机4连接并启动。例如输入模块24设置测量时间间隔为18秒，继电器28个数为5，那么只启用1~5继电器28，即只采用1~5热电偶1。当启动智能转换开关2，首先启动1号继电器28采集1号热电偶1信号值，当时间达到3秒断开1号继电器28，同时切换启动2号继电器28接通2号热电偶1，如此循环切换90秒完成5根热电偶1的一组数据采集。采集过程中当每根热电偶1接通时，变将此根热电偶1的电压毫伏值通过信号线传输给万用表3，万用表3将电压毫伏值转换为实际温度值，并传递给计算机4软件软件***进行信息采集存储并。如此循环往复，当计算机4存储记录的温度测量次数达到20次时（即总时间刚好30分钟），计算机4停止测量并导出测量数据及校准报告。

如图16所示，容积大于0.15 m3 箱式电阻炉，根据箱式炉测温区的尺寸，确定9个测温点。将8个测温点分别置于测温区的八个端角上，即图4中的数字1 、2 、3 、4 、5 、6 、7、8 所在位置，另一个测温点置于距控温热电偶1测量端延伸方向不超过150 mm 处的测温区内，即图16中的数字9所在位置。

在对容积大于0.15 m³ 箱式电阻炉进行温度测量校准时，采用9个热电偶1，将9个热电偶1的传感器端分别连接箱式电阻炉的9个测温点，将热电偶1的通过信号线连接智能转换开关2的9个继电器28，将智能转换开关2、万用表3及计算机4连接并启动，例如输入模块24设置测量时间间隔为10秒，继电器28个数为9，那么只启用1~9继电器28，即只采用1~9热电偶1。当启动智能转换开关2，首先启动1号继电器28采集1号热电偶1信号值，当时间达到10秒断开1号继电器28，同时切换启动2号继电器28接通2号热电偶1，如此循环切换90秒内完成9根热电偶1的一组数据采集。采集过程中当每根热电偶1接通时，变将此根热电偶1的电压毫伏值通过信号线传输给万用表3，万用表3将电压毫伏值转换为实际温度值，并传递给计算机4软件软件***进行信息采集存储并。如此循环往复，当计算机4存储记录的温度测量次数达到20次时（即总时间刚好30分钟），计算机4停止测量并导出测量数据及校准报告。

如图17所示，容积分布为细长的箱式电阻炉或者垂直井式炉，根据箱式炉测温区的尺寸，确定3个测温点。将3个测温点分别置于测温区的前后和中间三个位置，即图17中数字1、2、3所在位置。

在对容积分布为细长的箱式电阻炉或者垂直井式炉进行温度测量校准时，采用3个热电偶1，将3个热电偶1的传感器端分别连接箱式电阻炉的3个测温点，将热电偶1的通过信号线连接智能转换开关2的3个继电器28，其温度测量校准过程与容积大于0.15 m³ 箱式电阻炉进行温度测量校准过程及容积不大于0.15 m³ 箱式电阻炉进行温度测量校准过程相同，再次不作叙述。

要说明的是，以上所述实施例是对本实用新型技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本实用新型技术方案的思路和范围，均应包含在本实用新型所要求的权利范围之内。

Claims (3)

1.一种箱式电阻炉智能校准装置，其特征在于：包括热电偶（1）、智能转换开关（2）、万用表（3）及计算机（4），所述的热电偶（1）的数量为多个，多个热电偶（1）分别通过信号线连接智能转换开关（2）的输入端，所述的智能转换开关（2）的输出端通过信号线连接万用表（3），万用表（3）通过USB串口通讯连接计算机（4），所述的智能转换开关（2）包括电路板及安装在电路板上的控制模块（22）、时钟模块（23）、输入模块（24）、数码显示模块（25）、继电器控制模块（29）、通信模块（26）及电源模块（27），所述的继电器控制模块（29）包括多个继电器（28），一个继电器（28）通过信号线连接一个热电偶（1），热电偶（1）连接箱式电阻炉的测温点，所述的热电偶（1）采集箱式电阻炉的测温点的温度信息，继电器控制模块（29）循环定时控制切换继电器（28）的启闭，并将温度信息传递给万用表（3），时钟模块（23）提供时分秒及日期信息，所述的通信模块（26）用于控制模块（22）控制程序的下载，电源模块（27）为智能转换开关（2）提供电源，数码显示模块（25）显示时间信息及连接有热电偶（1）的继电器（28）的数量，通过输入模块（24）设置时间信息和继电器（28）数量。

2.根据权利要求1所述的箱式电阻炉智能校准装置，其特征在于：所述的智能转换开关（2）的电路板（21）上设置有报警模块（210）、工作指示模块（211）及外部存储模块（212）。

3.根据权利要求1所述的箱式电阻炉智能校准装置，其特征在于：所述的热电偶（1）的温度测量范围为0~1300℃。