热处理设备 课件全套 徐斌 第1--10章 热处理设备基础---环境保护与安全操作.ppt

能力知识点3炉温的位式控制与连续控制一、炉温的位式控制热处理炉温自动控制常采用的位式调节系统有二位式调节和三位式调节。位式调节器具有结构简单、使用方便等优点，在控制精度要求不高的场合，得到了广泛的应用。

为了分析方便，暂设电炉无热惯性，即炉子一通电，炉温就上升，炉子一断电，炉温就下降。在这种情况下，炉温的变化规律及对应的输入功率见图5-20所示，图中t0为给定温度值，t2-t1=Δt称为调节器的死区(或称不灵敏区)，Δt与仪表的精度k呈正比。能实现二位式调节功能的调节器只有通、断两种工作状态。图5-21所示为二位式炉温调节系统示意图。图中接触器K和开关SK组成执行器。当炉子从冷态开始升温时，仪表中调节器的触点是接通的，输入功率P为100%，当炉温上升到给定温度t0时，由于调节器存在不灵敏区，其触点并不断开，直上升到t2温度时，触点断开，执行器全关，电炉断电，输入功率为零。当炉温下降至t0时，因调节器存在不灵敏区，此时的触点并未接通，炉温会继续下降。当炉温下降到t0以下某一温度t1时，调节器触点才会接通，执行器再次全开，炉温再度上升。(4)仪表的维护仪表使用一段时间之后，为了保证其使用精度，要定期进行维护、保养和调整。如果仪表在使用中发生故障，要及时进行维修，维修后更应进行必要的调整。

3.数字式温度显示仪表的应用

由于数字集成电路的发展，数字式温度显示仪表的应用日益广泛。不仅仪表质量不断提高，而且品种也不断增加。不少产品除了能够直接显示被测参量的数值和单位符号外，还可附加各种装置，实现调节、计算、报警和程序控制等多种功能。模块二碳势测量仪表测量碳势的方法较多,有直接分析渗碳炉中钢(铁)箔片含碳量的箔片分析法，有利用钢的电阻随含碳量不同而变化的原理测定碳势的电阻法。

但是，也有很多碳势侧量仪表是利用化学平衡时各气体组分浓度确定的比例关系，测量其中某一代表性气体浓度来确定碳势。通过测量微量组分浓度的方法可制成碳势测量仪表，例如氯化锂露点仪、红外线CO2分析仪和氧探头等。能力知识点1氧探头氧探头是测量气氛中氧气浓度的检测仪表。由于可控气氛的碳势与微量组分氧气浓度存在对应关系，氧含量越低碳势越高，因此用氧探头可以测量碳势。氧探头利用氧浓差固体电解质(ZrO2)电池的原理，作成探头的形式，其结构如图5-13所示。氧化锆是一种金属氧化物陶瓷，在高温下具有传导氧离子特性。在氧化锆内掺入一定量的氧化钇或氧化钙，可使其内部形成“氧空穴”成为传导氧离子的通道。在氧化锆固体E大小可由以下公式确定：用氧探头检测碳势的主要优点是：

1)像热电偶一样直接插入炉膛内进行测量，不需要红外线分析仪或露点仪那样的取样系统，从而避免了取样时因气氛冷却引起平衡关系改变所带来的测量误差。

2)反应非常快，在0.5~2s范围内可反映出碳势的变化。

3)测量精度高，一般可达±0.03%(C)。

4)结构简单，不需要维修，使用方便。能力知识点2红外线CO2分析仪可控气氛的碳势随微量组分CO2含量的减少而增高，因此通过测量CO2含量可反映气氛碳势。

红外线通过被测混合气体时，混合气体中CO2将吸收红外线，因此，红外线能量减弱。被测气体的浓度越大，红外线能量减弱的也就越多。红外线CO2分析仪的原理结构如图5-14所示，红外线光源由同步电机带动的切光片以低频速度(每秒几次至几十次)轮流遮断，调制成低频率的断续光束。断续红外线光束中的一束经由滤波室进入分析室，另一束经滤波室进入参比室。参比室内充有N2气，因N2不吸收红外线，进入的红外线全部通过。能力知识点3

其他碳势测量仪表——露点仪、电阻探头一、氯化锂露点仪氯化锂露点仪是根据可控气氛碳势随水气含量的减少而增高的原理制成的碳势测量仪表。由于直接测量水气含量较困难，通常用露点间接测定炉气的碳势。露点就是含水气的气氛开始结雾的温度，气氛露点越低，水气含量越少，说明气氛碳势就越高。

氯化锂是一种吸湿性盐，吸收水分的程度随温度增高而下降。干燥的氯化锂晶体不导电，但吸水后有导电性，并且随吸水量增加而增加。氯化锂露点仪的感湿元件就是利用氯化锂的吸湿性和导电性之间的关系制成。其结构如图5-15所示。氯化锂露点仪表具有结构简单、使用维修方便、价格便宜等优点，是应用较早的碳势仪表。主要缺点有惰性大，当气氛露点改变时，经5~10min后才能显示出新的平衡温度；氯化锂露点仪不宜测量含有NH3(如碳氮共渗气氛)，因为NH3可