Система регулирования температур в многосекционных нагревательных установках Советский патент 1992 года по МПК G01N3/18 

Изобретение относится к системам, осуществляющим регулирование и контроль температуры в многообъектны-у или многосекционных нагревательных установ- ках, в частности к высокотемпературных ис- пытательных машинах для исследования прочностных свойств материалов, а также в нагревательных установках другого назначения..

Известны нагревательные установки, содержащие многосекционную электропечь, многоканальный автоматический регулятор температуры и управляемые элементы (тиристоры), в которых достигается равномерная температура по длине об- разца с помощью автономного управления секциями.

Недостатками данных установок являются отсутствие коррекции на температуру свободных концов термоэлектрических пре- образователен и необходимость ручной подстройки.

Наиболее близкой к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является система регулирования температуры в многосекционных нагревательных установках испытательных машин.

Недостатками известной системы являются применение аналоговых одноканаль- ных регуляторов, что вызывает необходимость увеличения их количества до числа нагревательных секций, а также применение большого количества (по числу регуляторов) корректирующих устройств (компенсационных коробок), вводящих поправку на температуру свободных концов термоэлектрических преобразователей. Это усложняет и удорожает конструкцию и вносит дополнительную погрешность изме- рения, так как каждая из компенсационных коробок имеет свою индивидуальную погрешность в пределах нормированного класса точности.

Целью изобретения является повыше ние точности воспроизведения режимов нагрева-в многосекционных нагревательных установках.

: Поставленная цель достигается тем, что система регулирования температур в этих установках, содержащая многосекционный электрический нагреватель, многоканальный регулятор, термопары и управляемые элементы, причем выходы термопар подключены к входам многоканального регуля- тора, выходы которого через управляемые элементы подключены к входам отдельных секций нагревателя, снабжена термостатом с размещенными в нем клеммным набором с числом клемм по количеству термопар и компенсационной коробкой, термопарный

вход которой закорочен, выход подключен к одному из входов многоканального регулятора, а подключение выходов термопар к входам многоканального регулятора осуществлено через соответствующие клеммы.

На чертеже представлена схема системы регулирования температур в многосекционных нагревательных установках.

Система содержит электропечь 1, имеющую нагреватели 2 и 3 соответственно верхнего и нижнего захватов, нагреватель 4 рабочей части образца 5. многоканальный автоматический регулятор 6 температуры, термопары 7-9, контролирующие температуру в трех точках рабочего участка образца, управляемые элементы 10-12 (например, тиристоры), термостат 13, в котором размещены клеммный набор 14 и компенсационная коробка 15, термопарный вход 16 которой закорочен с помощью перемычки

17.. ;

Система работает следующим образом.

Каждая из термопар 7-9 вырабатывает сигнал, пропорциональный температуре в верхней, средней и нижней точках образца. Этот сигнал подается на вход соответствующего канала многоканального автоматического регулятора, в котором сравнивается с сигналом, соответствующим заданному, значению температуры. Разность этих сигналов усиливается, преобразуется в соответствии с ЛИД - законом регулирования и в виде управляющего сигнала подается на управляемые элементы 10-12, которые дозируют мощность, поступающую в нагреватели 2-4. Таким образом, температура в трех точках образца поддерживается на заданном уровне автоматически без ручной подстройки

Термостат представляет собой замкнутый объем, например закрытую со всех сторон металлическую коробку, в которой располагаются клеммный набор 14 и компенсационная коробка 15.

Изолированность внутреннего объема термостата от внешней среды способствует установлению внутри него теплового равновесия, т; е, равенства температур свободных концов термопар и компенсационной коробки.

Компенсационная коробка 15 настроена таким образом, что при определенной (опорной) температуре медного сопротивления (например, при 0 или 20°С) она уравновешена, т. е. сигнал измерительной диагонали моста равен нулю. При отклонении температуры от опорной коробка вырабатывает сигнал, пропорциональный этому отклонению. Если в соответствии со схемой этой коробки последовательно включить

термопару, то на выходе имеет место суммарный сигнал, скорректированный с учетом поправки на температуру свободных концов..

В предлагаемом изобретении термо- парный вход 16 закорочен перемычкой 17, вследствие чего компенсационная коробка 15 вырабатывает компенсационный сигнал в чистом виде, который подается на вход одного из каналов многоканального регуля- трра. . - У-, ; . ... ... .- ..г ,.

В процессе работы регулятор опрашивает входы всех задействованных каналов и к сигналам термопарных входов прибавляет компенсационный сигнал. Если компенса- ционная коробка настроена на температуру, отличную от 0°С. то к сигналам термопарных входов программно добавляется сигнал, соответствующий опорной тем пературе. Таким образом, регулятор оперирует с сигналом, отражающим реальную температуру объекта,

Приведенная схема дает возможность работать с большим количеством электриче ских печей, управляемых единой регуяиру- ющей системой,- при условии конструктивного объединения свободных концов всех термопар в термостате 13. При такой схеме исключается необходимость в большом количестве компенсационных ко- робок (по числу термопар), что существеннб

упрощает и удешевляет конструкцию, а также устраняет дополнительную погрешность, связанную с неидентйчностью характеристик модулей компенсации.

Подключение выхода каждой термопары к входу соответствующего канала регулятора дает возможность полностью автоматизировать процесс испытания, сведя участие олератора к минимуму. Функции оператора в этом случае сводятся только к набору задаваемых параметров испытания. Ф о р му л -а и з о б р е т е н и я Система регулирования температур в многЬсекционных нагревательных установках, содержащая многосекционный электрический нагреватель, многоканальный регулятор, термопары и управляемые элементы, выходы термопар подключены к входам многоканального регулятора, выходы которого через управляемые элементы подключены к входам отдельных секций нагревателя, о тл и ч а ю ща я с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения режимов нагрева, она снабжена термостатом, размещенными в ней клеммным набором с числом клемм по количеству термопар и компенсационной коробкой, термопарный вход которой закорочен, а подключение выходов термопар с входами многоканального регулятора осуществлено через соответствующие клеммы.

Изобретение относится к системам регулирования температур многоседцмбнных нагревательных установок. Целью изобретения является повышение точности воспроизведения режимов нагрева. Система содержитнагреватели 2,3 и 4. многоканальный регулятор 6 температуры, термопары 7, 8 и 9 и компенсационную коробку 15, термопарный вход 16 которого закорочен. В лро- цессе регулирования температуры компенсационная коробка 15 выдает сигнал поправки, который поступает иа один из входов многоканального регулятора 6, на остальные входы которого поступают сигналы термопар 7, 8 и 9. В рабочем режиме регулятор опрашивает все входы, после чего суммирует сигналы термопар и сигнал поправки, что позволяет при использовании одной компенсационной коробки вводить поправку в показания нескольких термопар. 1 ил. ./- ;; . ..; . . ; : . s. е