《提高二位式调节仪表控制炉温的技术指标方法探讨.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《提高二位式调节仪表控制炉温的技术指标方法探讨.doc（5页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、提高二位式调节仪表控制炉温的技术指标方法探讨 摘要: 采用二位式温度调节仪对实验室的恒温箱和高温炉的炉温进行控制时，提出在不增加用户较大成本的情况下来改善炉温温度波动度、温度均匀性、温度偏差几种方法。 实验室中对高温炉及干燥箱、培养箱对温度的控制精度要求并不是很高，其温度控制绝大部分都采用二位式温度调节仪表控制。它是根据炉内实际温度与设定值的偏差，通过仪表自动接通或断开炉子的热源或连续改变热源功率使炉内温度稳定在设定温度的范围内，以满足产品试验的要求。笔者从事高温炉及恒温箱的校准工作多年，发现很多的高温炉和恒温箱的技术指标根本不能满足试验的要求，故寻找改善炉温技术指标的方法。 1改变加热功率以
2、减小温度波动度 由于在二位式控温中，调节器的输出只有“通-断”两种状态，因而二位式控温必然使被调炉温有周期性的起伏，其调节过程是一个持续的等幅振荡。整个炉温调节过程如图1所示。如果炉子的加热功率较大，而配用的感温元件响应又较慢，当感温元件感受到温度表所设定的温度t0切换到温度t2时，仪表将加热电源切断，但由于感温元件响应的滞后性，而实际上炉温温度已向上冲至tM，炉温的温度比温度表指示值高，超过我们所需要的温度，虽然停止加热，炉温开始下降，但温度表的温度指示却会慢慢上升，当温度达到t4值时，炉温也从tM下降到t4，温度表指示才开始慢慢下降，由于感温元件响应的滞后性使实际炉温将比温度表指示要低，当
3、温度表的指示下降至切换温度t1时，温度表将加热电源接通，电炉将开始加热，（但此时实际炉温温度下降超过t3，而温度表的指示还未达到t3）炉内的温度将开始上升，但由于感温的滞后性使温度表的指示将继续下降直至温度t3，而后温度表的指示才又开始上升，如此周期循环。我们实际检测的炉温的温度波动为(t4t3)/2，超过我们所预计的（t2t1）/2较多，要改善炉温的温度波动度，就要采取两种方法改变加热功率：（1）降低电炉中电阻丝的功率；（2）采用电阻丝分组加热的方法。采取这两种方法中的任何一种方法后，其炉温温度调节过程如图2所示。这是由于降低电阻丝的加热功率后，炉温升温速度较慢，与感温元件响应的时间比较一致
4、，炉温将不会像前面所说的快速向上冲高，从而使温度波动度从(t4t3)/2降低至(t6t5)/2，有效地改善了炉温的温度波动度。 2减小温度表的切换差以减小温度波动度 用于控制恒温箱和高温炉温度的温度位式调节仪，其切换差大部分是连续可调的，而切换差的大小将影响炉温的波动度，即切换差越大，炉温的波动越大，如图3所示，在调整前，切换差为(t2t1)，这时，炉温的波动度为(t4t3)/2，炉温的调节过程将如图3实线部分所示。把切换差调整为(t6t5)时，则当温度表的指示值为t6时，仪表就将加热电源切断，炉温的波动度为(t8t7)/2，炉温的调节过程将如图3虚线部分所示。可见，随着温度表切换差的减小，炉
5、温的波动度也减小。所以，只要把温度表的切换差调小，就会减小炉温的温度波动度。 3改变风机的功率或改变风机叶片直径的尺寸以改善温度均匀度 对于恒温鼓风干燥箱和恒温鼓风培养箱，是依靠鼓风机使热空气在恒温箱中强制对流循环以达到温度均匀的目的。当风机的功率较小或风机的叶片直径较小时，无法使恒温箱中的热空气在有效使用空间内循环，易形成死角，从而使恒温箱的温度不均匀。加大风机的功率或若恒温箱内安装风机叶片处还有空间，可适当增大叶片的直径，这样，能加强箱内空气的循环，以达到温度均匀的目的。笔者曾做过一个试验，把一个型号为101-1的恒温箱风机叶片的直径增大1cm，其温度均匀度从8降到5，达到用户使用要求。
6、4更换感温传感器 实验室的恒温箱和高温炉由于长时间及频繁使用，容易使感温传感器变质老化而使其不能正确测温，产生较大的误差，从而使温度表控制的温度也产生较大的偏差，使恒温箱及高温炉的温度偏差不能满足使用要求。另外，恒温箱和高温炉如果烘干有油质的物质，长时间使用，使传感器表面沾有油质，灰尘落在上面，形成污垢，使传感器的感温严重滞后，从而恒温箱和高温炉的温度波动度增大。所以要定时检查传感器，及时更换，才能保证测温的准确性。 5更换控温仪表 控温仪表的精度将直接影响到恒温箱和高温炉的技术指标。控温仪表的长期使用，由于电子元器件的老化或者继电器触点的变形或是由于控温仪表本身的精度较低将使其控温精度降低，控温精度的降低将导致恒温箱和高温炉温度偏差和温度波动度的增大，所以控温仪表应定期进行检定，如若发现问题，应及时修理或进行更换。若是由于控温仪表本身的精度较低，也可更换同样是二位调节精度较高的控温仪表，这样，不会增加很大的成本，却能达到我们的使用要求。 6更换温度传感器和控温仪表整个控温系统 有很多的恒温箱和高温炉其控温系统都是由热电偶及其配套的温度表组成，由于热电偶的热滞性较大，将使恒温箱和高温炉的波动性较大，我们可以选择热滞性较小的热电阻及其配套温度表代替热电偶测温系统，这样，将有效减小炉温的波动性。 （作者单位：漳州市计量所）