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盐浴炉温度控制系统的使用和设计

盐浴炉温度控制系统的使用和设计

盐浴炉salt-bath furnace指用熔融盐液作为加热介质、将工件浸入盐液内加热的工业炉。
本系统采用晶闸管调功实现盐浴炉的温度控制，即通过控制晶闸管导通与关断的周波数比率，从而达到调功的目的。

盐浴炉salt-bath furnace指用熔融盐液作为加热介质、将工件浸入盐液内加热的工业炉。盐浴炉温度控制系统用S型热电偶检测温度信号，有冷端补偿，温度信号通过放大、采样保持、模数转换再送单片机保存，采用分段查表法获取各点温度。选用可控硅过零触发自动控制盐浴炉温度，控制周期为2s。可按预设温度曲线进行加热，并可实时显示加温曲线。

1）系统总体方案

本系统采用晶闸管调功实现盐浴炉的温度控制，即通过控制晶闸管导通与关断的周波数比率，从而达到调功的目的。晶闸管的触发由单片机控制，通过单片机编程可方便地实现按预定温度曲线进行加热。

盐浴炉炉温由热电偶感应，通过信号放大、采样保持、A/D转换，再由单片机进行数据处理及线性化校正，以实现盐浴炉实际温度的检测和显示。其系统总体框图如下：

2）温度检测电路

盐浴炉常用温度在800～1500℃之间，热电偶是测温的一次仪表，对它的选择将直接影响检测精度。目前测温常选用K型镍铬-镍硅热电偶，它具有较好的温度-热电势线性度，便于后续数据处理，但它不宜长期在1300℃左右的高温下使用。因此，这里选用S型铂铑-铂热电偶，其测温范围为0～1600℃，它与K型相比，有较高的精度，但它的线性度较差。

为此，采取每10℃分一段，800～1500℃之间共分70段，在每一段中取各段中点的热电势率K作为各段诸点热电热率的平均值。该近似修正方法误差小，不超过放大电路和A/D转换等环节所产生的误差。热电偶温度检测与放大电路如下图。

其中Vi为热电偶感应的热电势输入，经自稳零高精度运放ICL7650放大后，

V01=(R4+R5)*Vi/R4

再由**级运放μA741放大后

V02=(R8+R7)·(R4+R5)·Vi/R4R5

后，为实现阻抗变换匹配需射极跟随器，也由μA741实现。A/D转换选用ADC0809，数字量送单片机，进行数值处理后得实际炉温，送LED显示。

3）过零检测及晶闸管触发电路

本系统采用双向晶闸管，即可控硅作为输出功率控制部件，通过可控硅调压来实现交流调功。触发有两种方法，即移相触发和过零触发。移相触发是通过改变电压调节导通角来实现调压，但改变电压波形。过零触发不改变电压的波形而只改变电压全波通过的次数。过零检测及晶闸管触发电路见下图。

案例图片及盐浴炉专用热电偶

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