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箱式实验电炉怎么校准?

箱式实验电炉的校准

箱式实验电炉(以下简称箱式炉)由炉体和控制器组成,两者也可组合为一体,炉体一般为台式。其加热元件采用电热合金制成。炉壳采用经处理(外表面喷涂耐热防护漆)的钢板,炉衬选择能满足箱式炉性能要求的耐热材料。箱式炉是应用在煤炭、电力、石化、军工、冶金及涉煤等行业的实验设备。尤其是煤炭、电力行业使用该设备用量大、频次高,因此,对箱式炉的校准尤为重要。现行的检测技术文献是国家标准,但操作繁琐,有些计算也不够合理,本文进行了相关实验和校准方法的研究,下面分几个方面谈一谈箱式炉的校准方法及计算。

1、工作区的确定

校准箱式炉首先确定炉子的工作区,一是用“炉膛尺寸”作为设计参数;二是采用被校准客户提供的“工作区尺寸”确定工作区,如下图(实线部分)示意的尺寸。

 

2、测温点的确定

根据箱式炉工作区的尺寸,设计测温架的大小,确定 5 个测温点,1 个监控点。将 5 个测温点分别位于工作区的中心点和前下左、前上右及后上左、后下右 4 个端角上(如上图 12345 点)。监控点位于控温热电偶端点延伸方向不超过 150mm 处的工作区内,如果中心点距控温热电偶测量点延伸方向不超过 150mm,中心点视为监控点。

 

3、温度校准装置的选择

温度校准装置由测量仪器、热电偶及配套设备等组成,所引入的扩展不确定度,应符合对被校箱式炉炉温均匀度的校准要求(即不确定度值不大于炉温均匀度绝对值的 1/ 3)。

4、校准过程

校准通常在空炉情况下进行。校准前将检测热电偶测量端固定在测温架的各个测温点(如上图 12345)位置上,做好标记。然后,将测温架装入炉内,热电偶参考端引出炉外,依标记序号分别通过转换开关与测量仪器连接。关闭炉门,送电升温,将箱式炉的控温仪表设定到所要求的校准温度。

当炉温达到校准温度,稳定后开始读数。在 60min内,每隔 3min 记录监控点、各个测温点和控温仪表显示的温度一次,共测试 20 次。每一次记录监控点、各个测温点和控温仪表显示的温度应在 1min 内完成。

5、计算

1)炉温均匀度

60min 内工作区规定的各个测温点上,测得的最大、小实际温度分别与监控点实际温度之差,按(2)、(3)公式计算,可求得炉温均匀度。式中:t+ 、△t-—炉温均匀度,℃;tpn—测量仪器测得各个测温点实际温度,℃;m—测量次数;ti—某测温点的瞬时温度值,℃;t j—温度校准装置的修;公式()求得的各测温点实际温度的最大正值,℃ pmax1值,℃;tpmin—公式(1)求得的各测温点实际温度的最小值,℃;tp—公式(1)求得的监控点的实际温度,℃。

2)炉温稳定度

测量仪器在监控点上测得的最大、小温度值与平均值之差,按(4)、(5)公式计算,可求得炉温稳定度。

δ+=th- tp4

δ- =tl- tp5

式中:δ+ 、δ- —炉温稳定度,℃;

tp—求得的监控点温度读数的算术平均值,℃;th—监控点测得的大于 tp 的最大值,℃;tl—监控点测得的小于 tp 的最小值,℃。

炉温稳定度的计算与 GB/ T10066.4- 2004中的计算不一致。根据实验和参照相关的技术文献,本文所述更为合理,能反映炉子的稳定程度和波动方向 上述和(2)校准的内容,是判断箱式炉合格与否的关键内容。

为了更好地校准箱式炉,应采用既合理又易行的校准方法,以适应技术发展的需要,确保校准结果的准确,推动我国箱式炉的生产、校准行业和能源计量的发展。(作者单位:辽宁省产品质量监督检验院,沈阳市法库计量测试所,中国有色(沈阳)冶金机械有限公司)

原文《实验用箱式电阻炉的校准》田忠山 杨卫东 王友新

箱式炉

箱式实验电炉1200℃

 



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