真空爐爐溫均勻性的測定一、真空爐溫度場形成的特點 真空爐的發熱元件一般呈圓形布置。真空加熱相對普通爐來說，其傳熱方式只有輻射，沒有傳導和對流；非真空加熱時有傳導、對流和輻射三種方式，其中對流、傳導根據壓力的不同又與普通爐( 常規壓力) 同。壓力小于1 105Pa ( 絕對壓力，普通爐的近似工作壓力) 時，其對流、傳導作用小于普通爐; 壓力接近工作真空度( 2Pa) 時，其對流、傳導作用基本不存在,工件升溫緩慢，特別是低于600 以下加熱時，加熱更為緩慢，工件溫度相對控溫熱電偶的溫度有一定的滯后現象。 二、真空爐溫度均勻性測量的原理 ( 1) 真空爐溫度均勻性的測定采取爐體控溫系統控制加熱溫度，外加熱電偶進行記錄的測量方式。溫度均勻性的測定儀器有熱電偶轉換開關，WRNK 121 型3mm3000mm 的測量熱電偶，其測量范圍為0 1300 ，日本島電SR93 數顯溫度表、補償導線。測量原理圖見圖1 。 ( 2) 根據KES78. 311. 1 標準有關要求，真空爐爐溫的測量采取有效加熱區9 點測量的方式( 見圖2) 。在600 mm600mm900mm 的有效工作空間內作9 點布置，任一個平面內均有3 個熱電偶( 圖2 中黑點為熱電偶的固定位置) 。 ( 3) 在爐體的爐門端的一側有一測溫口。測量時拆下原蓋板，安裝上帶有9 孔的測溫法蘭，測量熱電偶通過法蘭接入爐腔內并固定在支架上。安裝測量熱電偶時需加密封墊圈、橡膠墊圈及真空脂用壓緊螺栓進行壓緊密封，以防止漏氣( 見圖3) 。 三、真空爐溫度均勻性的測量過程 1. 準備工作 將測量熱電偶及控溫熱電偶按GB/ J351 1996 中華人民共和國國家計量鑒定規程中相關規定進行檢測，檢測合格方能進行爐溫均勻性測定。自爐體拆下測溫孔的蓋板，將9 根經過檢測合格的熱電偶依次穿上密封墊圈、橡膠墊圈，自法蘭孔中引入爐腔內，并依次按圖1 位置固定在位于爐門口支撐架上，支撐架的尺寸為有效加熱尺寸。將支撐架小心地移入爐腔內，放在爐床上，調整其位置，使之恰好與有效加熱空間重合。固定測溫法蘭的熱電偶孔，依次放入密封墊圈，橡膠墊圈上涂布真空脂，旋緊壓緊螺栓，安裝好法蘭。按操作規程手動先后啟動真空機械泵、真空羅茨泵抽真空，直到工作真空度到達2 Pa 后，停機30 mi n ，觀察真空計讀數，看壓升率是否在正常的0. 5Pa/ h 之內,正常則繼續進行爐溫均勻性的測量，不正常則重新調整旋緊螺栓，重新測定壓升率，直到正常，才能繼續進行爐溫均勻性的測定。2. 測定過程 根據工藝需求進行選定測量溫度點為650 、850 和1000 ，在FP21 控溫儀表上，設定升溫曲線。在控制偶到設定溫度120min 后，開始測定各支熱電偶的值。每隔5min 讀取1 次，連續3 次，如果各點溫度在所要求溫度的5 以內，則此溫度點測量完畢，否則繼續等溫，直到溫度均勻或時間到達3h ( 工藝設定的保溫時間) 為止并記錄各點的溫度。調整FP21 表，自650 升溫至850 ，保溫120min，重復650 溫度點測量步驟。 同樣自850 升溫到1100 ，保溫120min，重復650 溫度點測量步驟。以上數據分別填入記錄表中，完成測定后，按正常的空爐冷卻步驟進行降溫。 3. 恢復設備 打開爐門，拉出測量支架，拆開固定熱電偶的鐵絲，拆下法蘭盤，安裝好原蓋板，按正常使用進行壓升率測試，按操作規程手動先后啟動真空機械泵、真空羅茨泵抽真空，直到工作真空度到達2Pa 后，停機30min，觀察真空計讀數，看壓升率是否在正常的0. 5Pa/ h 之內，合格則繼續，設備可以正常使用，否則繼續重新安裝原測溫口蓋板。從測溫法蘭盤中拆下測量熱電偶，注意抽出時要小心取直，以防止折斷、損壞熱電偶。 四、真空爐溫度均勻性測量的數據 1. 控制偶的記錄數據 PID 調節控溫系統中，控制熱電偶與橫河AX104 無紙記錄儀連接，作實時記錄，由FP21 控溫表輸出指令，晶閘管加熱電源開始加熱的同時測量爐腔內的溫度。加熱過程完成后，取出記錄儀中的存儲塊，插入取卡器中，讀出數據，并在橫河DATA Viewer 瀏覽器中查看數據，圓型記錄形式見圖4 。可見其中的溫度、真空度、冷卻水溫曲線及相應的開爐時間。 2. 測量熱電偶的記錄數據 某次650 溫度點測量數據，記錄數據見附表。 3. 數據分析 由表中數據可知，真空爐在650 點溫度均勻性都在5 范圍內，達到真空爐的正常的溫度均勻性的要求，因此判定在該溫度點的溫度均勻性是合格的。 五、結語 ( 1) 真空爐的爐溫均勻性的測量不同于普通爐，測量時需保證爐體的正常工作條件下的真空度及壓升率，才能正確測定爐溫。 ( 2) 由于真空爐