[发明专利]一种热处理炉现场校准系统和方法

说明书

本发明公开了一种热处理炉现场校准系统，包括测温端、温度控制端和主控制端。其中测温端测量有效加热区各检测点温度值。温度控制端控制热电偶冷端补偿温度保持恒定。主控制端控制测温端和温度控制端，并将读取的数据和校准结通过云服务网关发送至云服务器。本发明还提供了一种热处理炉现场校准方法，温度控制端设定冷端温度值，待温度稳定后通过测量端采集各检测点温度值，最终在主控制端处理数据，对于温度均匀性和和温度偏差以及炉温波动性进行校准，大大减少了系统的接线复杂程度并且丰富了系统的功能，提高了整个系统的自动化程度。

技术领域

本发明涉及大型热处理炉校准技术领域，尤其涉及一种热处理炉现场校准系统和方法。

背景技术

热处理在机械基础件、航空航天器件等领域具有广泛运用，而热处理炉是提供炉料热处理加热用的场所，热处理炉有效加热区的加热温度及温度均匀性直接关系到热处理的结果是否满足工艺要求。

随着科学技术的发展，人们对于金属产品和复杂机械零件的需求越来越高，如何更精确地判断热处理炉是否满足工艺要求以及更加自动化、现代化的检测尤为重要。

然而温度控制仪表是否准确可靠地工作以及仪表反映的是否是炉内真实温度、炉子的性能和保温精度以及控温方式都必须靠现场校温来保证。当前热处理炉现场的温度测量大多是通过热电偶传感器采集其电动势并通过补偿节点最后连接到二次测温仪表上的，这样无法保证现场的冷端精度，直接测量会使前期布线和记录数据的工作十分繁重，给工作人员增加工作量，并且热处理的现场校准过程是漫长的，也对工作人员的健康造成了影响。

发明内容

本发明的目的：针对目前现有的热处理炉现场温度测量环境恶劣、温度采集时无法自动处理大量数据、冷端补偿误差大等问题，提出一种热处理炉现场校准系统和方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种热处理炉现场校准系统和方法，所述系统包括测温端、温度控制和主控制端。

所述测温端设置有：热电偶传感器，用于测量热处理炉有效加热区各检测点的温度；低热电势多路扫描开关，用于选取特定通道的热电偶传感器，将选取通道信号输出给温度采集芯片；温度采集芯片，用于采集热电偶传感器的温度并结合温度控制端进行冷端补偿；

温度控制端上设置有：半导体制冷装置，用于为热电偶传感器冷端补偿结点提供冷端恒温环境；温控器，用于控制和驱动半导体制冷装置达到目标温度。

主控制端上设置有：单片机，用于配置温度采集芯片并将得到的温度数值传输至嵌入式触摸屏以及控制低热电势多路扫描开关切换至指定测量通道；嵌入式触摸屏，用于控制单片机和温控器，显示热电偶温度测量值以及整体系统的重要参数；云服务器网关，用于将嵌入式触摸屏接收到的处理结果和测量数据发送到云服务器，并能在远端根据操作需求发送指令给嵌入式触摸屏。

进一步的,所述温度采集芯片具有0.1℃的精度和0.001℃的分辨率，对温度传感器直接进行数字化处理。

进一步的，所述温度采集芯片与单片机通过SPI通信接口传输，通过中断采集当前通道的温度值。

进一步的，所述低热电势多路扫描开关设有分区隔离其产生的热电势不影响温度测量结果。

进一步的，所述单片机、温控器和嵌入式触摸屏通过485总线连接。

进一步的，嵌入式触摸屏上显示的整体系统重要参数有冷端温度、低热电势多路扫描开关状态和温控器PID参数。

进一步的，所述云服务器网关与嵌入式触摸屏通过ModBus协议进行通讯。

相应地，本发明提出一种热处理炉现场校准系统和方法，包括以下步骤：

步骤1：系统进行供电、初始化，单片机对于温度采集芯片和嵌入式触摸屏通讯进行配置和初始化，嵌入式触摸屏对于云服务器网关和温控器进行配置和初始化。