[发明专利]一种金属熔体温度实时测控调整装置及方法

摘要

本发明公开了一种金属熔体温度实时测控调整装置及方法，包括红外测温装置、可编程序逻辑控制器PLC、中频电源功率控制端口，可编程序逻辑控制器PLC连接中频电源功率控制端口，并根据预设的期望温度值控制真空感应炉的加热功率；红外测温装置对真空感应炉坩埚内熔体的温度进行连续测量，热电偶对对真空感应炉坩埚内熔体的温度进行不连续测量，并将测量的温度信号发送给可编程序逻辑控制器PLC；所述可编程序逻辑控制器PLC根据热电偶所测温度信号进行校准，对真空感应炉的加热功率进行调整。本发明同时发挥了红外测温实时性强以及热电偶测温准确度高的优点，使所需测控的温度数值更加准确，提高了所生产产品的质量。

主权项

1.一种金属熔体温度实时测控调整方法，其特征在于，采用金属熔体温度实时测控调整装置，包括真空感应炉自动控温子系统和热电偶测温校准子系统；所述的真空感应炉自动控温子系统包括红外测温装置、可编程序逻辑控制器PLC、中频电源功率控制端口，可编程序逻辑控制器PLC连接中频电源功率控制端口，并根据预设的期望温度值控制真空感应炉的加热功率；所述红外测温装置对真空感应炉坩埚内熔体的温度进行连续测量，并将测量的温度信号发送给可编程序逻辑控制器PLC；所述的热电偶测温校准子系统包括热电偶，所述的热电偶对真空感应炉坩埚内熔体的温度进行不连续测量，并将测量的温度信号发送给可编程序逻辑控制器PLC；所述可编程序逻辑控制器PLC根据热电偶所测温度信号进行校准，对真空感应炉的加热功率进行调整；所述热电偶斜向设置，与真空感应炉内坩埚纵截面的对角线同线，热电偶位于真空感应炉外的部分安装于定位板上并可以沿坩埚纵截面的对角线方向前进或后退，所述定位板上设有长方形滑槽，所述热电偶穿过滑槽并可在滑槽内旋转，热电偶上设有四个定位块，定位块长度加热电偶直径大于长方形滑槽的宽，但小于长方形滑槽的长，第一定位块位于滑槽时，热电偶热端位于坩埚外，第二定位块位于滑槽时，热电偶热端位于坩埚上部侧壁处，第三定位块位于滑槽时，热电偶热端位于坩埚中心处，第四定位块位于滑槽时，热电偶热端位于坩埚底部侧壁处；还包括用于输入操作参数的人机界面，所述人机界面用以预设期望的温度值，并将该温度值发送给可编程序逻辑控制器PLC；所述的红外测温装置通过红外温度信号变送输出装置将温度信号发送给可编程序逻辑控制器PLC的第一输入信号端口，所述的热电偶通过热电偶信号变送输出装置将温度信号发送给可编程序逻辑控制器PLC的第二输入信号端口；所述可编程序逻辑控制器PLC，调用其自带的PID模块，对预设的期待温度值与接收的温度信号进行比较，确定数值之差以及差值的变化率，从而确定输出信号的大小，对中频电源的功率进行控制，达到控制温度的效果；包括如下步骤：(1)在人机界面中设置期望达到的温度数值T4，经PID控制器控制中频感应电源功率自动升温控温一定时间后，坩埚中的熔体温度达到一定温度，通过红外测温装置测得熔体温度数值T1，此时，PID控制器接收的温度信号数值为T3，此时T1＝T3＝T4；(2)将热电偶浸入金属熔体中测量熔体温度，热电偶信号变送输出装置接可编程序逻辑控制器PLC的第二输入信号端口，通过该端口，可以在人机界面中显示热电偶测温装置所测得的温度数值T2；具体为热电偶测量坩埚内不同位置处熔体的温度，并取上述温度的平均值作为热电偶测温装置所测得的温度数值T2，热电偶沿坩埚纵截面的对角线方向运动，以分别测量坩埚底部侧壁处T_B、坩埚中心处T_c、坩埚上部侧壁处的熔体温度T_T，具体为测温时旋转热电偶，使第一定位块穿过滑槽并继续前进，热电偶前进，第二定位块到达滑槽时，旋转热电偶，将第二定位块卡在滑槽上，此时热电偶热端坩埚上部侧壁处，并测量该处熔体温度，测量完毕旋转热电偶，使第二定位块穿过滑槽并继续前进，第三定位块到达滑槽时，旋转热电偶，将第三定位块卡在滑槽上，此时热电偶热端坩埚中心处，并测量该处熔体温度，测量完毕旋转热电偶，使第三定位块穿过滑槽并继续前进，第四定位块到达滑槽时，旋转热电偶，将第四定位块卡在滑槽上，此时热电偶热端坩埚底部侧壁处，并测量该处熔体温度，测量完毕旋转热电偶，使第四定位块穿过滑槽并后退，后退到第一定位块到达滑槽时旋转热电偶，将第一定位块卡在滑槽上，热电偶前端突出坩埚，可编程序逻辑控制器PLC采用如下公式：对上述温度进行处理，得到处理后的热偶测熔体温度T2；(3)将热电偶测温装置所测得的温度数值T2，保存在PLC中的相应内存中，并与红外测温装置测得的温度数值相减，得到差值△T＝T2‑T1，将该值加在PID控制器接收的温度信号数值上，该值传入PID控制器中，由PID控制器控制中频电源功率控制端口进行温度调整，使熔体温度变化，使PID控制器接收的温度信号稳定到T3+△T；(4)以一定的时间间隔重复上述步骤(2)‑步骤(3)，对熔体温度进行调整。