CN102534160B

CN102534160B - 一种热处理炉故障诊断系统

Info

Publication number: CN102534160B
Application number: CN201110460315.0A
Authority: CN
Inventors: 于云飞; 陈邦兴; 李宇轩
Original assignee: HAIYAN CHNSTAR INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: HAIYAN CHNSTAR INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2031-12-31
Also published as: CN102534160A

Abstract

本发明公开了一种热处理炉故障诊断系统，包括与热处理炉连接的检测模块、与检测模块连接的数据采集单元以及与数据采集单元连接的数据处理单元；其中，通过检测模块实时检测出热处理炉内的气氛、炉温和压力等参量，并与设定值进行比较，判断热处理炉是否处于正常工作状态，对热处理炉故障进行诊断。本发明可以将热处理炉的相关数据一次性就测量出来，然后与预设值比较，得出诊断结果，具有便携式、集成性，高精度的优点。

Description

一种热处理炉故障诊断系统

技术领域

本发明属于热处理技术领域，涉及一种热处理炉故障诊断系统。

背景技术

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

热处理中，热处理炉内的气氛(如：氧势、碳势、一氧化碳CO、二氧化碳CO2、甲烷CH4等)、炉温和压力等参量的变化会直接影响热处理后产品的品质。目前，国内热处理行业对于气氛、炉温和压力等参量变化的控制特别是对气氛的控制是薄弱的，很多炉子都没有对气氛控制这一功能。而且，现有技术热处理炉中没有安装系统的全套的可同时测量气氛、炉温、压力等参量的仪器，只有单个的气氛、炉温或压力等参量测量仪器。当热处理炉出现质量问题以后，只能一个一个仪器去测量，如果不知道是什么参量出了问题，就只能全部仪器带着跑，不仅处理效率低，操作不方便，而且测量的准确性差、不全面，花费的成本高。

另外，现有的气氛、炉温或压力等参量测量仪器，通常只设定了一个测量范围和一个测量精度，测量精度低，且测量时只是得到一个在测量范围内或超出测量范围的一个参量，然后只能凭经验去调整相应的参量，寻找可能发生的故障，因此，存在着较大的人为误差和不稳定性，也没有相应的标准可以遵循。

针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷，以便实时检测出热处理炉内的气氛、炉温和压力等参量，并与设定值进行比较，判断热处理炉是否处于正常工作状态，对热处理炉故障进行诊断。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种热处理炉故障诊断系统，以实时检测出热处理炉内的气氛、炉温和压力等参量，并与设定值进行比较，判断热处理炉是否处于正常工作状态。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种热处理炉故障诊断系统，包括与热处理炉连接的检测模块、与检测模块连接的数据采集单元以及与数据采集单元连接的数据处理单元；其中，所述检测模块包括有氧探头单元、压力传感器单元、测温单元、以及气体分析单元；所述氧探头单元用于检测热处理炉内的氧势或碳势，并将所述氧势或碳势传送至所述数据采集单元；所述压力传感器单元用于检测所述热处理炉内的压力值，并将所述压力值传送至所述数据采集单元；所述测温单元用于检测所述热处理炉内的温度值，并将所述温度值传送至所述数据采集单元；所述气体分析单元用于检测所述热处理炉内所含气体的含量值，并将所述气体含量值传送至所述数据采集单元；所述数据采集单元用于接收所述氧探头单元、压力传感器单元、测温单元和气体分析单元的输出数据，将所述输出数据发送至所述数据处理单元；所述数据处理单元用于对所述输出数据进行分析，从而判断所述热处理炉内各项参量是否正常。

进一步地，所述数据处理单元中预先设定有热处理炉内各项参量在热处理中需要的标准值，数据采集单元将采集到的各项参量的实际数据传送至数据处理单元后，数据处理单元将接收到的各参量的实际数据与预先设定的各参量的标准值分别进行比较分析，从而判断所述热处理炉内各项参量是否正常。

进一步地，所述热处理炉内所含气体包括CO、CO2、CH4中的一种或多种。

进一步地，所述氧探头单元的氧势测量范围为0-1140mv，测量精度为±1mv，所述预先设定的氧势参量的标准值处于0-1140mv之内。

进一步地，所述氧探头单元的碳势测量范围为0.01-1.6％C，测量精度为0.01％C，所述预先设定的碳势参量的标准值处于0.01-1.6％C之内。

进一步地，所述CO的精确测量范围为0.00-30.00％，测量精度为0.01％，所述预先设定的CO参量的标准值处于0.00-30.00％之内。

进一步地，所述二氧化碳CO2的精确测量范围为0.000-2.000％，测量精度为0.001％，所述预先设定的CO2参量的标准值处于0.000-2.000％之内。

进一步地，所述甲烷CH4的精确测量范围为0.00-15.00％，测量精度为0.01％，所述预先设定的CH4参量的标准值处于0.00-15.00％之内。

进一步地，所述测温单元可对所述热处理炉作6点或9点炉温均匀性的检测，测温范围为0-1100℃，精度为2‰，所述预先设定的炉温参量的标准值处于0-1100℃之内。

进一步地，所述压力传感器单元的压力测量范围为300-200000Pa，精度为±1Pa，所述预先设定的压力参量的标准值处于300-200000Pa之内。

本发明热处理炉故障诊断系统的有益效果为：

通过检测模块可一次性地、实时地检测出热处理炉内的气氛、炉温和压力等参量，并与各自的预先设定的标准值进行比较，得出一个全面的结论，然后根据结论判断热处理炉是否处于正常工作状态，以及有针对性地对炉子的元器件或者工艺进行调整。相对于现有测量仪器的处理效率低、操作不方便、测量准确性和稳定性差、测量不全面、成本高等诸多缺点，本发明的热处理炉故障诊断系统具备了便携性、集成性、高精度等优点，其可以将热处理炉的相关数据一次性就测量出来，然后与预设值比较，得出诊断结果。

附图说明

图1为本发明热处理炉故障诊断系统实施例的模块框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

请参照图1所示，本发明热处理炉故障诊断系统100连接至热处理炉11，其包括有与热处理炉11连接的检测模块10、与检测模块10连接的的数据采集单元16以及与数据采集单元16连接的数据处理单元17。其中，所述检测模块10包括有氧探头单元12、压力传感器单元13、测温单元14、以及气体分析单元15；所述氧探头单元12用于检测热处理炉11内的氧势或碳势，并将传送至数据采集单元16；所述压力传感器单元13用于检测热处理炉11内的压力值，并将压力值传送至数据采集单元16；所述测温单元14用于检测热处理炉11内的多个温度值，并将温度值传送至数据采集单元16；所述气体分析单元15用于检测热处理炉11内所含气体的含量值，并将气体含量值传送至数据采集单元16；所述数据采集单元16用于接收氧探头单元12、压力传感器单元13、测温单元14和气体分析单元15的输出数据，将输出数据发送至数据处理单元17，由数据处理单元17将所接收到的数据与预先设定值进行比较，判断热处理炉11内各项参量是否正常。数据处理单元17可连接一显示屏(图中未示出)，通过显示屏以将诊断结果显示出来。若检测到的各参量在预先设定的标准值范围内，则判断热处理炉工作正常；若检测到的参量有超出预先设定的标准值范围的，则数据处理单元17会给出相应的告警指令，以提示工作人员调节热处理炉内的参量，工作人员可实时调节热处理炉内的参量，使得热处理炉内的参量恢复正常。

在本发明实施例中，所述氧探头单元12可测量氧势或碳势，氧势的测量范围为0-1140mv，测量精度为±1mv，碳势测量范围为0.01-1.6％C，测量精度为0.01％。所述压力传感器单元13的压力测量范围为300-200000Pa，精度为±1Pa。所述测温单元14可对热处理炉作6点或9点炉温均匀性的检测，测温范围为0-1100℃，精度为2‰。所述气体分析单元15检测的气体包括一氧化碳CO、二氧化碳CO2和甲烷CH4，其中，一氧化碳CO的精确测量范围为0.00-30.00％，测量精度为0.01％；二氧化碳CO2的精确测量范围为0.000-2.000％，测量精度为0.001％；甲烷CH4的精确测量范围为0.00-15.00％，测量精度为0.01％。在所述数据处理单元17中预先设定CO、CO2、CH4、氧势、碳势、温度、压力等热处理中需要的标准值，该预先设定的标准值系处于相应的测量范围之内，即一氧化碳CO预先设定的标准值处于其测量范围0.00-30.00％之内，压力预先设定的标准值处于压力测量范围300-200000Pa之内，同理，针对CO2、CH4、氧势、碳势、温度，不再一一说明。

数据采集单元16将所接收到的氧探头单元12、压力传感器单元13、测温单元14和气体分析单元15的输出数据发送至数据处理单元17，数据处理单元17将接收到的各参量的实际数据(CO、CO2、CH4、氧势、碳势、温度、压力数据)和数据处理单元17内预先设定的各参量的标准值一一分别进行比较：

1、参量的实际数据在预先设定的标准值的范围内，结论显示“符合”；

2、参量的实际数据在标准值的范围以下的，结论显示“偏低”；

3、参量的实际数据在标准值的范围以上的，结论显示“偏高”。

数据处理单元17将各参量的诊断结果通过显示屏显示出来，技术人员通过显示屏，可以知道哪些参量是正常的，而哪些参量偏高、哪些参量偏低，从而可以对热处理炉进行相应的调整或者维修。

通过以上技术方案，可实时获取热处理炉内的各参量，根据获取的参量与各参量设定的标准值进行比较，判断热处理炉的工作状态，若有故障可实时进行处理和维修，提高热处理的效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种热处理炉故障诊断系统，包括与热处理炉连接的检测模块、与检测模块连接的数据采集单元以及与数据采集单元连接的数据处理单元，其特征在于：所述检测模块包括有氧探头单元、压力传感器单元、测温单元、以及气体分析单元；其中，

所述氧探头单元用于检测热处理炉内的氧势或碳势，并将所述氧势或碳势传送至所述数据采集单元，所述氧探头单元的氧势测量范围为0－1140mv，测量精度为±1mv，所述氧探头单元的碳势测量范围为0.01－1.6%C，测量精度为0.01%C；

所述压力传感器单元用于检测所述热处理炉内的压力值，并将所述压力值传送至所述数据采集单元，所述压力传感器单元的压力测量范围为300-10000Pa，精度为±1Pa；

所述测温单元用于检测所述热处理炉内的温度值，并将所述温度值传送至所述数据采集单元，所述测温单元可对所述热处理炉作6点或9点炉温均匀性的检测, 测温范围为0-1100℃，精度为2%；

所述气体分析单元用于检测所述热处理炉内所含气体的含量值，并将所述气体含量值传送至所述数据采集单元，所述热处理炉内所含气体包括CO、CO₂、CH₄中的一种或多种，所述CO的精确测量范围为0.00－30.00%，测量精度为0.01%，所述二氧化碳CO₂的精确测量范围为0.000－2.000%，测量精度为0.001%，所述甲烷CH₄的精确测量范围为0.00－15.00%，测量精度为0.01%；

所述数据处理单元中预先设定有热处理炉内各项参量在热处理中需要的标准值，预先设定的氧势参量的标准值处于0－1140mv之内，预先设定的碳势参量的标准值处于0.01－1.6%C之内，预先设定的压力参量的标准值处于300-200000Pa之内，预先设定的炉温参量的标准值处于0-1100℃之内，预先设定的CO参量的标准值处于0.00－30.00%之内，预先设定的CO₂参量的标准值处于0.000－2.000%之内，预先设定的CH₄参量的标准值处于0.00－15.00%之内；所述数据采集单元用于接收所述氧探头单元、压力传感器单元、测温单元和气体分析单元的输出数据，将所述输出数据发送至所述数据处理单元；

所述数据处理单元用于对所述输出数据进行分析，将接收到的各参量的实际数据和数据处理单元内预先设定的各参量的标准值一一分别进行比较：

若参量的实际数据在预先设定的标准值的范围内，结论显示“符合”，则判断热处理炉工作正常；

若参量的实际数据在标准值的范围以下的，结论显示“偏低”，数据处理单元会给出相应的告警指令；

若参量的实际数据在标准值的范围以上的，结论显示“偏高”，数据处理单元会给出相应的告警指令。