CN111174944B - 一种热工艺设备的热电偶定位装置及其精度校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热工艺设备的热电偶定位装置，包括底盘，底盘安装在热工艺设备上，底盘上设置有至少两个与热工艺设备内部连通的测试孔；以及若干高度不同的定位盘，定位盘上对应测试孔设置有至少两个限位孔。本发明还公开了一种热工艺设备的精度校验方法，将测试电偶和校验电偶分别依次穿过定位盘的限位孔和底盘的测试孔插入热工艺设备内，根据定位盘确定热电偶的插入深度；并通过热工艺设备加热后，热工艺设备的温度测量仪、校验电偶、测试电偶的测试数据相比较，进行热工艺设备的温度测量系统精度校验及其精度校验方法。

Description

一种热工艺设备的热电偶定位装置及其精度校验方法

技术领域

本发明涉及热工艺设备控制技术领域，具体涉及一种热工艺设备的热电偶定位装置及其精度校验方法。

背景技术

热工艺设备的系统精度校验，是用一套由测试仪表和测试传感器组成的测试系统，校验由工作传感器和工作仪表组成的工作系统反映温度的准确性。系统精度校验涉及到热处理、表面处理、复材胶接、热成形、锻造铸造等几乎所有热工艺的设备，因此在制造业的热加工中得到广泛应用。系统精度校验是一种重要的、不可缺少的技术。

目前进行系统精度校验的方法为：当校验周期到期后，停止生产，将测试传感器布置在设备的工艺传感器旁，然后将设备升至某个工作温度进行校验，校验完成并且结果合格，将设备的温度降下来，直至取出测试传感器后，再恢复生产。

这样的操作方法，存在三个问题：（1）能源浪费：为了进行系统精度校验，热工艺设备需处于空炉状态，待完成系统精度校验后再重新升温，至少需要半天的时间，不仅浪费电能，也影响正常生产进度；（2）测试准确度较差：系统精度校验的测试热电偶放入的位置应尽可能靠近工艺热电偶，并且与初次校验处于相同的方位与深度，一般操作方法无法保证实现此规定，因此造成系统测试精度准确性较差，不能准确反映热工艺设备的真实工作状态；（3）存在影响温度控制的隐患：在测试热电偶安装过程中，很可能会造成工艺热电偶的位移，尤其是控制热电偶的位置变化会造成温度场的变化，当控制偶放置在温度比较敏感的区域时，控制偶稍小的位移，即可能造成设备温场分布较大的变化并导致零件硬度、电导率不佳，甚至零件过烧报废。

发明内容

本发明针对现有技术，提供了一种热工艺设备的热电偶定位装置。

本发明还公开了一种热工艺设备的精度校验方法，采用热电偶定位装置安装测试电偶和校验电偶，

本发明所公开的一种热工艺设备的热电偶定位装置，用于安装热电偶，包括底盘，底盘安装在热工艺设备上，底盘上设置有至少两个与热工艺设备内部连通的测试孔；以及若干高度不同的定位盘，定位盘上对应测试孔设置有至少两个限位孔，定位盘与底盘可拆卸连接；热电偶包括测试电偶和校验电偶，测试电偶和校验电偶分别依次穿过定位盘的限位孔和底盘的测试孔插入热工艺设备内。

上述技术方案采用定位盘和底盘将测试电偶和校验电偶插入热工艺设备内，保证了热测试电偶和校验电偶的相互平行、不碰撞，同时也使测试电偶和校验电偶的距离尽可能的接近，提高测试电偶与校验电偶的测试点尽可能的接近，避免测试点差距较大影响测试结果，进而影响系统的校验精度。同时，定位盘有不同高度，使其可以相同的热电偶在不同热工艺设备中的不同插入深度，使其适用于不同的热工艺设备；同时便于同一热工艺设备测量不同位置的温度，实现热工艺设备不同位置的温度测量，进而可进行热工艺设备不同位置的温度校验。

进一步地，底盘靠近定位盘的一侧设置有定位槽，定位盘嵌入定位槽内，使定位盘与底盘的快速定位。

进一步地，定位槽为非对称结构的异形槽；定位盘为非轴线对称的异形柱状结构，无需调整定位盘即可实现限位孔和测试孔对齐，实现定位盘上的限位孔和底盘上的测试孔快速对齐。

进一步地，定位盘和底盘磁性连接，使定位盘安装和拆卸都无需其他工具、零件，拆装方便简单快捷。

进一步地，定位盘远离底盘一面设置有两个分别与两个限位孔同轴的限位槽，热电偶上均设置有可嵌入限位槽的限位块，使热电偶嵌入限位孔内后难以发生偏移，即便测试电偶和校验电偶距离非常接近，也难以发生相互碰撞。

本发明采用上述任一项结构，还公开了一种热工艺设备的精度校验方法：将测试电偶和校验电偶分别依次穿过定位盘的限位孔和底盘的测试孔插入热工艺设备内，根据定位盘确定热电偶的插入深度；并通过热工艺设备加热后，热工艺设备的温度测量仪、校验电偶、测试电偶的测试数据相比较，进行热工艺设备的温度测量系统精度校验。

其具体包括以下步骤：

S1）根据待检测的位置选择适合的定位盘；并将定位盘嵌入底盘的定位槽中；

S2）将测试电偶和校验电偶分别通过定位盘和底盘插入热工艺设备中，记录测试电偶和校验电偶的插入深度和初始温度；

S3）将热加工处理的零件放入热工艺设备中，关闭炉门并升温至零件保温点；

S4）待热工艺设备内部炉膛温度达到零件保温温度并且稳定后，将测试电偶、校验电偶采集的温度数据与温度测量仪显示的温度数据进行比较，进行系统精度校验；

S5）待系统精度校验测试完成后，将热电偶从热工艺设备中取出。

进一步地，一种热工艺设备的热电偶定位装置，其结构还可以如下：包括底盘，底盘安装在热工艺设备上，底盘上设置有至少两个与热工艺设备内部连通的测试孔；以及若干高度不同的定位盘，定位盘侧壁上对应测试孔设置有至少两个沿定位盘侧壁延伸的半圆槽，定位盘与底盘可拆卸连接；底盘靠近定位盘的一侧设置有定位槽，定位盘嵌入定位槽内；底盘的侧壁与半圆槽围成热电偶穿过定位盘的通孔；热电偶包括测试电偶和校验电偶，测试电偶和校验电偶分别依次穿过定位盘和底盘插入热工艺设备内，便于不完全退出热电偶，即可将定位盘取出，更换上不同高度的定位盘，实现热工艺设备内不同位置的温度检测；同时，由于热电偶无需完全取出热工艺设备，不会造成热电偶多次骤冷骤热，延长了热电偶的使用寿命和测量精度。

本发明采用上述结构，还公开了一种热工艺设备的精度校验方法，将测试电偶和校验电偶分别依次穿过定位盘和底盘插入热工艺设备内，在热工艺设备加热保温过程中，根据更换定位盘测量热电偶在不同插入深度时的温度变化，并通过比较热工艺设备的温度测量仪、校验电偶、测试电偶的测试数据，校验热工艺设备的温度测量系统精度。

具体包括以下步骤：

A1）根据待检测的位置选择适合的定位盘；并将定位盘嵌入底盘的定位槽中；

A2）将测试电偶和校验电偶分别通过定位盘和底盘插入热工艺设备中，记录测试电偶和校验电偶的插入深度和初始温度；

A3）将热加工处理的零件放入热工艺设备中，关闭炉门并升温至零件保温点；

A4）待热工艺设备内部炉膛温度达到零件保温温度并且稳定后，记载测试电偶、校验电偶和温度测量仪采集的温度数据；

A5）将测试电偶和校验电偶部分退出热工艺设备，然后取出定位盘，再换上其他高度的定位盘，并将测试电偶和校验电偶复位，记载测试电偶、校验电偶和温度测量仪采集的温度数据；

A6）重复步骤A5）至少5次，得到热工艺设备中不同位置的温度变化曲线，校验热工艺设备的温度测量系统精度。

A7）待系统精度校验测试完成后，将热电偶从热工艺设备中取出。

附图说明

图1为本发明的一些实施例中的热电偶定位装置的结构示意图；

其中：1—底盘，11—测试孔，12—定位槽，2—定位盘，21—限位孔，22—限位槽，3—测试电偶，4—校验电偶。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，一种热工艺设备的热电偶定位装置，用于安装热电偶，包括底盘1，底盘1安装在热工艺设备上，底盘1上设置有至少两个与热工艺设备内部连通的测试孔11；以及若干高度不同的定位盘2，定位盘2上对应测试孔11设置有至少两个限位孔21，定位盘2与底盘1可拆卸连接；热电偶包括测试电偶3和校验电偶4，测试电偶3和校验电偶4分别依次穿过定位盘2的限位孔21和底盘1的测试孔11插入热工艺设备内。

在一些实施例中，底盘1靠近定位盘2的一侧设置有定位槽12，定位盘2嵌入定位槽12内，使定位盘2与底盘1的快速定位。

在一些实施例中，定位槽12为非对称结构的异形槽；定位盘2为非轴线对称的异形柱状结构，无需调整定位盘2即可实现限位孔21和测试孔对齐，实现定位盘2上的限位孔21和底盘1上的测试孔快速对齐。

可选地，定位盘2为非轴线对称的异形柱状结构可以为边沿设置有任意凸起的圆柱体或者矩形柱、六边形柱；也可以为任一两条边都不平行的方形柱、多边形柱。

在一些实施例中，定位盘2和底盘1磁性连接，使定位盘2安装和拆卸都无需其他工具、零件，拆装方便简单快捷。

在一些实施例中，定位盘2远离底盘1一面设置有两个分别与两个限位孔21同轴的限位槽22，热电偶上均设置有可嵌入限位槽22的限位块，使热电偶嵌入限位孔21内后难以发生偏移，即便测试电偶3和校验电偶4距离非常接近，也难以发生相互碰撞。

在一些实施例中，一种热工艺设备的热电偶定位装置，其结构还可以如下：包括底盘1，底盘1安装在热工艺设备上，底盘1上设置有至少两个与热工艺设备内部连通的测试孔11；以及若干高度不同的定位盘2，定位盘2侧壁上对应测试孔11设置有至少两个沿定位盘2侧壁延伸的半圆槽，定位盘2与底盘1可拆卸连接；底盘1靠近定位盘2的一侧设置有定位槽12，定位盘2嵌入定位槽12内；底盘1的侧壁与半圆槽围成热电偶穿过定位盘2的通孔；热电偶包括测试电偶3和校验电偶4，测试电偶3和校验电偶4分别依次穿过定位盘2和底盘1插入热工艺设备内，便于不完全退出热电偶，即可将定位盘2取出，更换上不同高度的定位盘2，实现热工艺设备内不同位置的温度检测；同时，由于热电偶无需完全取出热工艺设备，不会造成热电偶多次骤冷骤热，延长了热电偶的使用寿命和测量精度。

本发明基于上述热电偶的定位装置，还公开了一种热工艺设备的精度校验方法，该方法将测试电偶3和校验电偶4分别依次穿过定位盘2的限位孔21和底盘1的测试孔11插入热工艺设备内，根据定位盘2确定热电偶的插入深度；并通过热工艺设备加热后，热工艺设备的温度测量仪、校验电偶4、测试电偶3的测试数据相比较，进行热工艺设备的温度测量系统精度校验。

其具体包括以下步骤：S1）根据待检测的位置选择适合的定位盘2；并将定位盘2嵌入底盘1的定位槽12中；

S2）将测试电偶3和校验电偶4分别通过定位盘2和底盘1插入热工艺设备中，记录所述测试电偶3和校验电偶4的插入深度和初始温度；

S3）将热加工处理的零件放入热工艺设备中，关闭炉门并升温至零件保温点；

S4）待热工艺设备内部炉膛温度达到零件保温温度并且稳定后，将测试电偶3、校验电偶4采集的温度数据与温度测量仪显示的温度数据进行比较，进行系统精度校验；

S5）待系统精度校验测试完成后，将热电偶从热工艺设备中取出。

在一些实施例中，该方法将测试电偶3和校验电偶4分别依次穿过所述定位盘2和所述底盘1插入热工艺设备内，在热工艺设备加热保温过程中，根据更换所述定位盘2测量热电偶在不同插入深度时的温度变化，并通过比较热工艺设备的温度测量仪、校验电偶4、测试电偶3的测试数据，校验热工艺设备的温度测量系统精度。

其具体包括以下步骤：

A1）根据待检测的位置选择适合的所述定位盘2；并将所述定位盘2嵌入所述底盘1的所述定位槽12中；

A2）将所述测试电偶3和所述校验电偶4分别通过所述定位盘2和所述底盘1插入热工艺设备中，记录所述测试电偶3和校验电偶4的插入深度和初始温度；

A3）将热加工处理的零件放入热工艺设备中，关闭炉门并升温至零件保温点；

A4）待热工艺设备内部炉膛温度达到零件保温温度并且稳定后，记载测试电偶3、校验电偶4和温度测量仪采集的温度数据；

A5）将测试电偶3和校验电偶4部分退出热工艺设备，其退出距离为略大于定位盘2嵌入定位槽12内的长度，即可取出定位盘2，再换上其他高度的定位盘2，并将测试电偶3和校验电偶4复位，记载测试电偶3、校验电偶4和温度测量仪采集的温度数据；

A6）重复步骤A5）至少5次，得到热工艺设备中不同位置的温度变化曲线，校验热工艺设备的温度测量系统精度。

A7）待系统精度校验测试完成后，将热电偶从热工艺设备中取出。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热工艺设备的热电偶定位装置，用于安装热电偶，其特征在于：包括

底盘，底盘安装在热工艺设备上，底盘上设置有至少两个与热工艺设备内部连通的测试孔；以及

若干高度不同的定位盘，定位盘上对应测试孔设置有至少两个限位孔，定位盘与底盘可拆卸连接；

定位盘远离底盘一面设置有两个分别与两个限位孔同轴的限位槽，热电偶上均设置有可嵌入限位槽的限位块；

热电偶包括测试电偶和校验电偶，测试电偶和校验电偶分别依次穿过定位盘的限位孔和底盘的测试孔插入热工艺设备内，并通过限位块与限位槽形成限位结构。

2.根据权利要求1的一种热工艺设备的热电偶定位装置，其特征在于：底盘靠近定位盘的一侧设置有定位槽，定位盘嵌入定位槽内。

3.根据权利要求2的一种热工艺设备的热电偶定位装置，其特征在于：定位槽为非对称结构的异形槽；定位盘为非轴线对称的异形柱状结构。

4.根据权利要求1~3任一项的一种热工艺设备的热电偶定位装置，其特征在于：定位盘和底盘磁性连接。

5.一种热工艺设备的热电偶定位装置，其特征在于：包括底盘，底盘安装在热工艺设备上，底盘上设置有至少两个与热工艺设备内部连通的测试孔；以及

若干高度不同的定位盘，定位盘侧壁上对应测试孔设置有至少两个沿定位盘侧壁延伸的半圆槽，定位盘与底盘可拆卸连接；

底盘靠近定位盘的一侧设置有定位槽，定位盘嵌入定位槽内；

底盘的侧壁与半圆槽围成热电偶穿过定位盘的通孔；热电偶包括测试电偶和校验电偶，测试电偶和校验电偶分别依次穿过定位盘和底盘插入热工艺设备内。

6.一种热工艺设备的精度校验方法，其特征在于：采用权利要求1~4的任一项结构，将测试电偶和校验电偶分别依次穿过定位盘的限位孔和底盘的测试孔插入热工艺设备内，根据定位盘确定热电偶的插入深度；并通过热工艺设备加热后，热工艺设备的温度测量仪、校验电偶、测试电偶的测试数据相比较，进行热工艺设备的温度测量系统精度校验。

7.根据权利要求6的一种热工艺设备的精度校验方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1）根据待检测的位置选择适合的定位盘；并将定位盘嵌入底盘的定位槽中；

S2）将测试电偶和校验电偶分别通过定位盘和底盘插入热工艺设备中，记录测试电偶和校验电偶的插入深度和初始温度；

S3）将热加工处理的零件放入热工艺设备中，关闭炉门并升温至零件保温点；

S4）待热工艺设备内部炉膛温度达到零件保温温度并且稳定后，将测试电偶、校验电偶采集的温度数据与温度测量仪显示的温度数据进行比较，进行系统精度校验；

S5）待系统精度校验测试完成后，将热电偶从热工艺设备中取出。

8.一种热工艺设备的精度校验方法，其特征在于：采用权利要求5结构，将测试电偶和校验电偶分别依次穿过定位盘和底盘插入热工艺设备内，在热工艺设备加热保温过程中，根据更换定位盘测量热电偶在不同插入深度时的温度变化，并通过比较热工艺设备的温度测量仪、校验电偶、测试电偶的测试数据，校验热工艺设备的温度测量系统精度。

9.根据权利要求8的一种热工艺设备的精度校验方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

A1）根据待检测的位置选择适合的定位盘；并将定位盘嵌入底盘的定位槽中；

A2）将测试电偶和校验电偶分别通过定位盘和底盘插入热工艺设备中，记录测试电偶和校验电偶的插入深度和初始温度；

A3）将热加工处理的零件放入热工艺设备中，关闭炉门并升温至零件保温点；

A4）待热工艺设备内部炉膛温度达到零件保温温度并且稳定后，记载测试电偶、校验电偶和温度测量仪采集的温度数据；

A5）将测试电偶和校验电偶部分退出热工艺设备，然后取出定位盘，再换上其他高度的定位盘，并将测试电偶和校验电偶复位，记载测试电偶、校验电偶和温度测量仪采集的温度数据；

A6）重复步骤A5）至少5次，得到热工艺设备中不同位置的温度变化曲线，校验热工艺设备的温度测量系统精度；

A7）待系统精度校验测试完成后，将热电偶从热工艺设备中取出。

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