CN117472115B - 基于真空烧结炉的温度控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于真空烧结炉的温度控制系统，包括：数据采集单元、数据分析单元、异常分析单元和信息输出单元，本发明涉及真空烧结炉温度控制技术领域，解决了人为调节会对烧结炉内的温度造成影响，没有根据数据来进行系统的计算，会造成温度调节存在误差的技术问题，本发明通过对真空烧结炉内的温度进行实时监测，并针对出现温度异常的情况进行分析，进一步地根据加热设备的功率来判断当前加热设备是否需要对其功率进行调节，同时在对加热设备判断的过程中也能够检测出加热设备工作状态是否出现异常，接着通过对加热设备的工作效率进行计算分析，得到具体的调节方式，避免人为根据经验调节，造成温度控制存在差异的情况。

Description

基于真空烧结炉的温度控制系统

技术领域

本发明涉及真空烧结炉温度控制技术领域，具体为基于真空烧结炉的温度控制系统。

背景技术

真空烧结炉是指在真空环境中对被加热物品进行保护性烧结的炉子，其加热方式比较多，如电阻加热、感应加热、微波加热等。真空烧结炉是利用感应加热对被加热物品进行保护性烧结的炉子，可分为工频、中频、高频等类型，可以归属于真空烧结炉的子类。

部分现有的真空烧结炉温度控制系统在对其进行温度控制的时候，通过对其内部的温度进行实时监测，针对出现的异常情况来进行及时的温度调节，但是这样的调节方式依赖人为进行调节，同时人为调节的过程中没有根据当前产生的数据进行合理的调节，进一步地会对温度调节造成一定的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于真空烧结炉的温度控制系统，解决了人为调节会对烧结炉内的温度造成影响，没有根据数据来进行系统的计算，会造成温度调节存在误差的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于真空烧结炉的温度控制系统，包括：数据采集单元、数据分析单元、异常分析单元、功率调节单元、设备监测单元和信息输出单元。

数据采集单元，通过设置的温度传感器对真空烧结炉内的实时温度进行获取，并将获取到的实时温度传输到是数据分析单元。且设置的温度传感器具有耐高温的性质。

数据分析单元，用于对获取到的实时温度进行分析，具体的分析方式如下：

将获取到的实时温度Ws与预存的正常温度Wz进行比较，且正常温度Wz为一个范围值，如果实时温度Ws超过或者低于正常温度Wz，则表示真空烧结炉内的温度存在异常，并生成温度异常信号，如果实时温度Ws等于正常温度Wz，则表示真空烧结炉内的温度正常，并生成温度正常信号，且等于正常温度表示为存在正常温度的范围区间内；

针对生成的温度正常信号，系统会持续地对真空烧结炉内的温度进行检测，而针对生成的温度异常信号，系统会对温度异常进行分析并做出相应的调整。

异常分析单元，对生成的温度异常信号进行分析，且具体的分析方式如下：

S1：获取到整体的工作时长记作T，同时获取到加热设备的实时功率记作Gs，并判断工作时长T内加热设备是否存在功率调节，若不存在功率调节，则对加热设备的具体分析如下：

计算工作时长T内加热设备的工作效率，具体的计算公式为XL=T×Gs×a×b，其中a和b均为影响因子，且a和b均为范围值，a的取值范围为[0.4，0.51]，b的取值范围为[0.3，0.46]，具体数值由操作人员自行设定，实际上计算得到的工作效率存在范围区间，一个最大值和一个最小值，并将计算得到的工作效率XL与实时温度Ws进行比较，且此处的工作效率表示为以功率Gs工作T时间真空烧结炉内的温度，如果工作效率XL存在较大差异，则表示加热设备存在异常，并生成设备异常信号，如果工作效率XL与实时温度Ws相同，则表示需要对加热设备的实时功率进行调节，并生成功率调节信号；

S2：若存在功率调节，则对加热设备的具体分析如下：

获取到调节前的功率记作Gn，且n=1、2、…、m，m表示为调节的次数，同时获取到调节功率对应的工作时长记作Tn，接着将工作时长Tn和调节功率Gn代入公式计算得到工作时长T内真空烧结炉的温度，并将其与实时温度Ws进行比较，如果工作效率XL存在较大差异，则表示加热设备存在异常，并生成设备异常信号，如果工作效率XL与实时温度Ws相同，则表示需要对加热设备的实时功率进行调节，并生成功率调节信号。

功率调节单元，用于获取到传输的功率调节信号，并对加热设备的功率进行调节，且具体的调节方式如下：

P1：获取到实时温度Ws，同时计算实时温度Ws与正常温度Wz的差值记作调节温度Wc，且计算的时候以正常温度区间最小值进行计算的，并获取到加热设备的最大功率记作Gmax，接着根据最大功率计算调节温度Wc所需要的时间，其中a为影响因子；

P2：接着对时间Tc进行判断，如果时间Tc满足当前真空烧结炉的工作需求，也就是工作时间Tx，则按照加热设备最大功率Gmax工作Tc时间，并对工作过程进行监测，同时将调节信息传输到信息输出单元，且默认在实际生产过程中不存在时间Tc不满足的情况。

有益效果

本发明提供了基于真空烧结炉的温度控制系统。与现有技术相比具备以下有益效果：

本发明通过对真空烧结炉内的温度进行实时监测，并针对出现温度异常的情况进行分析，进一步地根据加热设备的功率来判断当前加热设备是否需要对其功率进行调节，同时在对加热设备判断的过程中也能够检测出加热设备工作状态是否出现异常，接着通过对加热设备的工作效率进行计算分析，得到具体的调节方式，避免人为根据经验调节，造成温度控制存在差异的情况。

附图说明

图1为本发明系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本申请提供了基于真空烧结炉的温度控制系统，包括：数据采集单元，数据分析单元、异常分析单元、功率调节单元、设备监测单元和信息输出单元。

数据采集单元，通过设置的温度传感器对真空烧结炉内的实时温度进行获取，并将获取到的实时温度传输到是数据分析单元。且设置的温度传感器具有耐高温的性质。

数据分析单元，用于对获取到的实时温度进行分析，具体的分析方式如下：

将获取到的实时温度Ws与预存的正常温度Wz进行比较，且正常温度Wz为一个范围值，如果实时温度Ws超过或者低于正常温度Wz，则表示真空烧结炉内的温度存在异常，并生成温度异常信号，如果实时温度Ws等于正常温度Wz，则表示真空烧结炉内的温度正常，并生成温度正常信号，且等于正常温度表示为存在正常温度的范围区间内；

针对生成的温度正常信号，系统会持续地对真空烧结炉内的温度进行检测，而针对生成的温度异常信号，系统会对温度异常进行分析并做出相应的调整。

异常分析单元，对生成的温度异常信号进行分析，且具体的分析方式如下：

S1：获取到整体的工作时长记作T，同时获取到加热设备的实时功率记作Gs，并判断工作时长T内加热设备是否存在功率调节，若不存在功率调节，则对加热设备的具体分析如下：

计算工作时长T内加热设备的工作效率，具体的计算公式为XL=T×Gs×a×b，其中a和b均为影响因子，且a和b均为范围值，a的取值范围为[0.4，0.51]，b的取值范围为[0.3，0.46]，具体数值由操作人员自行设定，实际上计算得到的工作效率存在范围区间，一个最大值和一个最小值，并将计算得到的工作效率XL与实时温度Ws进行比较，且此处的工作效率表示为以功率Gs工作T时间真空烧结炉内的温度，如果工作效率XL存在较大差异，则表示加热设备存在异常，并生成设备异常信号，如果工作效率XL与实时温度Ws相同，则表示需要对加热设备的实时功率进行调节，并生成功率调节信号；

S2：若存在功率调节，则对加热设备的具体分析如下：

获取到调节前的功率记作Gn，且n=1、2、…、m，m表示为调节的次数，同时获取到调节功率对应的工作时长记作Tn，接着将工作时长Tn和调节功率Gn代入公式计算得到工作时长T内真空烧结炉的温度，并将其与实时温度Ws进行比较，如果工作效率XL存在较大差异，则表示加热设备存在异常，并生成设备异常信号，如果工作效率XL与实时温度Ws相同，则表示需要对加热设备的实时功率进行调节，并生成功率调节信号；

结合实际情况分析，如果在实时功率Gs之前存在两次调节，则获取到两次调节对应的功率分别记作G1和G2，同时获取到功率G1和G2对应的工作时长记作T1和T2，接着再将得到的数据代入公式XL1=（T1×G1×a×b）+（T2×G2×a×b），最终计算得到真空烧结炉内的温度XL1，然后再与实时温度Ws进行比较。

功率调节单元，用于获取到传输的功率调节信号，并对加热设备的功率进行调节，且具体的调节方式如下：

P1：获取到实时温度Ws，同时计算实时温度Ws与正常温度Wz的差值记作调节温度Wc，且计算的时候以正常温度区间最小值进行计算的，并获取到加热设备的最大功率记作Gmax，接着根据最大功率计算调节温度Wc所需要的时间，其中a为影响因子；

P2：接着对时间Tc进行判断，如果时间Tc满足当前真空烧结炉的工作需求，也就是工作时间Tx，则按照加热设备最大功率Gmax工作Tc时间，并对工作过程进行监测，同时将调节信息传输到信息输出单元，且默认在实际生产过程中不存在时间Tc不满足的情况。

设备监测单元，用于对调节后的加热设备温度进行监测，且具体的监测方式如下：

A1：以时间周期t为时间间隔，对加热设备的温度进行获取并记作Wk，接着对加热设备温度Wk进行周期性分析，获取相邻两个时间周期对应加热设备的温度差值，并对温度差值与预设值YS1进行比较，若温度差值超过预设值，则表示加热设备温度变化异常，需要对加热设备整体的功率进行调节，若温度差值未超过预设值，则表示加热设备温度变化正常，同时对加热设备进行正常的监测；

A2：针对需要对加热设备整体功率进行调节的情况，具体的调节分析方式如下：

获取到真空烧结炉内的实时温度Ws，并判断是否处于正常温度Wz范围内，如果处于正常温度范围内，则根据历史记录来对加热设备的功率进行调节，其中历史数据通过数据采集单元获取，获取到历史记录中正常温度下加热设备对应的功率，并将其作为功率调节标准，同时生成设备功率信息；

如果不处于正常温度范围内，计算真空烧结炉内实时温度与正常温度的差值，并将计算得到的温度差值与预设值YS2进行比较，此处的预设值与上述的预设值不同，预设值YS2表示的为判断加热设备温度异常时对应的温度判断值，也就是表示如果温度差值小于预设值YS2，则根据历史记录中正常温度下加热设备对应的功率来对加热设备的功率进行调节，如果温度差值大于预设值YS2，则将加热设备的功率进行下调，且下调的方式为将功率下调一个挡位。

结合实际分析，加热设备在加热工作过程中会根据实际需求来进行功率的调节，比如加热设备存在五个功率挡位，从一到五功率逐渐增大，一开始是以功率五档进行工作的，在以五档工作的过程中，加热设备存在温度异常，则将其进行下调一个挡位，此时的工作功率挡位则为四档，且默认正常工作下的工作功率挡位为三挡。

信息输出单元，用于获取到传输的调节信息和设备功率信息，并将其通过显示设备显示给操作人员。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (3)

1.基于真空烧结炉的温度控制系统，其特征在于，包括：

数据分析单元，用于将获取到的真空烧结炉实时温度与预存的正常温度进行比较，判断实时温度是否存在异常，得到温度正常信号和温度异常信号，且对实时温度具体的判断方式如下：

将获取到的实时温度Ws与预存的正常温度Wz进行比较，若实时温度Ws超过或者低于正常温度Wz，则生成温度异常信号，同时对真空烧结炉内的实时温度进行监测，若实时温度Ws等于正常温度Wz，则生成温度正常信号；

对温度异常信号的具体分析方式如下：

将加热设备的工作时长记作T，同时将加热设备的实时功率记作Gs，并判断工作时长T内加热设备是否存在功率调节，得到判断结果，其中判断结果包括：存在功率调节和不存在功率调节；

异常分析单元，用于对获取到的温度异常信号进行分析，并判断加热设备在工作时长T内是否存在功率调节，并对存在功率调节和不存在功率调节情况进行分析，通过对加热设备的工作效率进行计算，并将工作效率与实时温度比较判断加热设备是否需要进行功率调节，同时得到功率调节信号和设备异常信号，对存在功率调节的分析方式如下：

获取到调节前的功率记作Gn，且n=1、2、…、m，同时获取到调节功率对应的工作时长记作Tn，接着将工作时长Tn和调节功率Gn代入公式计算得到工作时长T内真空烧结炉的温度，并将其与实时温度Ws进行比较，若工作效率XL1存在较大差异，则生成设备异常信号，若工作效率XL1与实时温度Ws相同，则生成功率调节信号；

对不存在功率调节的分析方式如下：

计算工作时长T内加热设备的工作效率，具体的计算公式为XL=T×Gs×a×b，其中a和b均为影响因子，具体数值由操作人员自行设定，并将计算得到的工作效率XL与实时温度Ws进行比较，若工作效率XL存在较大差异，则生成设备异常信号，若工作效率XL与实时温度Ws相同，则生成功率调节信号；

功率调节单元，用于对获取到的功率调节信号进行分析，且具体的分析方式如下：

P1：获取到实时温度Ws，同时计算实时温度Ws与正常温度Wz的差值记作调节温度Wc，并获取到加热设备的最大功率记作Gmax，接着根据最大功率计算调节温度Wc所需要的时间，其中a为影响因子；

P2：若时间Tc满足当前真空烧结炉的工作时间Tx，则按照加热设备最大功率Gmax工作Tc时间，并对工作过程进行监测，同时将调节信息传输到信息输出单元。

2.根据权利要求1所述的基于真空烧结炉的温度控制系统，其特征在于，还包括设备监测单元，用于对调节后的加热设备进行监测，且具体监测方式为：

A1：以时间周期t为时间间隔，对加热设备的温度进行获取并记作Wk，接着对加热设备温度Wk进行周期性分析，获取相邻两个时间周期对应加热设备的温度差值，并对温度差值与预设值YS1进行比较，若温度差值超过预设值，则表示加热设备温度变化异常，需要对加热设备整体的功率进行调节，若温度差值未超过预设值，则表示加热设备温度变化正常，同时对加热设备进行正常的监测；

A2：当需要对加热设备整体功率进行调节时，具体的调节分析方式如下：

获取到真空烧结炉内的实时温度Ws，并判断是否处于正常温度Wz范围内，如果处于正常温度范围内，则获取历史记录来对加热设备的功率进行调节，获取到历史记录中正常温度下加热设备对应的功率，并将其作为功率调节标准，同时生成设备功率信息；

如果不处于正常温度范围内，计算真空烧结炉内实时温度与正常温度的差值，并将计算得到的温度差值与预设值YS2进行比较，如果温度差值大于预设值YS2，则将加热设备的功率进行下调，且下调的方式为将功率下调一个挡位。

3.根据权利要求1所述的基于真空烧结炉的温度控制系统，其特征在于，还包括数据采集单元和信息输出单元，数据采集单元用于对真空烧结炉内的实时温度进行采集，并将实时温度信息传输到数据分析单元，信息输出单元用于获取到传输的调节信息和设备功率信息，并将其通过显示设备显示给操作人员。