CN207036287U - 一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置，包括底座、用于固定标准热电偶的固定机构、可固定和驱动与标准热电偶平行设置的移动热电偶沿标准热电偶长度方向移动的直线机构、可固定和驱动与标准热电偶平行设置的旋转热电偶以标准热电偶的轴线为圆心绕标准热电偶旋转的旋转机构和控制器。使用时，通过主令开关、触摸屏幕上的指令按钮或软件来控制步进电机进而驱动直线机构和旋转机构运动，进一步的驱动直线移动用标准热电偶和旋转用标准热电偶的运动；测得的热电动势则传输给控制器，并计算出炉内测点的温度，将温度和温场情况显示在触控屏幕上，直到测试、校准或检定完成。

Description

一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置

技术领域

本实用新型涉及温度测定技术领域，具体是指一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置。

背景技术

现有技术中测试/校准/检定热电偶检定炉内温度场时是采用手动，用两支热电偶，对轴向温场和径向温场分别测试。具体测试方法如下：

如图9和图10所示，轴向温场测试。在测试温度点，待炉温稳定性满足规定要求后，测量两支热电偶(移动热电偶18和固定热电偶19)在-5～+5各个点的热电动势差值ΔE_(t)i和“0”点的热电动势差值ΔE_(t)0，测量顺序为-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，以此类推，往返一个循环。反之亦可。将移动热电偶18与固定热电偶19在任一点测得两点热电动势差值的算数平均值Δ减去在“0”点测得的两次热电动势差值的平均值Δ得到移动热电偶在任一点相对于“0”点的差值ΔE_(t)i0，换算成温度，即为轴向温度场分布。测试过程中，移动热电偶18和固定热电偶19分别连接电极。

如图11所示，径向温场测试。将分别连接在移动热电偶18和固定热电偶19上的电极调换，并交换固定热电偶19和移动热电偶18在测试定位管20中的位置，使移动热电偶18的中心轴线与测定炉中心轴线重合，分别将固定热电偶19转至移动热电偶18的上、右、下和左的位置，测得热电动势差值ΔE_(t)i。交换两个热电偶的位置，以中心位置为“0”点，同理可得到“0”点热电动势差值ΔE_(t)0，测量的顺为上、右、下、左、0，以此类推，往返一个循环。反之亦可。将固定热电偶19与移动热电偶18在任一点测得两点热电动势差值的算数平均值Δ减去在“0”点测得的两次热电动势差值的平均值Δ得到固定热电偶在上、右、下、左任一点相对于“0”点的差值ΔE_(t)i0，换算成温度，即为径向温度场分布。

测试过程完全为人工操作，测试速度慢，操作繁琐。完成一次测试一般需要5小时左右。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高效的利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置，包括底座、用于固定标准热电偶的固定机构、可固定和驱动与所述标准热电偶平行设置的移动热电偶沿所述标准热电偶长度方向移动的直线机构、可固定和驱动与所述标准热电偶平行设置的旋转热电偶以所述标准热电偶的轴线为圆心绕所述标准热电偶旋转的旋转机构和控制器；所述固定机构、所述直线机构和所述旋转机构分别与所述控制器电连接并设置在所述底座上，所述控制器设置在所述底座内。

本实用新型的有益效果是：使用时，将固定用标准热电偶、直线移动用标准热电偶和旋转用标准热电偶伸至检定炉内安装到位并通电；当炉温稳定性满足规定要求后，通过主令开关、触摸屏幕上的指令按钮或软件来控制步进电机并显示控制器驱动直线机构和旋转机构运动，进而驱动直线移动用标准热电偶和旋转用标准热电偶的移动；测得的热电动势则传输给控制器，并计算出炉内测点的温度，将温度和温场情况显示在触控屏幕上，直到测试、校准或检定完成。测试、校准、检定对象包含S型标准偶炉、S型工作偶炉、S型工作偶短炉、B型标准偶炉、B型工作偶炉、廉金属偶炉、退火炉等。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述直线机构设置在所述底座的顶部，所述固定机构和所述旋转机构设置在所述底座的顶部且在所述直线机构的一端。

进一步，所述直线机构包括滑台、滑轨、滑块、丝杆、丝母、移动热电偶支撑件和直线动力供给装置，所述滑台设置在所述底座的顶部并且所述滑台的顶部向下凹陷形成凹槽，所述滑轨设置在所述凹槽内，所述滑块与所述滑轨滑动卡接；所述移动热电偶支撑件设置在所述滑块上；所述直线动力供给装置的动力输出端与所述丝杆的一端连接，所述丝母与所述丝杆适配连接，所述丝母与所述滑块连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，提供一种具体的直线机构结构，本直线机构能够实现精确的控制直线运动不偏移。

进一步，所述直线动力供给装置为第一步进电机，所述第一步进电机的输出轴与所述丝杆的一端连接。

进一步，所述移动热电偶支撑件包括两块呈镜像对称设置的第一夹板，所述第一夹板沿垂直于所述移动热电偶轴线方向的剖视图为S形。

进一步，两块所述第一夹板相对的一面上设置有第一防滑橡胶垫。

进一步，所述固定机构包括连接部和固定部，所述固定部设置在所述连接部的顶部，所述连接部连接在所述底座上，所述固定部上设置有用于插接所述标准热电偶的通孔。

进一步，所述旋转机构包括固定座、旋转盘、旋转热电偶支撑件、涡轮蜗杆装置和旋转动力供给装置，所述固定座上设置有通孔，所述旋转盘卡接在所述通孔内并可在所述通孔内绕所述旋转盘的轴线旋转，所述旋转动力供给装置安装在所述底座上并通过所述涡轮蜗杆装置驱动所述旋转盘转动；所述旋转热电偶支撑件设置在所述旋转盘上。

进一步，所述旋转动力供给装置为第二步进电机，所述第二步进电机安装在所述底座上并通过所述涡轮蜗杆装置驱动所述旋转盘转动。

进一步，所述旋转热电偶支撑件包括两块呈镜像对称设置的第二夹板，所述第二夹板沿垂直与所述旋转热电偶轴线方向的剖视图为S形。

附图说明

图1为本实用新型一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置第一结构示意图；

图2为图1中的A部放大图；

图3为图2中的B部放大图；

图4为本实用新型一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置部分结构示意图；

图5为图4中的C部放大图；

图6为图4中的D部放大图；

图7为本实用新型一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置第二结构示意图；

图8为图7中的E部放大图；

图9为背景技术中提到的现有技术中用于测试炉内轴向温度场的第一结构示意图；

图10为背景技术中提到的现有技术中用于测试炉内轴向温度场的第一结构示意图；

图11为背景技术中提到的现有技术中用于测试炉内径向温度场的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、底座，2、地脚，3、滑台，4、滑块，5、丝杆，6、丝母，7、连接块，8、支撑块，9、第一夹板，10、第一步进电机，11、连接部，12、固定部，13、固定座，14、旋转盘，15、连接座，16、第二夹板，17、第二步进电机，18、移动热电偶，19、固定热电偶，20、测试定位管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图8所示，一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置，包括底座1，底座1整体呈长方体结构，并且为中空设计，内部安装有由电控元器件组成的控制器，并在箱体上开孔安装触控屏幕及主令开关，其中主令开关有电源开关和急停开关。底座1的底板上安装有四个调平地脚2及调平水泡，可以调整地脚2螺母以调整底座1水平。

底座1的顶部安装有滑台3，滑台3整体呈长方体结构，滑台3的顶部向下凹陷形成凹槽，凹槽为长方形结构。靠近凹槽的两侧、且沿凹槽的长度方向设置两根滑轨，每根滑轨上滑动卡接两个滑块4。在两根滑轨中间设置一根丝杆5，并在丝杆5上适配一个丝母6。一个顶部为平面结构的连接块7将四个滑块4和丝母6连接起来。

连接块7的顶部设置两个支撑块8，每个支撑块8上设置一个移动热电偶支撑件。两个支撑块8所在直线处于丝杆5中心轴线的正上方。

每个移动热电偶支撑件包括两块呈镜像对称设置的第一夹板9，第一夹板9沿垂直于移动热电偶轴线方向的剖视图为S形。两块第一夹板9的顶部均向外弯折、呈敞开状，使两者之间的距离大于移动热电偶的外径，便于移动热电偶的进入；两块第一夹板9的上部均向内凸起，使两者之间的距离小于移动热电偶的外径，避免移动热电偶出来；两块第一夹板9的中部均向外凸起，呈圆形，与移动热电偶的外形适配，以便卡接移动热电偶。在安装时，将移动热电偶从顶部进入两块第一夹板9之间并向下按压，使移动热电偶通过两块第一夹板9的上部进去中部，并卡接在中部。

为了进一步的提高固定移动热电偶的稳定性，在两块第一夹板9相对的一面上设置有第一防滑橡胶垫。

当丝杆5转动时，驱动其上适配的丝母6沿着丝杆5轴线方向移动，并带动连接块7和四个滑块4做同步运动，进而驱动移动热电偶沿着丝杆5轴线方向移动。

直线动力供给装置设置在底座1的顶部。在本实施例中，选用第一步进电机10作为直线动力供给装置。第一步进电机10安装在底座1的顶部并设置在滑台3外部的一端，其动力输出轴伸进凹槽内与丝杆5的一端连接(这个连接可以是直接连接，也可以是间接连接，在实际应用中，一般是通过联轴器连接)。第一步进电机10与控制器电连接。

固定机构包括连接部11和固定部12，固定部12设置在连接部11的顶部。连接部11连接在滑台3远离第一步进电机10一端上。固定部12上设置有用于插接标准热电偶的通孔。使用时，将标准热电偶插接在通孔内既可。

标准热电偶与移动热电偶相互平行设置，并保证两者细之间的中心距为7mm。

旋转机构设置在底座1的顶部并且靠近固定机构。旋转机构包括固定座13、旋转盘14、旋转热电偶支撑件、涡轮蜗杆装置和旋转动力供给装置。固定座13上设置有通孔，旋转盘14卡接在通孔内并可在通孔内绕旋转盘14的轴线旋转，旋转动力供给装置安装在底座1上并通过涡轮蜗杆装置驱动旋转盘14转动；旋转热电偶支撑件设置在旋转盘14上。

旋转热电偶支撑件包括连接座15和两个固定架。连接座15由平行设置的两块连接板通过一连接柱固定连接组成，在每快连接板上设置一个固定架。两块连接板通过螺栓连接在旋转盘14上。

固定架包括两块呈镜像对称设置的第二夹板16，第二夹板16沿垂直于旋转热电偶轴线方向的剖视图为S形。两块第二夹板16的顶部均向外弯着、呈敞开状，使两者之间的距离大于旋转热电偶的外径，便于旋转热电偶的进入；两块第二夹板16的上部均向内凸起，使两者之间的距离小于旋转热电偶的外径，避免旋转热电偶出来；两块第二夹板16的中部均向外凸起，呈圆形，与旋转热电偶的外形适配，以便卡接旋转热电偶。在安装时，将旋转热电偶从顶部进入两块第二夹板16之间并向下按压，使旋转热电偶通过两块第二夹板16的上部进去中部，并卡接在中部。

标准热电偶与旋转热电偶相互平行设置，并保证两者细之间的中心距为14mm。

为了进一步的提高固定旋转热电偶的稳定性，在两块第二夹板16相对的一面上设置有第二防滑橡胶垫。

在本实施例中，选用第二步进电机17作为旋转动力供给装置。第二步进电机17通过联轴器与涡轮蜗杆装置连接。第二步进电机17的转动驱动涡轮蜗杆装置运动，进而驱动旋转盘14的转动，最终带动安装在旋转热电偶支撑件上的旋转热电偶转动。第二步进电机17与控制器电连接。

使用时，将固定用标准热电偶、直线移动用标准热电偶和旋转用标准热电偶伸至检定炉内安装到位并通电；通过主令开关、触摸屏幕上的指令按钮或软件来控制步进电机并显示控制器驱动直线机构和旋转机构运动，进而驱动直线移动用标准热电偶和旋转用标准热电偶的移动；测得的热电动势则传输给控制显示器，并计算出炉内测点的温度，将温度和温场情况显示在触控屏幕上，直到测试/校准/检定完成。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置，其特征在于，包括底座(1)、用于固定标准热电偶的固定机构、可固定和驱动与所述标准热电偶平行设置的移动热电偶沿所述标准热电偶长度方向移动的直线机构、可固定和驱动与所述标准热电偶平行设置的旋转热电偶以所述标准热电偶的轴线为圆心绕所述标准热电偶旋转的旋转机构和控制器；所述固定机构、所述直线机构和所述旋转机构分别与所述控制器电连接并设置在所述底座(1)上，所述控制器设置在所述底座(1)内。

2.根据权利要求1所述一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置，其特征在于，所述直线机构设置在所述底座(1)的顶部，所述固定机构和所述旋转机构设置在所述底座(1)的顶部且在所述直线机构的一端。

3.根据权利要求1或2所述一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置，其特征在于，所述直线机构包括滑台(3)、滑轨、滑块(4)、丝杆(5)、丝母(6)、移动热电偶支撑件和直线动力供给装置，所述滑台(3)设置在所述底座(1)的顶部并且所述滑台(3)的顶部向下凹陷形成凹槽，所述滑轨设置在所述凹槽内，所述滑块(4)与所述滑轨滑动卡接；所述移动热电偶支撑件设置在所述滑块(4)上；所述直线动力供给装置的动力输出端与所述丝杆(5)的一端连接，所述丝母(6)与所述丝杆(5)适配连接，所述丝母(6)与所述滑块(4)连接。

4.根据权利要求3所述一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置，其特征在于，所述直线动力供给装置为第一步进电机(10)，所述第一步进电机(10)的输出轴与所述丝杆(5)的一端连接。

5.根据权利要求3所述一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置，其特征在于，所述移动热电偶支撑件包括两块呈镜像对称设置的第一夹板(9)，所述第一夹板(9)沿垂直于所述移动热电偶轴线方向的剖视图为S形。

6.根据权利要求5所述一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置，其特征在于，两块所述第一夹板(9)相对的一面上设置有第一防滑橡胶垫。

7.根据权利要求1或2所述一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置，其特征在于，所述固定机构包括连接部(11)和固定部(12)，所述固定部(12)设置在所述连接部(11)的顶部，所述连接部(11)连接在所述底座(1)上，所述固定部(12)上设置有用于插接所述标准热电偶的通孔。

8.根据权利要求1或2所述一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置，其特征在于，所述旋转机构包括固定座(13)、旋转盘(14)、旋转热电偶支撑件、涡轮蜗杆装置和旋转动力供给装置，所述固定座(13)上设置有通孔，所述旋转盘(14)卡接在所述通孔内并可在所述通孔内绕所述旋转盘(14)的轴线旋转，所述旋转动力供给装置安装在所述底座(1)上并通过所述涡轮蜗杆装置驱动所述旋转盘(14)转动；所述旋转热电偶支撑件设置在所述旋转盘(14)上。

9.根据权利要求8所述一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置，其特征在于，所述旋转动力供给装置为第二步进电机(17)，所述第二步进电机(17)安装在所述底座(1)上并通过所述涡轮蜗杆装置驱动所述旋转盘(14)转动。

10.根据权利要求8所述一种利用标准热电偶自动校准检定炉温度场的装置，其特征在于，所述旋转热电偶支撑件包括两块呈镜像对称设置的第二夹板(16)，所述第二夹板(16)沿垂直与所述旋转热电偶轴线方向的剖视图为S形。