CN209841238U - 一种热电偶检定装置 - Google Patents
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Abstract
一种热电偶检定装置，属于热工检测设备技术领域，用于对热电偶进行热工检定。其技术方案是：主低电势扫描开关与计算机相连接，主低电势扫描开关分别与多个分低电势扫描开关相连接，高精度数字万用表分别与计算机和主低电势扫描开关相连接，多个分低电势扫描开关分别与多个热电偶检定炉中的热电偶相连接，多个热电偶检定炉分别连接多个温度控制单元，多个温度控制单元与计算机相连接，主低电势扫描开关、多个分低电势扫描开关和高精度数字万用表安装在控制柜中。本实用新型大大提高了检定效率，最多可完成对10台热电偶检定炉的自动控温和检测，每炉可单独设定检定类型和支数，且同一炉可实现热电偶的混合检定、数据处理和结果判定。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种对热电偶进行热工检定的装置，属于热工检测设备技术领域。
背景技术
热电偶、热电阻是温度测温仪表中的常用测温元件，是我国计量法规定的“强制检定”项目之一。由于热电偶、热电阻等测温元件的类型较多，不同型号、不同测量范围的测温元件不能一起检定，并且检定一炉热电偶所需时间较长。现阶段，检定一般采用单炉检定，每次只能检定一炉热电偶，造成检定过程中其他炉子空置，缺点是检定效率低下，不能满足客户送检需求。JJF1637-2017《廉金属热电偶校准规范》已经实施，代替JJG351-1996《工作用廉金属热电偶》，修订后校准温度范围、长度，恒温设备技术要求，补偿导线技术要求等发生了重大变化，现有热学检定系统不能满足校准要求，管式炉计量特性达不到规范要求，原来使用温度补偿的方法也不符合规范要求，需要尽快设计出一种新型热工仪表检定装置，以达到开展廉金属热电偶校准工作的要求。
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热电偶检定装置，这种检定装置可以实现对热电偶的多炉检定，具有快速、高效、精确、自动、安全、可靠的优点，可以显著提高检定效率。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种热电偶检定装置，它包括计算机、控制柜、主低电势扫描开关、分低电势扫描开关、高精度数字万用表、温度控制单元、热电偶检定炉，主低电势扫描开关的信号输出端通过RS-485工业现场总线与计算机相连接，主低电势扫描开关的信号输入端分别与多个分低电势扫描开关相连接，高精度数字万用表分别与计算机和主低电势扫描开关相连接，多个分低电势扫描开关分别与多个热电偶检定炉中的热电偶相连接，多个热电偶检定炉分别连接多个温度控制单元，多个温度控制单元与计算机相连接，主低电势扫描开关、多个分低电势扫描开关和高精度数字万用表安装在控制柜中。
上述热电偶检定装置，所述热电偶检定炉中分别放置标准热电偶和多个被检测热电偶，标准热电偶和多个被检测热电偶分别通过信号线与分低电势扫描开关相连接。
上述热电偶检定装置，所述热电偶检定炉中放置有恒温块和石英管，标准热电偶放置在石英管中，热电偶检定炉用高铝棉封堵炉口，固定热电偶。
上述热电偶检定装置，它还有补偿导线和冰点槽，补偿导线的一端分别与标准热电偶和被检测热电偶连接，补偿导线的另一端与分别信号线连接后置入装有酒精或变压器油的石英管内，再均匀地插入冰点槽中，冰点槽位于分低电势扫描开关与热电偶检定炉之间。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的主低电势扫描开关负责各台检定炉信号的多选一，分低电势扫描开关负责每台检定炉中各热电偶信号的多选一；温度控制单元可以有效地防止控温过程中的超调和欠调现象，实现自然、平稳的温度过渡，既可减少不必要的等待时间，又可得到理想的恒温指标；高精度数字万用表可分时测得任一检定炉的任一标准或被检的值，保证了测量数据的精确性。
本实用新型大大提高了检定效率，由原来的单炉检定变成了多炉同时检测，最多可完成对10台热电偶检定炉的自动控温和检测，适用于按国家现行计量检定规程自动检定S、R、B、K、N、J、E、T、S、R、B、K、N、E、J、T、EA2、EU2分度号热电偶。每炉可单独设定检定类型和支数且同一炉可实现廉金属热电偶的混合检定、数据处理和结果判定。适应JJF1637-2017《廉金属热电偶校准规范》新要求，提高了检测精度。检定结束后证书可一键自动上传至服务器，供仪器使用人员查看，提高了员工工作效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构方框图。
图中标记如下：打印机1、计算机2、控制柜3、主低电势扫描开关4、高精度数字万用表5、分低电势扫描开关6、冰点槽7、热电偶检定炉8、温度控制单元9。
具体实施方式
本实用新型由打印机1、计算机2、控制柜3、主低电势扫描开关4、高精度数字万用表5、分低电势扫描开关6、冰点槽7、热电偶检定炉8、温度控制单元9、恒温块、石英管、信号线、补偿导线、标准热电偶组成。
图中显示，计算机2上的USB口与打印机1连接，计算机2上的RS485接口与主低电势扫描开关4和高精度数字万用表5连接，计算机2上的RS485接口与温度控制单元9连接，计算机2通过网线通过交换机与服务器连接。
图中显示，主低电势扫描开关4的信号输出端与计算机2连接，主低电势扫描开关4的信号输入端与多个分低电势扫描开关6连接，主低电势扫描开关4负责各台热电偶检定炉8的信号的多选一。主低电势扫描开关4位于控制柜3中，通过RS-485工业现场总线与计算机2通讯，接受计算机2的控制，通过信号线连接分低电势扫描开关6，提供符合规程要求的可程控的低电势。
图中显示，多个分低电势扫描开关6分别与多个热电偶检定炉8中的热电偶相连接，分低电势扫描开关6负责每台热电偶检定炉8中各热电偶信号的多选一。分低电势扫描开关6位于控制柜3中，通过RS-485工业现场总线与计算机2通讯，接受计算机2的控制，通过信号线连接标准热电偶和被检测热电偶。
信号线连接热电偶或者接热电偶补偿导线，用于传输热电偶在不同温度下产生的电信号，分为标准热电偶信号线（五根线）和被检测热电偶信号线（三根）。
图中显示，多个热电偶检定炉8分别连接多个温度控制单元9，多个温度控制单元9与计算机2相连接。温度控制单元9采用具有RS485通讯功能的智能PID调节器作温度控制器。先进的专家PID算法，可以有效地防止控温过程中的超调和欠调现象，实现自然、平稳的温度过渡，既可减少不必要的等待时间，又可得到理想的恒温指标。温度控制单元9带RS-485接口，并通过RS-485工业现场总线与计算机2通讯，接受计算机2的控制。
图中显示，主低电势扫描开关4与高精度数字万用表5相连接，高精度数字万用表5与计算机2相连接，高精度数字万用表5位于控制柜3中。高精度数字万用表5测量端连接主低电势扫描开关4，两级“低电势扫描开关”将信号送至高精度数字万用表5，高精度数字万用表5可分时测得任一热电偶检定炉8的任一标准热电偶或被检测热电偶的值，高精度数字万用表5与计算机2进行通讯，把测量结果传输给计算机2。高精度数字万用表5是本装置电测部分的标准，主要对被检测热电偶产生的电信号进行测量，足够的位数保证了测量数据的精确性。
图中显示，控制柜3用于放置主低电势扫描开关4、高精度数字万用表5、分低电势扫描开关6，要求散热性能好，牢固可靠。
图中显示，热电偶检定炉8是热电偶检定的升温设备，连接分低电势扫描开关6，由温度控制单元9进行控制，可检定温度为(300～1200)℃，热电偶检定炉8为管式炉，炉膛内放置恒温块，检定时把标准热电偶与被检测热电偶捆好放入炉内，热电偶束测量端与孔底部接触。热电偶检定炉8采用高铝棉封堵炉口，固定热电偶。
恒温块为杯型金属块，规范中要求300℃以上恒温设备（管式炉）应配备均温块，要求有效区域轴向30mm内，任意两点温差绝对值不大于0.5℃；径向半径不小于14mm范围内，同一截面任意两点的温差绝对值不大于0.25℃。使用时将恒温块几何中心放在管式炉几何中心的位置上。
图中显示，冰点槽7用于提供零点温度补偿，冰点槽7位于分低电势扫描开关6与热电偶检定炉8之间。
补偿导线的作用是延长热电偶的长度使其能够插入冰点槽7中，为保证补偿导线的精度应使用延长型精密级延长导线。将补偿导线的一端与热电偶连接，另一端与信号线连接后置入装有酒精或变压器油的石英管内，再均匀的插入冰点槽7中。
石英管的作用是保护标准热电偶，标准热电偶放入热电偶检定炉8要把标准热电偶放入石英管内。
本实用新型的工作过程如下：
将标准热电偶放入石英管中和被检测热电偶捆扎好后插入热电偶检定炉8中，用高铝棉封堵炉口并固定好。
补偿导线的一端与标准热电偶和被检测热电偶分别接好，另一端与分低电势扫描开关6的信号线接好并插入冰点槽7中。
接通电源，打开计算机2、主低电势扫描开关4、分低电势扫描开关6、高精度数字万用表5、冰点槽7、热电偶检定炉8、温度控制单元9开关。
装置开始运行，通过主低电势扫描开关4和分低电势扫描开关6的线路转换扫描每一个热电偶检定炉8的接线是否正常，如反接或者短（断）路，装置会给予提示。
热电偶检定炉8开始升温，当温度快要升至400度时，计算机2会进行精密控温，温度控制单元9通过智能PID调节器保证热电偶检定炉8控温到理想的恒温指标。
符合恒温指标时，计算机2自动对标准热电偶和被检测热电偶进行数据采集，主低电势扫描开关4负责接通需采集信号的热电偶检定炉8，分低电势扫描开关6负责接通这个热电偶检定炉8需采集信号的热电偶，高精度数字万用表5负责对每只热电偶进行数据测量，并将数据通讯传至计算机2。
计算机2对数据进行处理，给出误差及结果判定；如果判定不合格可查找原因后进行重新检定，如果合格则装置将继续升温对下一热电偶进行检定直到检定结束。
本实用新型的一个实施例如下：
打印机1的型号为：HP LaserJet P1008；
计算机2的型号为：DELL灵越台试机3670；
控制柜3的型号为：磐然测控PR371型热工仪表控制柜；
主低电势扫描开关4的型号为：磐然测控PR108；
高精度数字万用表5的型号为：KEITHLEY 2010 7位半；
分低电势扫描开关6的型号为：磐然测控PR109；
冰点槽7的型号为：磐然测控PR540零度恒温器；
热电偶检定炉8的型号为：磐然测控PR320A型热电偶检定炉；
温度控制单元9的型号为：磐然测控MAC5；
恒温块的型号为：磐然测控PR1145A热电偶检定炉均温块；
石英管的长度为：800mm，直径为15mm；
信号线的型号为：磐然测控PR1200-7A综合测试线；
补偿导线的型号为：K型精密级补偿导线；
标准热电偶的型号为：标准铂铑10-铂热电偶；
被检测热电偶的型号为：K型廉金属热电偶。
Claims (4)
1.一种热电偶检定装置，其特征在于：它包括计算机（2）、控制柜（3）、主低电势扫描开关（4）、分低电势扫描开关（6）、高精度数字万用表（5）、温度控制单元（9）、热电偶检定炉（8），主低电势扫描开关（4）的信号输出端通过RS-485工业现场总线与计算机（2）相连接，主低电势扫描开关（4）的信号输入端分别与多个分低电势扫描开关（6）相连接，高精度数字万用表（5）分别与计算机（2）和主低电势扫描开关（4）相连接，多个分低电势扫描开关（6）分别与多个热电偶检定炉（8）中的热电偶相连接，多个热电偶检定炉（8）分别连接多个温度控制单元（9），多个温度控制单元（9）与计算机（2）相连接，主低电势扫描开关（4）、多个分低电势扫描开关（6）和高精度数字万用表（5）安装在控制柜（3）中。
2.根据权利要求1所述的热电偶检定装置，其特征在于：所述热电偶检定炉（8）中分别放置标准热电偶和多个被检测热电偶，标准热电偶和多个被检测热电偶分别通过信号线与分低电势扫描开关（6）相连接。
3.根据权利要求2所述的热电偶检定装置，其特征在于：所述热电偶检定炉（8）中放置有恒温块和石英管，标准热电偶放置在石英管中，热电偶检定炉（8）用高铝棉封堵炉口，固定热电偶。
4.根据权利要求1所述的热电偶检定装置，其特征在于：它还有补偿导线和冰点槽（7），补偿导线的一端分别与标准热电偶和被检测热电偶连接，补偿导线的另一端与分别信号线连接后置入装有酒精或变压器油的石英管内，再均匀地插入冰点槽（7）中，冰点槽（7）位于分低电势扫描开关（6）与热电偶检定炉（8）之间。
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