DE1143349B - Temperaturregler fuer OEfen, insbesondere Salzbadhaerteoefen - Google Patents

Description

• Temperaturregler für Öfen, insbesondere Salzbadhärteöfen Die Erfindung betrifft einen Temperaturregler für Öfen, insbesondere Salzbadhärteöfen, bei denen die Qualität der zu vergütenden Stähle wesentlich von der Innehaltung sehr enger Temperaturtoleranzen abhängig ist.
• Es ist bekannt, zur Temperaturregelung in Salzbadhärteöfen die Heizleistung durch unstetige Regler in Verbindung mit Thermoelementen oder Strahlungspyrometern als Meßwertgeber zu verändern. Wird nun eine Temperaturmessung beispielsweise für die Regelung mit Thermoelementen durchgeführt, so weisen diese allein schon eine Totzeit von etwa 15 Sekunden bei Verwendung eines dünnwandigen Schutzrohres auf. Durch Messungen mit einem Gesamtstrahlungspyrometer ist zwar die Totzeit unbedeutend gering, jedoch liegt die erreichbare Temperaturgenauigkeit selbst bei sorgfältigster Aufstellung und Korrektur des Pyrometers bei ±15'C.
• Es ist ferner bekannt, Temperaturfühler mit Differentialwertgeber für Regler zur Verminderung von Totzeiteinflüssen einzusetzen. Hierbei sind ausschließlich mit verschieden großer Verzögerung ansprechende Thermoelemente als Fühler vorgesehen, um eine Herabsetzung der von der Regelstrecke abhängigen Totzeit zu erreichen.
• Aus vorstehendem ist ersichtlich, daß eine in engen Grenzen gehaltene Temperaturregelung, gleichgültig ob kontinuierlich oder schrittweise, nur mit Thermoelement oder Pyrometer, wie bei bekannten Anordnungen, nicht ausreicht, da einmal die Temperaturänderungsgeschwindigkeit bei abgeschaltetem Heizstrom etwa l' C je Sekunde beträgt und zum anderen für die in Aussicht genommene Temperaturregelung eine Toleranz von ±2'C eingehalten werden soll.
• Aus Temperaturtoleranz und Änderungsgeschwindigkeit ergibt sich demnach, daß die Totzeit im Regelkreis, sofern sie eine Grenze von 2 Sekunden überschreitet, im Anwendungsfalle nicht tragbar ist.
• Die erfindungsgemäße Lösung des Problems einer entscheidenden Totzeitherabsetzung wird durch einen aus der Kombination eines Thermoelementes mit einem Strahlungspyrometer bestehenden Meßwertgeber erreicht, der so auf einen eine Störwertaufschaltung gestattenden stetigen oder unstetigen Regler bekannter Art geschaltet ist. daß die Zeitkonstante des Thermoelements kompensiert wird, wobei der Meßwert des Strahlungspyrometers durch einen elektronischen Differentialwertgeber (z. B. Zeitglied) differenziert und eine auf den Regler geschaltete, ±20C nicht überschreitende Temperaturänderungsgeschwindigkeit gewährleistet ist.
• Im folgenden wird der Erfindungsgedanke als Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher erläutert.
• Durch ein in einen Ofenrauin (Tiegel 14) ragendes Thermoelement 2 wird die Temperatur bekanntlich mit hoher Genauigkeit, jedoch mit einer Zeitverzögerung gemessen und über einen Transmitter 3 üblicher Bauart, z. B. Fotozellenkompensator, auf einen an sich bekannten, kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeitenden Regler 6 gegeben. Der Meßwert eines Strahlungspyrometers 1 wird zur Überbrückung der Zeitverzögerung des Thermoelementmeßwertes über einen zweiten Transmitter 4 und ein Differenzierglied 5, z. B. Zeitglied, als Temperaturänderungsgeschwindigkeit ebenfalls auf den Regler 6 gegeben. Da Strahlungspyrometer eine gegenüber Thermoelementen sehr geringe Zeitkonstante aufweisen, wird durch Aufschaltung der mittels Strahlungspyrometer 1 gemessenen Temperaturänderungsgeschwindigkeit auf den Regler 6 eine Zeitverzögerung des Thermoelements 2 ohne Verringerung seiner Meßgenauigkeit kompensiert. Zur Stabilisierung des Reglers 6 und Erreichen einer PJD-Regelung ist eine nachgebende Rückführung 15 bekannter Art (z. B. ein Zeitglied) zwischen Regler 6 und Kontaktgeber 9 geschaltet. Eine Sollwerteinstellung kann z. B. durch einen dem Regler 6 zugeordneten Drehwiderstand 7 erfolgen. Ein am Ausgang des Reglers 6 angeschlossener Stellmotor 8 betätigt den Kontaktgeber 9 so, daß über einen mittels Schaltschütz 10 betätigten Schalter 11 die jeweils erforderliche Stufe, z. B. die eines Heiztransformators 12, eingestellt wird.
• Vorstehend beschriebener Regelkreis stellt nur eine erfindungsgemäß mögliche Ausführungsform dar, die jedoch auch bei Glasschmelzöfen oder gasbeheizten Öfen Anwendung finden kann. Im letzteren Falle wäre es erforderlich, vom Reglerausgang her durch an sich bekannte Mittel, wie Stellgetriebe, z. B. ein Ventil in der Gaszuleitung zu verstellen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Temperaturregler für Öfen, insbesondere Salzbadhärteöfen, mit einem Thermoelement als Temperaturfühler und einer Vorrichtung zur Bildung der zeitlichen Ableitung für die Regelgröße, dadurch gekennzeichnet, daß die verstärkte und differenzierte Spannung eines zusätzlichen Strahlungspyrometers mit der Spannung des Thermoelements summiert die Regelgröße bildet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 894 63 1 ; deutsche Auslegeschrift Nr. 1053 826.