標(biāo)準(zhǔn)熱度傳感器運(yùn)用

1、標(biāo)準(zhǔn)熱度傳感器運(yùn)用     Nadcap是專門對(duì)航天工程等相關(guān)行業(yè)特殊產(chǎn)品及工藝進(jìn)行審定與認(rèn)證的。目前世界領(lǐng)先的航空企業(yè)，如空客、波音等45家企業(yè)均為Nadcap成員。獲得Nadcap認(rèn)證，表明該企業(yè)已達(dá)到當(dāng)今世界上最為嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。我國(guó)已有沈飛、黎明公司等26家企業(yè)取得Nadcap認(rèn)證。中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二研究所、北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司、江蘇豐東熱技術(shù)股份有限公司等已開始貫徹執(zhí)行2750D。作者自2008年起在國(guó)內(nèi)率先為已取得Nadcap認(rèn)證單位提供溫度傳感器。實(shí)踐證明作者研制的溫度傳感器，可以滿足2750D要求，不必進(jìn)口。1美國(guó)AMS

2、2750D標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介美國(guó)AMS2750D標(biāo)準(zhǔn)同國(guó)際上通用標(biāo)準(zhǔn)比較，應(yīng)該承認(rèn)它是當(dāng)今世界在高溫測(cè)量領(lǐng)域，最為嚴(yán)格、準(zhǔn)確度最高、最為完善的標(biāo)準(zhǔn)，也是高溫測(cè)量領(lǐng)域的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。其應(yīng)用范圍越來(lái)越大，我國(guó)也準(zhǔn)備制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。1.1溫度傳感器分類(1)依據(jù)溫度傳感器的性能分類：溫度傳感器的性能，校準(zhǔn)，允差及用途見表1。(2)依據(jù)溫度傳感器的結(jié)構(gòu)分類：易損型傳感器所謂易損型傳感器是由陶瓷或塑料編織絕緣的傳感器，與包覆熱電偶相似。但將其譯成消耗式熱電偶2是不妥當(dāng)?shù)?，因?yàn)橄男蜔犭娕际恰坝糜跍y(cè)量金屬熔體溫度的，一般為一次性使用的微型熱電偶”3。耐用型傳感器耐用型傳感器又分為裝配式溫度傳感器與鎧裝熱電偶。裝配式溫度

3、傳感器。通常是指可拆卸的工業(yè)熱電偶，即熱電極組件可從保護(hù)管中取出的工業(yè)熱電偶。熱電極組件是由一對(duì)或多對(duì)熱電極與絕緣物構(gòu)成的組件。為防止環(huán)境有害影響，熱電偶組件要裝入保護(hù)管內(nèi)?？傊?，裝配式溫度傳感器是指熱電偶組件或帶有保護(hù)管、熱電極組件可拆卸的工業(yè)熱電偶。鎧裝熱電偶將熱電偶絲用無(wú)機(jī)物絕緣、金屬管封裝，壓實(shí)成可繞性的堅(jiān)實(shí)體的鎧裝熱電偶電纜，由鎧裝熱電偶電纜制成的熱電偶稱鎧裝熱電偶。1.22750D中主要的溫度傳感器(1)爐溫均勻性測(cè)試傳感器（TUS）用于爐溫均勻性測(cè)量、經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)并可溯源、偏差已知的溫度傳感器。依據(jù)爐膛有效工作空間大小，決定所需爐溫均勻性測(cè)試傳感器的數(shù)量。爐溫均勻性表征爐內(nèi)加熱工作區(qū)

4、溫度偏差程度的技術(shù)指標(biāo)。溫度偏差的概念有4種：測(cè)量點(diǎn)之間的溫度偏差測(cè)量點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)間的溫度偏差測(cè)溫點(diǎn)與設(shè)定點(diǎn)間的溫度偏差測(cè)量點(diǎn)與控制點(diǎn)的溫度偏差上述4種溫度偏差的概念，有很大區(qū)別：a.精密度，測(cè)量點(diǎn)間的溫度偏差。表明工作區(qū)內(nèi)溫度的相對(duì)偏差，即對(duì)測(cè)量點(diǎn)間精密度的要求。b.準(zhǔn)確度，后3種除對(duì)測(cè)量點(diǎn)間精密度要求外，還對(duì)測(cè)量點(diǎn)的準(zhǔn)確度有要求，非常嚴(yán)格。（2）系統(tǒng)準(zhǔn)確度測(cè)試傳感器（SAT）該傳感器用于系統(tǒng)準(zhǔn)確度測(cè)試，并經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)、可溯源、偏差為已知的溫度傳感器。定期對(duì)在線監(jiān)測(cè)與控制用溫度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保工藝傳感器準(zhǔn)確無(wú)誤。對(duì)系統(tǒng)準(zhǔn)確度測(cè)試傳感器的要求非常高：為±0.6或±0.1%t

5、。國(guó)產(chǎn)級(jí)S型偶絲都不能滿足此精度。需特殊加工、精選或進(jìn)口才有可能符合要求。（3）控制、記錄與監(jiān)測(cè)傳感器該傳感器為安裝在熱處理設(shè)備有效空間內(nèi)，同爐溫控制儀組成爐溫測(cè)量、控制與記錄（或不記錄）系統(tǒng)，用于工藝溫度控制。（4）負(fù)載傳感器該傳感器是指其測(cè)量端要固定在被加熱工件或材料上，用于提供熱處理工件準(zhǔn)確的實(shí)際溫度。1.32750D用溫度傳感器的選擇（1）對(duì)溫度傳感器的要求2750D的溫度傳感器按其性能及準(zhǔn)確度可分成7類。用戶首先要明確所需傳感器是哪類，是爐溫均勻性測(cè)試用傳感器？還是控制傳感器？例如，用戶要求提供符合2750D的控制溫度傳感器。由表1可以看出：按熱處理爐的等級(jí)分兩種：即12類爐的允差為

6、±1.1或±0.4%t。而36類爐其允差要放寬。因此，用戶在選擇控制溫度傳感器時(shí)，應(yīng)該明確爐子的等級(jí)以及工藝溫度范圍，才能確定傳感器及溫度檢定點(diǎn)。另外，還應(yīng)注意，國(guó)標(biāo)級(jí)精度與2750D中對(duì)控制傳感器的要求雖然均為級(jí)。但是，如果用戶的工藝溫度在100800時(shí)，兩者的顯著區(qū)別是：2750D傳感器的檢定點(diǎn)應(yīng)從100起，而符合國(guó)標(biāo)的級(jí)只要求在400、600、800檢定符合級(jí)即可。但在100800的全量程范圍不一定合格，國(guó)產(chǎn)絲材低溫線性不佳，請(qǐng)用戶注意。否則，難以達(dá)到預(yù)期效果。（2）溫度傳感器的選擇依據(jù)用戶對(duì)溫度傳感器的性能要求，提供最佳選擇（見表2）。2符合AMS2750D標(biāo)準(zhǔn)溫度

7、傳感器的研制2.1控制溫度傳感器的研制（1）控制溫度傳感器的分類按其準(zhǔn)確度分類按熱電偶材質(zhì)分類（2）帶有校準(zhǔn)孔的控溫傳感器2750D要求在線原位系統(tǒng)準(zhǔn)確度校準(zhǔn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)與被校準(zhǔn)傳感器的測(cè)量端間的距離必須小于76mm，有的爐窯在設(shè)計(jì)校溫孔時(shí)，若大于此距離時(shí)，預(yù)留校溫孔只能作廢。還有的爐子根本未預(yù)留校溫孔。因此，難以實(shí)現(xiàn)在線系統(tǒng)準(zhǔn)確度校準(zhǔn)。為此，作者在國(guó)內(nèi)率先開發(fā)出帶有校準(zhǔn)孔的控溫傳感器，現(xiàn)已獲國(guó)家專利4。帶有校準(zhǔn)孔的廉金屬控溫傳感器該種傳感器既可用于對(duì)爐溫的控制與記錄，又可在需要進(jìn)行系統(tǒng)準(zhǔn)確度校準(zhǔn)時(shí)，提供校溫孔（見圖1）。而且，標(biāo)準(zhǔn)與被校傳感器的測(cè)量端間距離5mm，十分方便實(shí)用?，F(xiàn)已在Ipsen工

8、業(yè)爐、豐東熱處理等諸多單位應(yīng)用。帶有校準(zhǔn)孔的貴金屬控溫傳感器該種控溫傳感器又分為可拆卸與不可拆卸的控溫傳感器。不可拆卸的真空爐專用密封式控溫傳感器貴金屬熱電偶多采用陶瓷保護(hù)管。用于真空爐控溫時(shí)，如果保護(hù)管破損將破壞體系真空度。因此，首先開發(fā)出實(shí)體化不可拆卸真空爐用帶校準(zhǔn)孔的控溫傳感器。它的特點(diǎn)是，即使保護(hù)管破損也不破壞體系真空度（如圖2），但熱電偶組件不能從保護(hù)管內(nèi)抽出，復(fù)校不方便?？刹鹦兜恼婵諣t專用帶校準(zhǔn)孔的控溫傳感器該種傳感器的特點(diǎn)：當(dāng)需要對(duì)傳感器進(jìn)行離線校準(zhǔn)時(shí)，可以將熱電偶組件從保護(hù)管抽出，送計(jì)量室檢定，十分方便。但是，當(dāng)保護(hù)管破損時(shí)，將有可能使體系與外界相通，致使發(fā)熱體及工件氧化。3年來(lái)作者開發(fā)、研制滿足2750D要求的控制、記錄與監(jiān)測(cè)傳感器，經(jīng)長(zhǎng)城計(jì)量所檢定結(jié)果表明，符合2750D要求，在9501020范圍內(nèi)平均偏差帶補(bǔ)償導(dǎo)線S型熱電偶為0.95，N型熱電偶為0.23；不帶補(bǔ)償導(dǎo)線S型熱電偶的偏差為0.82。3結(jié)語(yǔ)3年來(lái)作者開發(fā)研制出符