[發(fā)明專利]熱電偶校正裝置及其校正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910126095.0
• 申請日: 2009-03-10
• 公開（公告）號: CN101832824A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李楓;楊曉波
• 申請（專利權(quán)）人: 北京華邦天控科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G01K7/12
• 分類號: G01K7/12
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11204
• 代理人: 余朦;王艷春

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及熱電偶校正裝置及其校正方法。

背景技術(shù)

熱電偶具有熱電勢較大、靈敏度較高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于例如培燒系統(tǒng)等場合來對各種應(yīng)用場合的溫度實(shí)施實(shí)時(shí)控制。熱電偶的測溫原理可以簡單理解為一對異質(zhì)的導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)將導(dǎo)體的接點(diǎn)至于不同的溫度場中時(shí)，就會產(chǎn)生溫度差電效應(yīng)，回路中就會有電流，于是導(dǎo)體組的兩接點(diǎn)產(chǎn)生相應(yīng)的熱動勢，該熱動勢被稱為“塞貝克(Seebeck)電壓”。通過測量“塞貝克電壓”就可以實(shí)現(xiàn)溫度的測量。

然而，由于熱電偶所處環(huán)境的溫度、濕度等原因經(jīng)常導(dǎo)致測量出的溫度值不夠準(zhǔn)確。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，提出了利用熱電偶的溫度偏移量對熱電偶的冷節(jié)點(diǎn)進(jìn)行校正的方法。然而，利用這種方法對熱電偶的溫度進(jìn)行校正后，當(dāng)熱電偶在使用一段時(shí)間后仍會產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的溫度誤差。例如，N型熱電偶在焙燒工藝環(huán)節(jié)中，炭素顆粒有可能附著甚至在高溫下滲入熱電偶保護(hù)套中，造成熱電偶保護(hù)套導(dǎo)熱能力下降，進(jìn)而使得檢測溫度值偏低。負(fù)誤差的存在對生產(chǎn)過程有較大的危害，主要體現(xiàn)在負(fù)誤差將會消耗更多燃?xì)饽芰浚瑫r(shí)過量消耗的燃?xì)鈺範(fàn)t膛溫度過高，甚至造成爐膛損壞。

在現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)熱電偶的誤差值太大而不能實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)時(shí)，只能廢棄舊的熱電偶，采用新熱電偶，造成了不必要的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請的一個(gè)方面，公開了一種熱電偶校正裝置。所述的熱電偶校正裝置可包括：

數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，從所述一個(gè)或多個(gè)熱電偶分別采集電壓值，并將其轉(zhuǎn)換為原始溫度值；

比較單元，將所述原始溫度值與一預(yù)定的溫度誤差模型進(jìn)行比較，以確定所述原始溫度值的誤差補(bǔ)償系數(shù)；

補(bǔ)償單元，將所述溫度補(bǔ)償系數(shù)與所述原始溫度值相關(guān)聯(lián)，得到補(bǔ)償溫度值；以及

控制單元，根據(jù)補(bǔ)償溫度值調(diào)整所述一個(gè)或多個(gè)熱電偶所應(yīng)用場合的溫度。

根據(jù)本申請的一個(gè)方面，公開了一種熱電偶校正方法，可包括：

從一個(gè)或多個(gè)熱電偶分別采集電壓值，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的原始溫度值；

將所述原始溫度值與一預(yù)定的溫度誤差模型進(jìn)行比較以確定出所述原始溫度值的誤差補(bǔ)償系數(shù)；

將所確定的溫度補(bǔ)償系數(shù)關(guān)聯(lián)到所述原始溫度值得到補(bǔ)償溫度值；以及

根據(jù)補(bǔ)償溫度值調(diào)整所述一個(gè)或多個(gè)熱電偶所應(yīng)用場合的溫度。

根據(jù)本申請公開的熱電偶校正裝置和方法可以延長熱電偶的使用時(shí)間，并能夠合理調(diào)整熱電偶所應(yīng)用場合的溫度，從而有效節(jié)省能源。

附圖說明

圖1示例性地示出了本申請公開的一個(gè)實(shí)施方式的熱電偶校正裝置的方框圖；

圖2示例性地示出了圖1中數(shù)據(jù)預(yù)處理單元的方框圖；

圖3示例性地示出了N型熱電偶的溫度誤差模型；

圖4示例性地示出了本申請公開的另一個(gè)實(shí)施方式的熱電偶校正裝置的方框圖；

圖5示例性地示出了本申請公開的熱電偶校正方法的流程圖；以及

圖6示例性地示出了圖4中的步驟S201的子步驟的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下參照附圖，描述本申請一個(gè)實(shí)施方式的熱電偶校正裝置100，該裝置可應(yīng)用在例如鋁用炭素培燒系統(tǒng)或類似場合。

如圖1所示，所述熱電偶校正裝置100包括數(shù)據(jù)預(yù)處理單元10，數(shù)據(jù)預(yù)處理單元10設(shè)置成從一個(gè)或多個(gè)熱電偶采集的電壓值，例如塞貝克(Seebeck)模擬電壓，并將其轉(zhuǎn)換為溫度值，該溫度表征了熱電偶的原始溫度。

參見圖2，它示例性的說明了所述數(shù)據(jù)預(yù)處理單元10的結(jié)構(gòu)，可包括數(shù)據(jù)采集單元101、A/D轉(zhuǎn)換單元102、電壓-溫度轉(zhuǎn)換單元103，其中，所述的數(shù)據(jù)采集單元101可以從位于培燒現(xiàn)場(例如，培燒爐)的一個(gè)或多個(gè)熱電偶采集塞貝克電壓。數(shù)據(jù)采集單元101可例如采用常規(guī)的溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)。

所述A/D轉(zhuǎn)換單元102被配置為將數(shù)據(jù)采集單元101從一個(gè)或多個(gè)熱電偶采集的塞貝克電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

電壓-溫度轉(zhuǎn)換單元103被配置為根據(jù)預(yù)定的電壓-溫度表將A/D轉(zhuǎn)換單元102轉(zhuǎn)換的表示電壓的數(shù)字信號轉(zhuǎn)為溫度值。電壓-溫度表通常由熱電偶的生產(chǎn)廠商來確定，可存儲在下面將描述的存儲單元30中。

再參見圖1，得到了原始溫度值后，比較單元20接受所述的原始溫度值并將該原始溫度值與一預(yù)定的溫度誤差模型進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定誤差補(bǔ)償系數(shù)。