[發明專利]一種真空感應熔煉過程溫度實時測控校準系統及方法

有效

• 申請號: 201810126745.0
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108413770B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 張花蕊;張虎
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;F27B14/20
• 代理公司: 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 墨偉;陳磊

1.一種真空感應熔煉過程溫度實時測控校準方法，其特征在于，采用真空感應熔煉過程溫度實時測控校準系統，所述系統包括真空感應爐自動控溫子系統和熱電偶測溫校準子系統；

所述的真空感應爐自動控溫子系統包括紅外測溫裝置、可編程序邏輯控制器PLC、中頻電源功率控制端口，可編程序邏輯控制器PLC連接中頻電源功率控制端口，并根據預設的期望溫度值控制真空感應爐的加熱功率；所述紅外測溫裝置對真空感應爐坩堝內熔體的溫度進行連續測量，并將測量的溫度信號發送給可編程序邏輯控制器PLC；

所述的熱電偶測溫校準子系統包括熱電偶，所述的熱電偶對真空感應爐坩堝內熔體的溫度進行不連續測量，并將測量的溫度信號發送給可編程序邏輯控制器PLC；所述可編程序邏輯控制器PLC根據熱電偶所測溫度信號進行校準，對真空感應爐的加熱功率進行調整；

還包括用于輸入操作參數的人機界面，所述人機界面用以預設期望的溫度值，并將該溫度值發送給可編程序邏輯控制器PLC；

還包括紅外溫度信號變送輸出裝置和熱電偶溫度信號變送輸出裝置，所述的紅外測溫裝置通過紅外溫度信號變送輸出裝置將溫度信號發送給可編程序邏輯控制器PLC的第一輸入信號端口，所述的熱電偶通過熱電偶信號變送輸出裝置將溫度信號發送給可編程序邏輯控制器PLC的第二輸入信號端口；

所述可編程序邏輯控制器PLC，調用其自帶的PID模塊，對預設的期待溫度值與接收的溫度信號進行比較，確定數值之差以及差值的變化率，從而確定輸出信號的大小，對中頻電源的功率進行控制，達到控制溫度的效果；

包括如下步驟：

(1)在人機界面中設置期望達到的溫度數值T4，經PID控制器控制中頻感應電源功率自動升溫控溫一定時間后，坩堝中的熔體溫度達到一定溫度，通過紅外測溫裝置測得熔體溫度數值T1，此時，PID控制器接收的溫度信號數值為T3，此時T1＝T3＝T4；

(2)將熱電偶浸入金屬熔體中測量熔體溫度，熱電偶信號變送輸出裝置接可編程序邏輯控制器PLC的第二輸入信號端口，通過該端口，可以在人機界面中顯示熱電偶測溫裝置所測得的溫度數值T2；

(3)將熱電偶測溫裝置所測得的溫度數值T2，保存在PLC中的相應內存中，并與紅外測溫裝置測得的溫度數值相減，得到差值△T＝T2-T1，將該值加在PID控制器接收的溫度信號數值上，該值傳入PID控制器中，由PID控制器控制中頻電源功率控制端口進行溫度調整，使熔體溫度變化，使PID控制器接收的溫度信號穩定到T3+△T；

(4)以一定的時間間隔重復上述步驟(2)-步驟(3)，對熔體溫度進行調整。

2.根據權利要求1所述的一種真空感應熔煉過程溫度實時測控校準方法，其特征在于，所述可編程序邏輯控制器PLC與人機界面通過工業以太網接口進行通信。

3.根據權利要求1或2所述的真空感應熔煉過程溫度實時測控校準方法，其特征在于，所述熱電偶為鎢錸熱電偶。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，熱電偶測量坩堝內不同位置處熔體的溫度，并取上述溫度的平均值作為熱電偶測溫裝置所測得的溫度數值T2。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，熱電偶沿分別測量坩堝底部中央處溫度T_B1、底部側壁處溫度T_B2；中部中央處溫度T_C1、中部側壁處溫度T_C2；上部中央處溫度T_T1、上部側壁處溫度T_T2；

可編程序邏輯控制器PLC對上述溫度進行處理，得到處理后的熱偶測熔體溫度T2：

對上述溫度進行處理，得到處理后的熱偶測熔體溫度T2。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，所述的一定時間間隔為3-10min。