[發明專利]一種高壓釜溫度校準裝置及方法

在審

• 申請號: 202010865982.6
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN111811674A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 白新房;余澤利;房永強;張兵;段管
• 申請（專利權）人: 西安漢唐分析檢測有限公司
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01K3/14
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 魏法祥

1.一種高壓釜溫度校準裝置，其特征在于：包括多個開設在高壓釜釜蓋(5)上的測溫孔和多個設置在高壓釜釜蓋(5)上的測溫管(3)，測溫管(3)的一端與所述測溫孔連通，測溫管(3)的另一端伸入至高壓釜腔體(2)內，測溫管(3)伸入高壓釜腔體(2)內的一端設置有密封板，所述測溫管(3)內設置有溫度傳感器；

多個所述測溫孔包括中心測溫孔(9)和多個偏心測溫孔，多個所述偏心測溫孔包括依次設置的第一偏心測溫孔(10)，第二偏心測溫孔(11)，...，第k偏心測溫孔，中心測溫孔(9)設置在高壓釜釜蓋(5)的幾何中心上，k為不小于4的正整數，相鄰兩個偏心測溫孔與中心測溫孔(9)的孔距的差值等于第一偏心測溫孔(10)與中心測溫孔(9)的孔距，相鄰兩個偏心測溫孔的中心線分別與中心測溫孔(9)的中心線形成的平面之間的夾角為直角。

2.根據權利要求1所述的一種高壓釜溫度校準裝置，其特征在于：所述溫度傳感器為熱電偶溫度傳感器。

3.根據權利要求1所述的一種高壓釜溫度校準裝置，其特征在于：所述k的取值范圍為4～10。

4.根據權利要求1所述的一種高壓釜溫度校準裝置，其特征在于：所述密封板與高壓釜腔體(2)底部之間的距離為1cm～2cm。

5.根據權利要求1所述的一種高壓釜溫度校準裝置，其特征在于：所述第一偏心測溫孔(10)與中心測溫孔(9)的孔距的取值范圍為1cm～2cm。

6.一種利用如權利要求1所述溫度校準裝置對高壓釜內的溫度進行校準的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、高壓釜腔體內的溫度測量：

步驟101、安裝高壓釜釜蓋(5)，保證高壓釜腔體(2)的密封性，將k+1個熱電偶溫度傳感器的測量端分別插入k+1個測溫管(3)的底部，并根據對應的k+1個所述測溫孔的編號對熱電偶溫度傳感器進行標記；

步驟102、確定溫度測量位置：根據測量層間距的取值范圍要求和高壓釜腔體(2)的高度L，估計測量層數c，根據公式確定測量層間距的實際值h，進而確定溫度測量位置；其中，測量層間距的取值范圍為30mm～50mm，c為不小于3的正奇數；

步驟103、按需要設定高壓釜的控溫儀表的溫度值，通電升溫；當高壓釜腔體(2)內達到熱穩定狀態，開始進行高壓釜腔體(2)內的溫度測量；

步驟104、達到熱穩定狀態后，保持k+1個熱電偶溫度傳感器的測量端均位于k+1個測溫管(3)的底部，每隔1min記錄一次各個熱電偶溫度傳感器的溫度值，記錄m次各個熱電偶溫度傳感器的溫度值，其中，m為正整數且10≤m≤20；

步驟105、將所有在測溫管(3)內的熱電偶溫度傳感器同時向上拉動h-b，每隔1min記錄一次各個熱電偶溫度傳感器的溫度值，記錄m次各個熱電偶溫度傳感器的溫度值；其中，b為所述密封板與高壓釜腔體(2)底部之間的距離；

步驟106、將所有在測溫管(3)內的熱電偶溫度傳感器同時向上拉動，且拉動距離為h，每隔1min記錄一次各個熱電偶溫度傳感器的溫度值，記錄m次各個熱電偶溫度傳感器的溫度值；

步驟107、重復c-2次執行步驟106，直至熱電偶溫度傳感器的測量端移出測溫管(3)；完成高壓釜腔體(2)內的溫度測量；

步驟二、高壓釜腔體內溫度均勻度的計算：

根據公式計算高壓釜腔體(2)內溫度均勻度上限值Δθ₊和高壓釜腔體(2)內溫度均勻度的下限值Δθ_-，其中，t_p,j為熱電偶溫度傳感器測得的第j個測溫點的實際溫度值，t_i,j為第j個測溫點在第i次溫度測量時的瞬時溫度值，t_x,j為熱電偶溫度傳感器在第j個測溫點的修正值，為中心測溫孔(9)內對應的熱電偶溫度傳感器在第測量層測量的實際溫度值，i為正整數且i＝1，2，...，m，j為正整數且j＝1，2，...，c(k+1)，max(·)為最大值函數，min(·)為最小值函數；

步驟三、高壓釜腔體內軸向溫度場最大溫差的計算：

根據公式計算高壓釜腔體(2)內軸向溫度場最大溫差Δ₃，其中，t_p,0,n為中心測溫孔(9)內對應的熱電偶溫度傳感器在第n測量層測量的實際溫度值，t_p,0,(n-1)為中心測溫孔(9)內對應的熱電偶溫度傳感器在第n-1測量層測量的實際溫度值，n為正整數且n＝2，3，...，c，Δ₁為中心測溫孔(9)對應的軸向最大溫差；z為正整數且z＝1，2，...，k，t_p,z,n為第z偏心測溫孔內對應的熱電偶溫度傳感器在第n測量層測量的實際溫度值，t_p,z,(n-1)為第z偏心測溫孔內對應的熱電偶溫度傳感器在第n-1測量層測量的實際溫度值，Δ₂為k個偏心測溫孔對應的軸向最大溫差；

步驟四、高壓釜腔體內徑向溫度場最大溫差的計算：

根據公式計算高壓釜腔體(2)內徑向溫度場最大溫差Δ₆，其中，t_p,z,n為第z偏心測溫孔內對應的熱電偶溫度傳感器在第n測量層測量的實際溫度值，Δ₄為第n測量層上偏心測溫孔和中心測溫孔(9)內溫度的最大差值，y為正整數，y＝1，2，...，k且y≠z，t_p,y,n為第y偏心測溫孔內對應的熱電偶溫度傳感器在第n測量層測量的實際溫度值，Δ₅為第n測量層上k個偏心測溫孔內溫度之間的最大差值；

步驟五、高壓釜腔體內溫度偏差的計算：

根據公式計算高壓釜腔體(2)內溫度上偏差Δt₊和高壓釜腔體(2)內溫度下偏差Δt_-，t_b為高壓釜的標稱溫度；

步驟六、高壓釜腔體內溫度穩定度的計算：

根據公式計算高壓釜腔體(2)內溫度穩定度δ，其中為中心測溫孔(9)內對應的熱電偶溫度傳感器在第測量層測量的第i個溫度值；

步驟七、給出校準結果對應的校準報告：計算機輸出校準結果對應的校準報告，完成高壓釜溫度校準；

所述校準結果包括高壓釜腔體(2)內溫度均勻度、高壓釜腔體(2)內軸向溫度場最大溫差、高壓釜腔體(2)內徑向溫度場最大溫差、高壓釜腔體(2)內溫度偏差和高壓釜腔體(2)內溫度穩定度。