[其他]測量控制料道玻璃液溫度的裝置和方法

無效

• 申請號: 86103918
• 申請日: 1986-06-05
• 公開（公告）號: CN86103918A
• 公開（公告）日: 1987-12-16
• 發明（設計）人: 王孟效
• 申請（專利權）人: 西北輕工業學院
• 主分類號: C03B7/06
• 分類號: C03B7/06
• 代理公司: 咸陽市專利事務所
• 代理人: 馬平印,康志安

本發明屬于測量、控制料道玻璃液溫度的裝置和方法。

本發明作出以前，國內外對測量、控制玻璃液溫度的裝置和方法主要采用：

1、幅射高溫計-“國際玻璃搪瓷簡報”第1期（1983）發表的“玻璃工業中的溫度測量”一文中作過介紹。

2、紅外溫度測控系統-“國際玻璃搪瓷簡報”第4期（1983）發表的“用新型測溫計控制玻璃料液的溫度”一文中作過介紹。

3、熱電偶。

4、“玻璃工業”第4期（1984）-“玻璃池爐自動控制系統”一文介紹了利用熱電偶測溫及燃油流量-溫度雙閉環調節系統對玻璃池爐自動控溫。

上述幾種測量、控制玻璃液溫度的裝置和方法，顯然存在著只能測量玻璃液表面溫度，而不能測量其內部溫度的缺陷，造成測量控制溫度的誤差較大，同時溫度變化的反應也較遲緩。據實測，玻璃液表面溫度傳送到其內部往往需要幾十分鐘，因此，對一般的溫度控制裝置將會帶來十分不利的影響，即使在該裝置上采用微電腦，其控制精度也難于達到±5℃。

目前，一般的玻璃液溫度控制裝置都采用溫度單閉環控制系統，雖然能有較高的靜態控溫精度，但動態特性較差，特別是當電網電壓變化時，會引起溫度的波動，這往往是玻璃拉管機上引起斷裂的主要原因之一。

日本采用一種熱電偶外套白金套管的測溫計使控溫精度達±0.5℃，但白金套管價值昂貴，一般使用單位難于接受。

中國“可控硅雙閉環穩速系統”1981年（輕工業出版社）一書中介紹了速度-電流雙閉環系統的應用原理及電子最佳調節原理在雙閉環中的應用，但是電流-溫度雙閉環自動控制系統進行控溫，特別是對料道玻璃液的溫度控制，在有關文獻中尚未發現。

中國“玻璃與搪瓷”第1期（1979年）“玻璃的電熔”一文中介紹了玻璃液在高溫下，呈離子化狀態，具有導電性能，其電阻值R隨溫度T而變化，圖1給出了R-T關系圖。但利用R-T特性測量玻璃液內溫度，在國內外有關文獻中尚未見報導，其主要原因是存在如下二個難點：①欲要得到0.1%的測溫精度（即溫度分辨率為1℃）就要求電阻值R的檢測精度至少為0.1%，從而要求電壓V及電流I的檢測精度至少也要達到這個水平。這對于直流信號或標準的正弦波信號來說，要達到上述要求還是相當困難的，而在電加熱玻璃液系統中，采用了可控硅整流電路，圖2給出了其波形圖，要精確測量V、I值就顯然更加困難。②不同的玻璃液配料成份，有不同的R-T曲線，顯然配料的改變將會對用測定電阻值R來測定溫度值T帶來一定的困難。

本發明的目的在于針對目前的測溫方法只能測量玻璃液表面溫度的缺點，設計一種能夠測量玻璃液內部溫度的新裝置和方法，可以測到0.5～1℃的溫度變化。針對目前通用的溫度單閉環系統存在的動態特性差的特點，設計一種電流-溫度雙閉環自動控制系統，使其具有優良的靜、動態特性，對1000℃以上的料道玻璃液溫度，可使溫度波動控制在±2℃以內。

本發明的要點：利用玻璃液在高溫狀態下的R-T特性，采用A/D-微電腦-D/A信號處理系統，溫度-電流雙閉環自動控制系統。

如圖10所示，本發明在微電腦控制系統的硬件設計中，具有創新的部分是：①為設置或改變多種數據，發明人通過二個PIO芯片將“置數”按鍵及六個BCD碼撥盤與CPU相聯結，由“置數”按鍵產生“位控中斷”，由二個撥盤提供“置數項目”，由四個撥盤提供雙字節的“置數數據”，完成100個雙字節數據的設置。②利用CPU、CTC，每隔1秒鐘對保持器內容進行一次刷新操作并對保持器的電源作必要的高抗干擾處理，以完成用一片D/A芯片實現8路、12位D/A變換輸出電路。

發明人為提高料道玻璃液溫度的控制精度，采用了由電流閉環及溫度閉環串聯級組成的電流-溫度雙閉環自動控制系統，并對該系統采取了下述處理方法使其實現最佳化。

（1）、建立玻璃窯爐的數學模型：

(u_C(s))/(ur(s)) = (K_L)/(1+T_LS) e^-τt

（2）、建立圖6所示的用拉普拉斯算子表達的電流-溫度雙閉環系統結構圖;