2009年,隨著改革技術的進步,工業(yè)進一步發(fā)展,日益提高的要求相應的提高了測溫技術與儀器儀表的質量要求。1月8日,記者就“測溫技術與儀器儀表如何滿足現代工業(yè)的需求”訪問中國溫度儀表專業(yè)協(xié)會副理事長宋平
在機械熱加工領域,溫度的測試與控制技術對于保證產品的質量至關重要。隨著技術的進步,國內溫度測控設備的制造水平有了明顯的進步,一些廠家形成了自己的產品特點和優(yōu)勢。
如今,日益提高的質量要求對于相應的測溫技術與設備提出了更高要求,國內廠家做好準備了嗎?為此我們采訪了中國溫度儀表專業(yè)協(xié)會宋平副理事長。
記者:首先,請您主要介紹一下溫度測控技術的最新進展?
宋平:溫度是一個重要的物理量,在現代化工業(yè)生產過程中,諸如溫度、壓力、流量、物位和轉速等物理量都必須進行嚴格的測量和控制。各物理量中的溫度量為最多,估計占總量的50%以上,所以溫度測量是一項重大的課題。隨著微電子及計算機技術的發(fā)展,檢測儀表(二次儀表)已經得到迅速發(fā)展。如國內生產的數顯儀表精度達千分之一,可靠性6萬小時,浪涌、射頻、靜放電及脈沖群等EMC指標達三級以上,達到國外同等產品水平。
而相比之下,傳感器的發(fā)展比較緩慢,有許多問題需要研究與解決。目前新型溫度傳感器主要有以下幾種類型。
。1)光纖溫度傳感器。
(2)特種測溫熱敏電纜。
。3)半導體集成電路溫度傳感器。
。4)石英溫度計。
。5)聲學溫度計。
。6)熱噪聲溫度計。
。7)核四級共振溫度計(NQR溫度計)。
。8)示溫、感溫材料。
記者:熱處理、鑄造、鍛壓等行業(yè)的工況環(huán)境比較惡劣,對于溫度控制儀表的測試精度和可靠性要求很高。目前,國內外測溫儀器儀表生產廠家在這方面做得如何?能否滿足實際的需要?還存在哪些問題?
宋平:我國熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法國家標準(GB/T 9452——2003)明確規(guī)定了熱處理爐按保溫精度(爐溫均勻性)分六類。其中控溫指示精度、記錄儀表精度要求,以及熱處理爐有效加熱區(qū)的測定周期和儀表檢定周期在標準中都有明確的規(guī)定。
對于熱處理爐有效加熱區(qū)測溫系統(tǒng)的標準,遵照現行的國家標準只能對測溫系統(tǒng)各個元件分別進行檢定。但采用分立元件法檢定熱處理用測溫系統(tǒng)的誤差無法滿足熱處理行業(yè)大部分工藝要求。因此若工廠購入的熱電偶未經檢定就直接使用,會使分散性很大,所測數據不可靠,不能用于指導生產。為了保證產品質量,應采用現場在線整體校準測溫系統(tǒng)。
記者:采用先進的測溫標準對于熱處理爐的性能的保證至關重要。目前,我國熱處理爐有效加熱區(qū)測定的方法主要參照標準是哪些?有何特點?
宋平:我國熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法的主要參照標準之一,為美國汽車工程師學會(SAE)的高溫測溫規(guī)范(AMS 2750C),該規(guī)范包括了溫度傳感器、儀表、熱處理設備、系統(tǒng)準確度和溫場均勻性的測試。
其特點如下:
。1)傳感器使用前必須校準,其量值可溯源到美國國家標準和技術研究院。
。2)經校準的傳感器必須帶有修正值或偏差,在使用時予以修正,從而得到實際溫度。
對溫場均勻性檢測用傳感器,其修正值不應超過±2℃或0.75%t中的大者,對系統(tǒng)準確度檢測用傳感器不應超過±1℃或0.4%t中的大者。
[$page] 用于溫場均勻性和系統(tǒng)準確度檢測用廉金屬熱電偶的校準周期為3個月,貴金屬熱電偶校準周期為6個月。
。3)溫場均勻性是表征熱處理爐內溫度分布狀態(tài)的技術指標。它與爐體的結構及耐火與保溫材料等因素有關,也與加熱方式等工藝參數密不可分。對該參數的要求只注重爐內溫場均勻一致的程度,是一個相對的概念,并不追求溫度的實際值。
(4)測溫系統(tǒng)的準確度或測溫精度則是表征測溫系統(tǒng)的指示值對實際值或真值的偏離程度,因此對傳感器的精度等級要求高,它與熱電偶、補償導線及儀表的精度有關。而控溫精度與測溫精度也不同,它是表征對工業(yè)爐窯溫度波動的控制能力。例如,真空熱處理爐的控溫精度為(900 ±0.5)℃,表明該爐溫可控制在899.5~900.5℃之間波動。
美國對零件熱處理爐和原料熱處理爐都有嚴格的技術要求。實踐證明,只有對測溫準確度嚴格要求,才能保證滿足熱處理行業(yè)對工藝溫度的要求。
記者:先進測溫技術和儀器的應用,對控制和提高產品質量至關重要。熱處理、鑄造、鍛造生產企業(yè)如何根據企業(yè)實際情況配置相關設備,在這方面您有哪些建議?
宋平:在美國國家能源部、金屬學會、熱處理學會制定的2020年設想和遠期目標——美國熱處理技術發(fā)展路線圖(Heat Treament Technologe-Roadmap),要求消耗減少80%,生產成本降低75%,熱處理爐壽命提高10倍,熱處理爐價格降低50%,熱處理生產環(huán)境污染為0等。我國GB/T 9452-2003熱處理爐有效加熱區(qū)域測定方法參考國內外相關標準,其主要參照之一就是AMS 2750C。這就要求我們做好以下工作:
。1)齊全與完善資料:AMS 2750D,AMS 2750C以及美國材料和實驗學會等有關熱電偶方面的技術資料。
。2)相應的的接插件。在執(zhí)行AMS 2750D時是在爐子生產停頓下進行的盡可能快的檢測,這是SAT(系統(tǒng)準確度測試)和TUS(溫度均勻性測試)測量應注意的。
。3)符合AMS 2750D的校準。我們可提供國家認可實驗室校準的熱電偶,按AMS 2750D要求,校準點間隔<140℃,將示值誤差以修正值辦法處理,提高系統(tǒng)的準確度;爐溫均勻性,要求熱電偶一致。
(4)解決耐高溫鎧裝熱電偶的材料問題。
記者:隨著世界經濟一體化進程的加快,國際元器件采購渠道的拓展,為我國測控設備生產企業(yè)同國外企業(yè)競爭創(chuàng)造了很好的條件。目前,在競爭中國內企業(yè)所處的地位怎樣?在自主創(chuàng)新方面國內企業(yè)做得如何?
宋平:元