真空爐真空氣氛爐溫度場形成特點
真空爐(真空氣氛爐)的發熱元件一般呈圓形布置。真空加熱相對普通爐來說，其傳熱方式只有輻射，沒有傳導和對流；非真空加熱時有傳導、對流和輻射三種方式，其中對流、傳導根據壓力的不同又與普通爐( 常規壓力) 同。壓力小于1 ×105Pa ( 絕對壓力，普通爐的近似工作壓力) 時，其對流、傳導作用小于普通爐; 壓力接近工作真空度( 2Pa) 時，其對流、傳導作用基本不存在,工件升溫緩慢，特別是低于600 ℃ 以下加熱時，加熱更為緩慢，工件溫度相對控溫熱電偶的溫度有一定的滯后現象。
真空爐(真空氣氛爐)溫度均勻性測量的原理
真空爐(真空氣氛爐)溫度均勻性的測定采取爐體控溫系統控制加熱溫度，外加熱電偶進行記錄的測量方式。溫度均勻性的測定儀器有熱電偶轉換開關，WRNK —121 型3mm×3000mm 的測量熱電偶，其測量范圍為0 ～1300 ℃，日本島電SR93 數顯溫度表、補償導線。測量原理圖見圖1 。
圖1
( 2) 根據KES78. 311. 1 標準有關要求，真空氣氛爐爐溫的測量采取有效加熱區9 點測量的方式( 見圖2) 。在600 mm×600mm×900mm 的有效工作空間內作9 點布置，任一個平面內均有3 個熱電偶( 圖2 中黑點為熱電偶的固定位置) 。
( 3) 在爐體的爐門端的一側有一測溫口。測量時拆下原蓋板，安裝上帶有9 孔的測溫法蘭，測量熱電偶通過法蘭接入爐腔內并固定在支架上。安裝測量熱電偶時需加密封墊圈、橡膠墊圈及真空脂用壓緊螺栓進行壓緊密封，以防止漏氣( 見圖3) 。
三、真空氣氛爐溫度均勻性的測量過程
1. 準備工作
將測量熱電偶及控溫熱電偶按GB/ J351 —1996 《中華人民共和國國家計量鑒定規程》中相關規定進行檢測，檢測合格方能進行爐溫均勻性測定。自爐體拆下測溫孔的蓋板，將9 根經過檢測合格的熱電偶依次穿上密封墊圈、橡膠墊圈，管式爐自法蘭孔中引入爐腔內，并依次按圖1 位置固定在位于爐門口支撐架上，支撐架的尺寸為有效加熱尺寸。
將支撐架小心地移入爐腔內，放在爐床上，調整其位置，使之恰好與有效加熱空間重合。固定測溫法蘭的熱電偶孔，依次放入密封墊圈，箱式電爐橡膠墊圈上涂布真空脂，旋緊壓緊螺栓，安裝好法蘭。
按操作規程手動先后啟動真空機械泵、真空羅茨泵抽真空，直到工作真空度到達2 Pa 后，停機30 mi n ，觀察真空計讀數，看壓升率是否在正常的0. 5Pa/ h 之內,正常則繼續進行爐溫均勻性的測量，不正常則重新調整旋緊螺栓，重新測定壓升率，直到正常，才能繼續進行爐溫均勻性的測定。
2. 測定過程
工藝需求進行選定測量溫度點為650 ℃、850 ℃和1000 ℃，在FP21 控溫儀表上，設定升溫曲線。在控制偶到設定溫度120min 后，開始測定各支熱電偶的值。每隔5min 讀取1 次，連續3 次，如果各點溫度在所要求溫度的±5 ℃ 以內，則此溫度點測量完畢，管式爐否則繼續等溫，直到溫度均勻或時間到達3h ( 工藝設定的保溫時間) 為止并記錄各點的溫度。調整FP21 表，自650 ℃升溫至850 ℃，保溫120min，重復650 ℃溫度點測量步驟。
同樣自850 ℃升溫到1100 ℃，保溫120min，重復650 ℃溫度點測量步驟。以上數據分別填入記錄表中，完成測定后，按正常的空爐冷卻步驟進行降溫。
3. 恢復設備
打開爐門，拉出測量支架，拆開固定熱電偶的鐵絲，拆下法蘭盤，安裝好原蓋板，按正常使用進行壓升率測試，按操作規程手動先后啟動真空機械泵、真空羅茨泵抽真空，直到工作真空度到達2Pa 后，停機30min，觀察真空計讀數，看壓升率是否在正常的0. 5Pa/ h 之內，合格則繼續，設備可以正常使用，否則繼續重新安裝原測溫口蓋板。從測溫法蘭盤中拆下測量熱電偶，注意抽出時要小心取直，以防止折斷、損壞熱電偶。
四、真空氣氛爐溫度均勻性測量的數據
1. 控制偶的記錄數據
PID 調節控溫系統中，控制熱電偶與橫河AX104 無紙記錄儀連接，作實時記錄，由FP21 控溫表輸出指令，晶閘管加熱電源開始加熱的同時測量爐腔內的溫度。加熱過程完成后，取出記錄儀中的存儲塊，插入取卡器中，讀出數據，并在橫河DATA Viewer 瀏覽器中查看數據，圓型記錄形式見圖4 。可見其中的溫度、真空度、冷卻水溫曲線及相應的開爐時間。
2. 測量熱電偶的記錄數據
某次650 ℃溫度點測量數據，記錄數據見附表。
3. 數據分析
由表中數據可知，真空氣氛爐在650 ℃點溫度均勻性都在±5 ℃范圍內，達到真空氣氛爐的正常的溫度均勻性的要求，因此判定在該溫度點的溫度均勻性是合格的。
五、結語
( 1) 真空氣氛爐的爐溫均勻性的測量不同于普通爐，測量時需保證爐體的正常工作條件下的真空度及壓升率，才能正確測定爐溫。
( 2) 由于真空氣氛爐的傳熱方式與普通爐不同，實際測溫過程表明控制熱電偶的溫度值在保溫初期與有效加熱區測量熱電偶的溫度值的差別較大。
( 3) 在真空工作狀態中，有效加熱區的溫度偏差在正常保溫時間內可以達到±5 ℃，滿足工藝需要。
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