熱処理加熱炉の温度検出と制御

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この投稿は、2016年4月7日15時22分にlyyifengによって最終的に編集されました。加熱炉の温度検出システムは、主にPLC（プログラマブルコントローラ）とセンサーで構成されています。温度検出システムの動作過程は、主にセンサーが温度を電気信号に変換し、その電気信号がPLCの入力モジュールを経由してPLC内に入る。PLCの中央処理装置（CPU）はA/D変換によって受け取った電気信号をPLCが認識できる数値に変換し、その後PLCはシステム設定温度（SP）と実際の温度（PV）の差分をPID演算によって自動制御する。温度検出のデータは履歴曲線として記録され、加熱炉の製品が合格かどうかの根拠となる。 検出装置の選定：当社が鋼管の加熱に使用する熱処理炉では、一般的に熱電対を用いて炉内の温度を測定し、www.rclkz.comで加熱効果をリアルタイムで監視します。そして、金属の加熱に必要な温度曲線に従って炉の温度を制御します。また、炉の外部では赤外線温度計を用いて対象物の温度を測定し、金属が炉内でどの程度加熱されているか、また加熱過程で何らかの異常が生じていないかを迅速に把握します。熱電対が生成する電位差信号と赤外線温度計が生成するアナログ信号はPLCによって取得され、これらの信号はPLCの演算処理を経て制御信号として利用され、加熱炉の温度を制御し、記録・保存する。 （1）炉内測定では主に温度測定装置が用いられ、現在、国内外でオンライン炉内温度測定に使用されているセンサーは、一般的に熱電対式の温度測定方式が採用されている。熱電温度計の原理：異なる成分を持つ2つの導体の両端を回路として接続すると、接続点の温度が異なる場合、回路内に起電力が生じます。この現象を熱電効果と呼び、この起電力を熱電勢といいます。熱処理工程において加熱炉で使用される熱電対は、主にKタイプとSタイプの熱電対です。Kタイプは、材質がニッケルクロム－ニッケルシリコンで、長時間の温度測定範囲は0～900℃であり、一般的な金属材料のため価格は安い。Sタイプは、材質が白金ロジウム10－白金で、長時間の温度測定範囲は0～1300℃であり、貴金属であるため価格は高い。熱電対による温度測定の範囲、精度のレベル、コストパフォーマンスを総合的に考慮し、熱処理工程における焼入れ炉にはクラスIIのS型熱電対を使用することを推奨します。この場合の測定誤差は2.25～2.75℃です。一方、焼戻し炉の炉内温度測定にはクラスIのK型熱電対を使用し、その測定誤差は2.4～3.2℃です。 （2）炉外測定では主に温度測定装置が用いられる。赤外線温度測定の原理：絶対零度以上の温度を持つ物体はすべて赤外線を放射する。赤外線検出器によって物体が放射するパワー信号が電気信号に変換され、さらに温度信号に変換されることで、対象物の遠距離での温度測定が可能になる。図1に示すように、同じ波長範囲内では温度が高くなるほど物体が放出するエネルギーも大きくなります。赤外線温度計は、この放射されるエネルギーの大きさを検出し、それを計算することによって物体の実際の温度を求めるものです。 測定の精度に影響を与える要因は多く、主に測定装置の精度等級、測定距離、波長などが挙げられます。その中で、温度が異なる物体では、その放射エネルギーの波長範囲における分布も異なります。温度が高いほど、放射エネルギーが高い領域はより短い波長側に偏ります。したがって、温度が低い物体を測定する場合には波長の長い温度計を使用し、高温の物体を測定する場合には波長の短い装置を使用すべきです。