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[摘 要]管式电炉温度场在温度计量领域中有着很关键的作用，是提供恒温场的主要设备，同时对生产热电阻、热电偶等材料起着关键作用，因为管式电炉主要用于各类传感器的校准或检定。本研究就主要介绍管式电电阻炉温度场的应用，让读者对计量检测所用的管式电阻炉温度场均匀性的应用有一定的了解，为欲在该领域有所建树的读者开启一条通道。
[关键词]径向温度场；不确定度；轴向温度场
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）23-0304-01
由于管式电炉温度场在温度计量领域应用广泛，所以，对管式电炉温度场的研究也显得较为重要，本研究就对计量检测用管式电炉温度场均匀性的应用进行研究与探讨。目的是将读者带入学习电阻炉的氛围中，主要还是学习管式电阻炉，尤其是计量检测用管式电阻炉温度场均匀性的应用，这是本研究所要探讨的主要问题。本研究从电阻炉领域的大方向出发首先简单的介绍了几种其他的电阻炉，然后引出本研究所要介绍的管式电阻炉，这样可以使读者在专门学习本研究所介绍的管式电阻炉的同时也能够对其它电阻炉有一定的了解。
1.电阻炉的简单介绍
电阻炉是利用电流使炉内电热元件或加热介质发热，从而对工件或物料加热的工业炉。电阻炉在机械工业中用于金属锻压前加热、技术热处理加热、钎焊、粉末冶金烧结、玻璃陶瓷焙烧和退火、低熔点金属熔化等。电热元件具有很高的耐热性和高温强度，很低的电阻温度系数和良好的化学稳定性。电阻炉中常用的元件有金属和非金属两类。
1.1.电阻炉类型的简介
电阻炉的类型也可以说多种多样，本段主要介绍几种。高温台车式电阻炉与国际最先进高温台车式电阻炉技术同步，成为我国出口国际市场和参与国际竞争的重要产品。主要用于高锰钢衬板、高铬和高锰钢铸件、球墨铸铁、轧辊、钢球、浆泵、破碎机锤头、耐磨衬板淬火、固熔、正火、退火以及各种机械零件热处理。也可用于烧结、催化剂焙烧、精密模壳焙烧。中文台车式电阻炉是国家标准节能型周期式台车电炉，主要用于高铬、高锰钢铸件、灰口铸铁件、球墨铸铁件、轧辊、钢球、破碎机锤头、耐磨衬板淬火、退火、时效以及各种机械零件热处理之用。台车式回火电炉，主要用于高铬铸钢轧辊回火、轧辊表面焊接修复后消除焊接应力回火及其他用途回火，属于节能型周期作业回火电炉，采用微电脑程序工艺曲线自动控温柜，全自动高精度执行最佳回火工艺曲线。台车热套电阻炉是节能型周期作业台车电阻炉，主要用于水泵制造业、泵体热专用，也可用于电机制造业，电机转子热套加热用途。除此之外还有本文所要介绍的管式电阻炉。
1.2.电阻炉结构的简介
还是举两个例子来介绍电阻炉的结构。本文主要要谈的是管式电阻炉，首先要以其它形式的电阻炉来做引子，那么就先介绍一下台式电阻炉吧。台式电阻炉由炉体和电控两部分组成。炉体部分主要包括炉壳、炉衬、加热元件、炉门及台车。炉壳由钢板与型钢焊接而成，炉衬采用节能型超轻质耐火砖、硅酸铝纤维与优质保温材料组成复合炉衬。加热元件用高合金电阻丝绕制成螺旋状放置于炉衬和台车搁砖上；台车可以来回移动，便于装卸料，其与炉壳间采用新颖自动密封，改状善了密封性能；炉门的升降与台车的进出均采用电动减速机构带动，炉底板为耐热铸钢件，并可选配台车倾斜卸料机构。节能型全纤维台车炉（等温淬火）主要由壳体、炉衬、电加热装置、炉门及提升机构、台车及台车行走机构、台车与炉体密封装置、走台及扶梯机构、电器控制等部分组成。
1.3.计量检测用管式电阻炉的结构
计算检测用管式电阻炉在温度计检测领域是非常重要的提供恒温温场的设备，在计量衡业主要应用于电热偶、热电阻等各类温度传感器的校准或检定，同时也是热电偶、热电阻材料生产厂家用于定值的关键设备。其温度场均匀性的好坏会直接影响热电偶、热电阻等传感器检测结果的准确性，对产品质量有着巨大的影响。目前，在我国温度计量领域，管式炉的应用十分广泛，它的作用上没有其他设备能够代替。常用的单加热源管式电阻炉存在轴向温度分布的不均匀性，分析表明，其根源在于显著的轴向散热。自制的一台可调管式电阻炉将加热源分成三个功率独立可调的区域，借助可调变压器调节各加热压的输入电压，而最终可以获得既长又均匀的令人满意的温度区。
2.管式炉温度场测试实验
2.1.管式炉在未放置高温合金均温块情况下的温度场测试
通过广泛阅读文献，对管式炉的结构、温度场测试方法及电偶的检测方法有了初步的了解。考虑能够影响管式炉内温度场的因素有很多，用FLUENT软件对管式炉内温度场在不同情况下进行了模拟，并针对现有的管式炉提出验证模拟结果的可行实验方案。现对管式炉进行温度场测试，提出在管式炉均匀温度中心放置高温合金均温块，通过试验对比在放置均温块前后炉内的温度场差异。选取不同型号、不同直径的铠装热电偶进行重复性检验，比较其试验标准差，并对测量结果的不确定性进行评定，从而考察管式炉温度场对热电偶检测结果的影响。
2.2.微差电势法在管式炉炉温温场测试中的应用
在工业化生产中，温度是一个十分重要的物理量，在日常生活中我们同样离不开温度，正确地测量温度是十分重要的事情。在众多的测温方法中，热电偶是最为常用的一种。热电偶量值的准确传递与检定炉的炉温温场有着非常紧密的关系。
2.3.管式热电偶检定炉均匀温场的研究
一直以来，计量部门及工业部门在校准廉金属铠装热电偶时，常用管式热电偶检定炉，这种炉子因操作简便、造价低廉而得到广泛使用。我们通过测试发现，现有的管式炉温场指标在未放被校准铠装偶（即空载）时测试可以达到标准，但在放置被校准铠装偶（即满载）时，温场不能达到“任意两点间温差不大于1℃”的标准。而铠装偶在校准过程中必然装有被校准铠装偶，在这种情况下如何得到一个均匀稳定的温场，使现有的管式炉在满载时炉内温场达标是问题的关键。
3.高温电阻炉检测方法和管式电阻炉的应用
高温电阻炉广泛运用，适合各类大专院校实验室、工矿企业化验室，供化学分析、物理测定，以及金属、陶瓷的烧结和熔解、小型钢件等加热、焙烧、烘干、热处理用。作为热处理炉的一种，目前，虽然高温电阻炉的应用非常广泛，但是现在仍然缺乏相对应的检测手段对其准确性，可靠性进行测量，找到一套行之有效的方法对于我院的检定校准工作有着直接的帮助，也将对于广泛应用于各行业的高温炉的检测准确性、可靠性有非常大的提高。目前，在我国的温度计量领域，管式炉的应用十分广泛，它的作用尚没有其他设备能够替代。现今我国计量行业及热电偶、热电阻国家标准中所有关于管式炉温度场的指标均是在其空载的情况下而标定的，其温度场测试方法也是一直沿用空载测试的方法。但是，实际的操作过程中，管式炉必然是在带负载的前提下使用的，这时温度场能否达标才是关键。
结语：
通过对本研究的阅读，相信读者一定对计量检测用管式电阻炉温度场均匀性的应用有了很大程度上的了解了。影响管式炉温度场的因素有很多，本研究中只是列举了一部分，有一些影响的因素可以通过改进方法或更换零部件来解决，有些因素却尚未被发觉，这些问题只能指望后来人广泛阅读大量文献和不断进行试验研究来发现并解决了。希望本研究可以给后来者带来一定的启示，将计量检测用管式炉温度场均匀性完善的更好。
参考文献
[1] 刘文，邢书明，张琳谭建波，张海英；高温熔体连续测温方法研究[J]；北京交通大学学报；2005年04期.
[关键词]径向温度场；不确定度；轴向温度场
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）23-0304-01
由于管式电炉温度场在温度计量领域应用广泛，所以，对管式电炉温度场的研究也显得较为重要，本研究就对计量检测用管式电炉温度场均匀性的应用进行研究与探讨。目的是将读者带入学习电阻炉的氛围中，主要还是学习管式电阻炉，尤其是计量检测用管式电阻炉温度场均匀性的应用，这是本研究所要探讨的主要问题。本研究从电阻炉领域的大方向出发首先简单的介绍了几种其他的电阻炉，然后引出本研究所要介绍的管式电阻炉，这样可以使读者在专门学习本研究所介绍的管式电阻炉的同时也能够对其它电阻炉有一定的了解。
1.电阻炉的简单介绍
电阻炉是利用电流使炉内电热元件或加热介质发热，从而对工件或物料加热的工业炉。电阻炉在机械工业中用于金属锻压前加热、技术热处理加热、钎焊、粉末冶金烧结、玻璃陶瓷焙烧和退火、低熔点金属熔化等。电热元件具有很高的耐热性和高温强度，很低的电阻温度系数和良好的化学稳定性。电阻炉中常用的元件有金属和非金属两类。
1.1.电阻炉类型的简介
电阻炉的类型也可以说多种多样，本段主要介绍几种。高温台车式电阻炉与国际最先进高温台车式电阻炉技术同步，成为我国出口国际市场和参与国际竞争的重要产品。主要用于高锰钢衬板、高铬和高锰钢铸件、球墨铸铁、轧辊、钢球、浆泵、破碎机锤头、耐磨衬板淬火、固熔、正火、退火以及各种机械零件热处理。也可用于烧结、催化剂焙烧、精密模壳焙烧。中文台车式电阻炉是国家标准节能型周期式台车电炉，主要用于高铬、高锰钢铸件、灰口铸铁件、球墨铸铁件、轧辊、钢球、破碎机锤头、耐磨衬板淬火、退火、时效以及各种机械零件热处理之用。台车式回火电炉，主要用于高铬铸钢轧辊回火、轧辊表面焊接修复后消除焊接应力回火及其他用途回火，属于节能型周期作业回火电炉，采用微电脑程序工艺曲线自动控温柜，全自动高精度执行最佳回火工艺曲线。台车热套电阻炉是节能型周期作业台车电阻炉，主要用于水泵制造业、泵体热专用，也可用于电机制造业，电机转子热套加热用途。除此之外还有本文所要介绍的管式电阻炉。
1.2.电阻炉结构的简介
还是举两个例子来介绍电阻炉的结构。本文主要要谈的是管式电阻炉，首先要以其它形式的电阻炉来做引子，那么就先介绍一下台式电阻炉吧。台式电阻炉由炉体和电控两部分组成。炉体部分主要包括炉壳、炉衬、加热元件、炉门及台车。炉壳由钢板与型钢焊接而成，炉衬采用节能型超轻质耐火砖、硅酸铝纤维与优质保温材料组成复合炉衬。加热元件用高合金电阻丝绕制成螺旋状放置于炉衬和台车搁砖上；台车可以来回移动，便于装卸料，其与炉壳间采用新颖自动密封，改状善了密封性能；炉门的升降与台车的进出均采用电动减速机构带动，炉底板为耐热铸钢件，并可选配台车倾斜卸料机构。节能型全纤维台车炉（等温淬火）主要由壳体、炉衬、电加热装置、炉门及提升机构、台车及台车行走机构、台车与炉体密封装置、走台及扶梯机构、电器控制等部分组成。
1.3.计量检测用管式电阻炉的结构
计算检测用管式电阻炉在温度计检测领域是非常重要的提供恒温温场的设备，在计量衡业主要应用于电热偶、热电阻等各类温度传感器的校准或检定，同时也是热电偶、热电阻材料生产厂家用于定值的关键设备。其温度场均匀性的好坏会直接影响热电偶、热电阻等传感器检测结果的准确性，对产品质量有着巨大的影响。目前，在我国温度计量领域，管式炉的应用十分广泛，它的作用上没有其他设备能够代替。常用的单加热源管式电阻炉存在轴向温度分布的不均匀性，分析表明，其根源在于显著的轴向散热。自制的一台可调管式电阻炉将加热源分成三个功率独立可调的区域，借助可调变压器调节各加热压的输入电压，而最终可以获得既长又均匀的令人满意的温度区。
2.管式炉温度场测试实验
2.1.管式炉在未放置高温合金均温块情况下的温度场测试
通过广泛阅读文献，对管式炉的结构、温度场测试方法及电偶的检测方法有了初步的了解。考虑能够影响管式炉内温度场的因素有很多，用FLUENT软件对管式炉内温度场在不同情况下进行了模拟，并针对现有的管式炉提出验证模拟结果的可行实验方案。现对管式炉进行温度场测试，提出在管式炉均匀温度中心放置高温合金均温块，通过试验对比在放置均温块前后炉内的温度场差异。选取不同型号、不同直径的铠装热电偶进行重复性检验，比较其试验标准差，并对测量结果的不确定性进行评定，从而考察管式炉温度场对热电偶检测结果的影响。
2.2.微差电势法在管式炉炉温温场测试中的应用
在工业化生产中，温度是一个十分重要的物理量，在日常生活中我们同样离不开温度，正确地测量温度是十分重要的事情。在众多的测温方法中，热电偶是最为常用的一种。热电偶量值的准确传递与检定炉的炉温温场有着非常紧密的关系。
2.3.管式热电偶检定炉均匀温场的研究
一直以来，计量部门及工业部门在校准廉金属铠装热电偶时，常用管式热电偶检定炉，这种炉子因操作简便、造价低廉而得到广泛使用。我们通过测试发现，现有的管式炉温场指标在未放被校准铠装偶（即空载）时测试可以达到标准，但在放置被校准铠装偶（即满载）时，温场不能达到“任意两点间温差不大于1℃”的标准。而铠装偶在校准过程中必然装有被校准铠装偶，在这种情况下如何得到一个均匀稳定的温场，使现有的管式炉在满载时炉内温场达标是问题的关键。
3.高温电阻炉检测方法和管式电阻炉的应用
高温电阻炉广泛运用，适合各类大专院校实验室、工矿企业化验室，供化学分析、物理测定，以及金属、陶瓷的烧结和熔解、小型钢件等加热、焙烧、烘干、热处理用。作为热处理炉的一种，目前，虽然高温电阻炉的应用非常广泛，但是现在仍然缺乏相对应的检测手段对其准确性，可靠性进行测量，找到一套行之有效的方法对于我院的检定校准工作有着直接的帮助，也将对于广泛应用于各行业的高温炉的检测准确性、可靠性有非常大的提高。目前，在我国的温度计量领域，管式炉的应用十分广泛，它的作用尚没有其他设备能够替代。现今我国计量行业及热电偶、热电阻国家标准中所有关于管式炉温度场的指标均是在其空载的情况下而标定的，其温度场测试方法也是一直沿用空载测试的方法。但是，实际的操作过程中，管式炉必然是在带负载的前提下使用的，这时温度场能否达标才是关键。
结语：
通过对本研究的阅读，相信读者一定对计量检测用管式电阻炉温度场均匀性的应用有了很大程度上的了解了。影响管式炉温度场的因素有很多，本研究中只是列举了一部分，有一些影响的因素可以通过改进方法或更换零部件来解决，有些因素却尚未被发觉，这些问题只能指望后来人广泛阅读大量文献和不断进行试验研究来发现并解决了。希望本研究可以给后来者带来一定的启示，将计量检测用管式炉温度场均匀性完善的更好。
参考文献
[1] 刘文，邢书明，张琳谭建波，张海英；高温熔体连续测温方法研究[J]；北京交通大学学报；2005年04期.