一种热处理用真空炉分区温度控制系统的制作方法

本发明涉及热处理装置，具体地说是一种热处理用真空炉分区温度控制系统。

背景技术：

真空炉被作为热处理行业设备更新换代的装备之一,其重要原因是真空炉处理的产品零件表面光亮、少无氧化、性能好、精度高,真空炉生产运行中易实现节能、降耗、减污,属于清洁生产装备,符合当今环保的要求。真空中气体分子极少，分子的自由程变大，因此可以生产出常压下无法得到的轻稀有金属、难熔金属、稀有金属及其它特种合金材料等。现有技术中，加热炉的内温度控制方法包括单区温度控制及多区温度控制两种。

如图1所示，其示出了一种现有的热处理用真空炉单区温度控制系统的结构示意图。单区温度控制系统值仅设置有一组温度控制回路，所有加热器只能同时加热或者同时不加热，因此，其仅仅能将温度传感器检测点区域内的温度调节至预定温度，而很难保证整个真空炉炉内的温度均匀性。

如图2所示，其示出了另一种现有的热处理用真空炉分区温度控制系统的结构示意图。该分区温度控制系统将真空炉的加热区域分为三个独立的分区，每个分区均设有一组独立的温度控制回路，因此其能够对三个独立分区内的温度进行独立控制，从而保证真空炉炉内的温度均匀性。然而，现有技术中的分区温度控制系统存在如下显著缺陷：1、需要布置多个温度传感器及温控仪表，极大地提高了系统的成本；2、由于真空炉的外围安装空间狭小，为数众多的温控仪表加大了系统的安装难度。

技术实现要素：

本发明针对上述问题，提供了一种热处理用真空炉分区温度控制系统，其仅需要设置一个温度传感器及温控仪表，即能实现炉膛内的温度调节，并保证炉膛内温度的均匀性，其具体技术方案如下：

一种热处理用真空炉分区温度控制系统，其特征在于：其包括有炉膛，温度传感器及温度控制装置，所述温度传感器设置在所述炉膛内的预定区域内，所述炉膛被区分为若干个独立的分区，每个所述分区内均设有加热器；所述温度控制装置的输入端连接所述温度传感器，所述温度控制装置的输出端分别连接各个所述加热器；所述温度传感器用于获取所述预定区域内的当前温度值并传送给所述温度控制装置，所述温度控制装置用于控制各个所述加热器的加热功率，使得各个所述分区内的温度与所述预定区域内的当前温度的差值不超过预定范围。

作为本发明的进一步改进，所述温度控制装置包括温控仪表、整体功率控制器及若干个与所述若干个分区一一对应的分区功率控制器，其中：所述温控仪表的输入端连接所述温度传感器，所述温控仪表的输出端连接所述整体功率控制器的输入端，所述整体功率控制器的输出端分别连接所述分区功率控制器的输入端，所述分区功率控制器的输出端连接对应的所述分区内的所述加热器。

作为本发明的进一步改进，所述温度传感器为测温热电偶。

作为本发明的进一步改进，所述温控仪表基于plc可编程控制技术，其包括输入模块及显示模块，所述输入模块用于接收用户设定的目标温度值，所述显示模块用于显示所述当前温度值。

作为本发明的进一步改进，所示分区功率控制器包括功率调节电路，所述功率调节电路包括有可调电阻，通过调节所述可调电阻的阻值以实现对所述加热器的加热功率的控制。

与现有技术相比，本发明具有如下显著技术效果：其仅需要设置一个温度传感器及温控仪表，即能实现炉膛内的温度调节，并保证炉膛内温度的均匀性，其减少了系统的安装空间，降低了生产成本。

附图说明

图1为现有技术中的一种热处理用真空炉单区温度控制系统的结构示意图；

图2为现有技术中的另一种热处理用真空炉分区温度控制系统的结构示意图；

图3为本发明提出的热处理用真空炉分区温度控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点、能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图2所示，在一个具体实施例中，本发明提供的热处理用真空炉分区温度控制系统包括有炉膛1，所述炉膛1的外壁上安装有温度传感2，温度传感器2的测温头伸入至炉膛1内。本实施例中，所述温度传感2为测温热电偶。

所述炉膛1区分为第一分区11，第二分区12及第三分区13，所述第一分区11内设有第一加热器，所述第二分区12内设有第二加热器，所述第三分区13内设有第三加热器。

所述炉膛1的外部设有温度控制装置3，所述温度控制装置3用于控制所述第一加热器、所述第二加热器及所述第三加热器的加热功率，从而使得所述第一分区11，所述第二分区12及所述第三分区13内的温度保持一致，最终实现所述炉膛1内的温度均匀性。

本实施例中，所述温度控制装置3包括温控仪表31、整体功率控制器32，第一分区功率控制器33、第二分区功率控制器34、第三分区功率控制器35。其中，所述温控仪表31的输入端与所述温度传感器2连接，所述温控仪表31的输出端与所述整体功率控制器32的输入端连接，所述整体功率控制器32的输出端分别连接所述第一分区功率控制器33、所述第二分区功率控制器34及所述第三分区功率控制器35的输入端，所述第一分区功率控制器33的输出端连接所述第一加热器，所述第二分区功率控制器34的输出端连接所述第二加热器、所述第三功率控制器35的输出端连接所述第三加热器。

本实施例中，所述温度传感器2的测温头位于所述第一分区11内，其能够获取第一分区11内的当前温度值，并将所述当前温度值传送至所述温控仪表31。

当然，在其他一些实施例中，也可以将温度传感器2的测温头设置在第二分区12或第三分区12内。

本实施例中，所述温度仪表31基于plc可编程控制技术，其具备丰富的信号处理功能及存储功能。作为一个优选实施例，本实施例中的所述温度仪表31还包括有输入模块及显示模块，所述输入模块用于接收用户设定的目标温度值，所述显示模块用于显示炉膛内的当前温度值。

本实施例中的热处理用真空炉分区温度控制系统的具体工作过程如下:

用户经所述温度仪表31设置目标温度值(炉膛内需要达到的温度)，同时，温度传感器2采集炉膛内的所述第一分区11内的当前温度值并传送至温度仪表31；温度仪表31对当所述前温度值与所述目标温度值进行分析比较后发出功率调整指令至所述整体功率控制器32。

所述整体功率控制器32对所述功率调整指令进行处理后传送至所述第一分区功率控制器33、第二分区功率控制器34、第三分区功率控制器35；所述第一分区功率控制器33、第二分区功率控制器34、第三分区功率控制器35基于所述功率调整指令相应地提升或降低所述第一加热器、第二加热器及第三加热器的加热功率，以提升或降低所述第一分区11、第二分区12及所述第三分区13内的温度，最终使得各分区内的温度与所述目标温度值的差异度不超过预定的公差范围。

当然，用户也可以不输入目标温度值，则温度仪表31基于所述温度传感器2采集的所述第一分区11内的前温度值发出功率调整指令。所述第一分区功率控制器33、第二分区功率控制器34、第三分区功率控制器35基于所述功率调整指令相应地提升或降低所述第一加热器、第二加热器及第三加热器的加热功率，以提升或降低所述第一分区11、第二分区12及所述第三分区13内的温度，最终使得各分区内的温度与所述当前温度值的差异度不超过预定的公差范围。

需要说明的是，真空炉炉膛内各分区内的加热器的加热功率与该分区内的稳定温度值之间存在映射关系。通过对真空炉炉膛实施温度场测试(如六点测温、九点测温等)即能获得该映射关系。本发明的所述温度仪表31正是基于该映射关系产生相应的功率调整指令，从而控制所述第一加热器、第二加热器及第三加热器的加热功率，最终实现各对应分区内的温度调节。

本实施例中，所述第一分区功率控制器33、第二分区功率控制器34、第三分区功率控制器35均包括有各自的功率控制电路，通过改变功率控制电路中的可变电阻的阻值，即能改变对应的加热器的供电电压或电流值，从而控制加热器的加热功率。当然，上述的功率控制电路的具体构成方式并非本发明的保护范围，本领域一般技术人员在本说明书已经公开的技术内容的基础上，采用现有技术中的功率控制技术即能搭建不同形式的功率控制电路。

可见，本发明仅需要设置一个温度传感器及温控仪表，即能实现炉膛内的温度调节，并保证炉膛内温度的均匀性，其减少了系统的安装空间，降低了生产成本。

上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。