专利名称：动圈式带pid脉冲碳势控制仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于可控气氛热处理中的测试控制仪表。
在现有技术中，可控气氛处理中的测试控制均采用CO2红外仪。CO2红外仪是采用管道取样，将炉气抽出经过过滤，送到测试室与参比气作比较，参比室封闭有标准的CO2气体，参比室与测试室是通过一片极薄的金属片隔开，参比室与测试室分别有红外光照射，这些红外光是通过调制的，所以照射到这两个室以后，两个室气体即产生压差，使金属薄膜变形，从而使薄膜对地的电容量产生变化，将这些变化的电容量通过变换成为电流，再经放大，通过指示仪表指示出CO2值。控制部分是通过电子电位差计，将放大器的信号指示出来，给定值也在表上给定，由微动开关控制电磁阀的启闭，所以电磁阀是简单的二位式开关。
CO2红外仪的缺点是设备成本高，反应速度慢，结构复杂，容易损坏，操作麻烦，易受其它因素的干扰，须经常维护，並须专门技术人员操作。
本实用新型的目的，是提供一种装置成本低，结构简单，反应灵敏，无须对取气管道进行维护，操作方便，可由一般工人自己应用的可控气氛测试控制仪。
本实用新型动圈式带PID脉冲碳势控制仪是一种完全不同于现有技术的一种全新的发明。
本实用新型采用氧化锆探头，直插入炉内，氧化锆探头外侧接触炉气，内侧通参比气(空气)，由内外侧电极引出信号线。当氧化锆探头内外侧有氧浓差存在时，两电极即产生一电势。此电势经过高阻放大器的变换，放大成为一定的电流去推动控制仪表，在控制仪表上，可调给定值。控制机构将给定值与实际值的偏差变换成按PID变化的电流信号，控制脉冲发生器，脉冲发生器即按PID规律输出一定比例的脉冲，再通过变换，成为可推动电磁阀的电信号。电磁阀即按偏差值脉动地工作。
在可控气氛处理炉中，在一定条件下，可控气氛的碳势与氧势有一定的对应关系，所以可以用氧探头的输出电势来间接地表示炉内的碳势。
本实用新型由测量放大器和控制器两部分组成。
测量部分主要有基准电源及高阻放大器，由于在热处理可控气氛中，一般碳势值的对应电势在1050～1250mV之间变化，为了扩大仪表的刻度，本装置采用基准电源，将氧化锆探头输出电势的基数部分切去，留下变动部分经放大，适当匹配，送到显示装置指示。显示装置可以是磁电动圈式表头，力矩电机式表头，电子电位差计或数字电压表，本实用新型现采用小型动圈式显示仪表，结构紧凑，体积小。
控制部分是将实际测量值与给定值作PID运算，经过适当的变换，通过光电隔离的可控硅无触点开关，成为可控制电磁阀动作的电信号。
本实用新型根据滴注式可控气氛热处理炉的特点，采用脉冲间断滴剂滴入方式，每次只让电磁阀打开极短的时间，使滴入量每次仅一小滴(根据不同滴剂，时间可调)，每两滴的间隙时间由装置自动调节。偏差大，间隙小，偏差小，间隙长，直至全关闭。这样可使滴入炉内滴液有一定分解时间，可使控制性能提高，炉内气氛稳定。而现有技术采用红外线CO2分析仪，连续启、闭电磁阀，再用手工调节滴入量，这些调节方式是不理想的，因而控制效果差。
本实用新型装置应用很简单，使用时将氧探头安装在炉内，其输出信号通过导线接至碳控仪，碳控仪输出电信号给电磁阀，电磁阀装在给料瓶与滴注管道之间。工作时，只须按工艺要求调节给定值，並根据不同滴剂调节电磁阀的工作状态，按不同的工艺要求调节其它滴剂的滴入量。碳控仪即可按要求将炉内碳势控制在给定值上。如果需要，也可外接一记录仪记录碳势变化情况。本实用新型可根据用户需要，装成带记录的控制仪或带数字显示的控制仪。
本实用新型装置具有成本低(仅为现有技术红外线CO2分析仪成本的30％以下)，结构简单，反应灵敏，无须对取气管道进行维护，操作方便，可由一般工人自己操作等优点。采用本实用新型，通过选择适当的工艺，可提高热处理工件的质量，降低成本，减少原材料的消耗，提高设备利用率和节约能源，有明显的经济效益。
图1为本实用新型装置的方框图图2为本实用新型的应用示意图图3为本实用新型的原理图在图2中，1为氧化锆探头、2为参比气管、3为检测信号、4为给定值、5、6表示气氛碳势变化和电磁阀工作频率变化曲线、7为指示值、8、为控制信号、9为电磁阀、10为滴剂管、11为滴注器、12为甲醇或其它稀释剂、13为针形阀、14为排气管(试样孔)。
图3所示为采用频率PID调节方式，配用的显示装置为小型磁电式动圈仪表原理。如配用力矩电机式仪表或电子电位差计、数字电压表时，PID调节方式要作改变。
在图3中，W1起增益调节作用，可调节输出电压的大小，本实用新型额定输出电压定为10V，W2为匹配电位器，可根据显示装置XS的不同工作电压调节。W2为匹配电位器，可根据显示装置XS的不同工作电压调节。W3供设有记录的装置对外接线记录用，此时最好加一级跟随器。W4为满度核准基准电压调节电位器。正常为100mV。W5、W6分别为测量档的基准电压调整电位器。分别可调到1050和1150mV。K为量程开关，1档为“0”点核准，2档为满度校准，3档为测量Ⅰ档，量程为1050－1150mV、4档为测量Ⅱ档，量程为1150－1250mV。W7为比例带调节电位器，可调节比例带大小。W8为PID调节最大输出电流用，正常为10mA。W9为脉冲发生器最高频率调整电位器，可调节电磁阀的工作频率。W10为电磁阀开启时间调节电位器，可调节每次滴入量的多少。
W1－W6宜选用精密线绕电位器。R1－R7用精密线绕电阻，其中R1与R2，R3与R4，R5与R6应各配成对，其误差应小于0.01％，越小越好，其绝对电阻值要求不严。IC1与IC2也要求参数一致。其它元件可按图3中参新，根据一般要求选择。
本实用新型的结构特征是该装置所采用的PID脉冲调节方式控制的碳控仪包含有基准电源及高阻放大器，其控制信号输出采用光电隔离的可控硅无触点开关，该装置所采用的可控气氛测试控制仪的电磁阀，为间断脉冲工作方式；该装置所采用的显示装置可为磁电动圈式表头，也可为电子电位差计，也可为数字式显示装置。
本实用新型为一全新的设计，成本低，结构简单，反应灵敏，操作方便，能减少原材料的消耗，提高设备利用率和节约能源，有明显的经济效益。
权利要求1.一种可控气氛测试控制仪，包含有增益调节装置，电位器、量程开关，其特征在于包含有氧化锆探头、采用PID脉冲调节方式控制的碳控仪、电磁阀及显示装置。
2.根据权利要求1所述的可控气氛测试控制仪，其特征在于所述的采用PID脉冲调节方式控制的碳控仪包含有基准电源及高阻放大器，其控制信号输出采用光电隔离的可控硅无触点开关。
3.根据权利要求1所述的可控气氛测试控制仪，其特征在于电磁阀采用间断脉冲工作方式。
4.根据权利要求1所述的可控气氛测试控制仪，其特征在于所述的显示装置为磁电动圈式表头。
5.根据权利要求1所述的可控气氛测试控制仪，其特征在于所述的显示装置为电子电位差计。
6.根据权利要求1所述的可控气氛测试控制仪，其特征在于所述的显示装置为数字式显示装置。
专利摘要动圈式带PID脉冲碳势控制仪。本实用新型属于可控气氛处理中的测试控制仪表。现有技术中，可控气氛处理中的测试控制均采用CO
文档编号C21D1/76GK2040102SQ8820313
公开日1989年6月28日 申请日期1988年2月6日 优先权日1988年2月6日
发明者林松坤 申请人:广东省机械研究所