1前言
随着化学工业突飞猛进的发展,对化工设备也有了更高的要求国际、国内搪玻璃设备生产厂都在努力提高其产品的使用性能,开发先进的自动测控装置以日本神钢法武都拉株式会社为例,他们在80年代末和90年代初就已开发出搪玻璃pH计、美尊德T式温度计、搪玻璃层破损报警系统,甚至开发出罐内摄像监视系统等根据图片资料,德国的一种搪玻璃温度计套管表面预埋了多达6根金属导线。具有测温、破损报警、液位控制等功能
我国的搪玻璃设备在使用性能上,与发达国家相比差距甚远尤其是测温装置,目前国内搪玻璃设备上使用的测温元件。大多数为水银或酒精温度计,将其插入搪玻璃温度计套管内,温度先通过搪玻璃层传导至铁坯,再由铁坯传导至玻璃温度计。这种结构的接触点体积大,加上搪玻璃层导热性差。所以温度显示滞后时间长。不能及时准确地反映罐内物料的温度
热电偶是目前温度检测领域里应用很普遍的热敏元件之一,其热惯性小、热容小、反应灵敏、准确但反应容器内的介质,大多数都有一定的腐蚀性,使得热电偶未能在搪玻璃设备上得到很好的应用。
2搪玻璃热电偶温度计的研制
2.1方案A
选择镍铬一镍硅热电偶作为热敏元件,其耐温可达1200℃,长期使用温度可达800℃。因此不会在搪烧过程中因高温而损坏。另外,其材料复制性好,热电动势稳定,基本呈线性关系,灵敏度高约0.041mV/℃,相当于铂铑一铂热电偶的4倍。价格便宜。先将热电偶丝的热触点焊接于温度计套铁坯顶端钻孔内,如图1所示,再经过5~6次的喷涂和烧成。在铁坯外表面搪烧上一层耐腐蚀硅酸盐瓷釉,使之成为耐腐蚀的搪玻璃热电偶温度让
笔者曾对这一装置做过初步研制工作。经测定。并与原来的温度计相比较。其温度滞后时间明显缩短。结果如图2所示。当显示温度达到被测温度50%时,显示时间为35s;达90%时,显示时间为125s,而原装置当显示温度达被测温度50%时,显示时间为60s;达90%时,显示时间为大于250s
这种搪玻璃热电偶温度计与改制的XCT系列动圈式温度指示调节仪配合使用,即能在搪玻璃设备所要求的温度范围内。进行温度指示和自动控制加热源,对温度进行自动调节
此方案在产品制造工艺及仪表配置方面均不复杂,其技术关键在于如何保证在加工过程中热电偶丝不被氧化和如何克服热触点过大,反应不够灵敏的缺点。
2.2方案B
选用铂铑一铂热电偶做热敏元件。其耐温可达1300C并耐腐蚀。不会在高温状态下被氧化,热电动势稳定通过5v6次的喷涂和烧成,将热电偶丝埋入搪玻璃温度计套管的瓷层中,如图3所示此产品可以达到国外同类产品的水平,反应灵敏,温度滞后时间可缩短。当显示温度达到被测温度50%时,显示时间为2.5s;达90%时,显示时间为19s,如图2所示。配以相应的仪表,可实现温度显示和自动控制。
该装置比方案A装置更灵敏准确其技术关键是如何将热电偶丝埋入搪玻璃层中。
3展望
通过几年的摸索,我们已能将热电偶丝埋入瓷层,只是工业化生产中尚有一些问题有待解决另外,如特殊瓷釉的研制,相应仪表的配置等问题尚需解决。如能进一步突破,不但搪玻璃热电偶温度计可以研制成功。也可以利用此项技术开发出破损报警液位控制等装置
以上两种方案各有利弊,但不失为一种有良好开发前景的新产品