189753. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és elrendezés elektromos fűtésű kemence hőmérsékletének és hőmérséklet eloszlásának stabilizálására
1 189.753 2 hőmérséklet távadókkal, például különböző számú sorbakapcsolt termoelemekkel mérünk, s amelyek differenciális érzékenysége olyan arányban van egymással. mint az adott hőmérséklettávadókhöz rendelt súlyfaktorok, s a hibajel képzéshez az ilyen hőmérséklet távadók jelét kombináljuk, példáid összegezzük. Nevezetesen célszerű még az is, hogy a hőmérséklet mérés során azonos differenciális érzékenységű hőmérséklet távadókkal például azonos anyagú termoelemekkel mérünk, s a hibajel képzéshez a hőmérséklet távadók jeleit eltérő bemeneti érzékenységű összegzővel összegezzük. Az összegző bemenetei érzékenységeinek arányai megegyeznek az adott hőmérséklet távadókhoz rendelt súly faktorok arányaival. A találmány értelmében egynél több fűtőelemet tartalmazó kemence hőmérséklet eloszlásának beállítása célszerű láncbakapcsolt hibajelképzőt, értékelőt és teljesínnényelosztót használni úgy, hogy a teljesítményelosztó kimenetéi a fűtőelemekre csatlakoznak. Célszerű továbbá, hogy a referenciaforrás kimenete az érzékelő bemenetére is rá van kötve. Célszerű még, hogy a referencíaforrás kimenete a teljesítményeiosztóra is rá van kötve. Nevezetesen célszerű, hogy a teliesítményelosztó egy, vagy több, alkalmasan megválasztott áttételű transzformátor. A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük, amelyen az ismert és a találmány szerinti eljárás és elrendezés példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az í. ábra az ismert és a találmány szerinti kemence hőmérséklet és hőmérsékleteioszlás szabályozásának példakénti kiviteli alakja, a 2. ábra a találmány szerinti hőmérsékletszabályozás példakénti kiviteli alakja, a 3. ábra a találmány szerinti kemence hőmérséklet és hömérsékieteloszlás szabályozásának további példaként! kiviteli alakja. Az ismert hőmérséklet szabályozási eljárást az 1. ábra alapján ismertetjük. A 11 munkadarabot — példánk esetében olvadékot tartalmazó platina tégely - a háromzónás ellenállás fűtésű kemence 12a-l2c fűtőelemei fűtik. Mindhárom fűtőelemnél külön-külön, egy-egy 13a-J 3c hőmérséklet távadó, például Pt-Pt- 10% Rh anyagú tennoelem érzékeli az aktuális 1200 °K körüli T Tl, Tc hőmérsékleteket, majd a 14a- 14c hibajelkepzofc meghatározzák ezeknek a 15a-l5c referencia hőmérsékletektől való eltérését. A 16a-16c értékelők pedig a hibajcl nagyságából és időfüggéséből leszármazott jeleket állítanak elő, és a kemencét, illetve a 3 független fűtőelemet ezek a jelek táplálják. Hőmérséklet ugrás során még a 16a-lc értékelők helyes beállítása esetén is, az ilyen módon szabályozott kemencében lévő 11 munkadarab hőmérsékletében általában hosszú tranziens keletkezük. Ez abból fakad, hogy a különböző fűtőtestek, illetve kemencerészek és a munkadarab, valamint szobahőmérsékletű külvilág közötti hőkontaktus hőmérsékletfüggő és ezért az eltérő keinencerész.ek hőmérsékletváltozásának sebessége Is eltérő lesz, A találmány szerinti eljárást a 2. ábra alapján ismertetjük. A példa egyzónás kemencére vonatkozik, de az eljárás többzónás kemencére is értelemszerűen alkalmazható. A kemencébe egynél több, 13a-!3ri hőmérséklettávadó van beépítve, amelyek a kemence eltérő helyein a 12 fűtőelem környezetében uralkodó T„, Th, stb. hőmérsékleteket érzékelik, üzemi hőmérsékleten a kemencehelyek a 11 munkadarab hőmérsékleténekkialakításában eltérő súllyal vesznek részt, mivel a 11 munkadarab a kemence valamennyi részével, így az érzékelt hőmérsékletű helyekkel Is, helyfüggő és hőmérsékletfüggő hőkontaktusban van. Ha a hőmérsékletet az üzemi állapotban hosszú idő után kialakult hőmérsékletek szűk környezetére korlátozzuk, a hőkontaktusok hőmérsékletfüggésétől eltekinthetünk. A 11 munkadarab hőmérséklete a Ta, T^, stb. hőmérsékletek kis 6 Ta, ő Tb, stb. megváltoztatása esetén például a AT = Aa.ŐVAb.6V... összefüggéssel leírható módon változik meg, ahol az A„, Ab, ... súlyfaktorok általában függenek az üzemi hőmérséklettől. A távadók által érzékelt hőmérsékletek súlyfaktojókkal vett, például lineárkombinációját a 14 hibajelképzőn és a 16 értékelőn keresztül a 12 fűtőelembe táplált villamos teljesítmény változtatásával állandó értékre visszaszabályozva, a kemence hőmérsékleteloszlásában bármilyen okból bekövetkező (például a nagy hőmérsékletugrás következtében a korábbiak szerint kialakuló) kis megváltozás a 11 munkadarab hőmérsékletében nem fog változást okozni. Az, hogy mindez az érzékelt hőmérsékletek linear vagy más matematikai kombinációjával valósítható meg, függ például a hőmérséklet távadók számától, illetve azok fűtőelemekhez viszonyított helyzetétől, de a kívánt hőmérsékleteloszlástól is. Legtöbb esetben azonban a lineárkombínáció is elegendő. Többzónás, azaz több hibajelképzőt és hőmérsékletszabáiyzót tartalmazó kemence működése Is javítható azzal, ha a hibajelképzés a kemence eltérő pontjain uralkodó hőmérsékletek kísérletileg beállított súlyfaktorokkal vett íineárkombínácjója alapján történik a fűtés, mert ilymódon a nem mért és így nem is stabilizált kemencerészek hatása empirikusan korrigálható. A találmány egy célszerű megoldásában a 13a-l3n hőmérséklet távadók differenciális érzékenysége, tehát az általuk szolgáltatott jel adott, kis hőmérsékletváltozás hatására bekövetkező megváltozása, olyan arányban áll egymással, mint amit a távadókhoz rendelendő súlyfaktor megkövetel. Ez elérhető például akkor, ha a távadókhoz beállított konverziós faktorú villamos átalakítóik csatlakoznak. Ebben az esetben a hibajelképzés alapjául a távadók kimenőjelének összege szolgálhat. A találmány egy másik megoldásában a I3a-13n a hőmérsékletté vadók és a 14 hibajelképző közé a 18 összegző van bekapcsolva, amely több bemenettel és egy kimenettel rendelkezik. A bemenetek mindegyike általában eltérő módon hat a kimenetén megjelenő információra, másszóval, az egyes bemenetek érzékenysége eltérő. Valamely kiszemelt bemenet és a hozzákapcsolt távadó érzékenysége úgy van beállítva, hogy a távadó által érzékelt hőmérséklet adott, Ids megváltozás a 18 összegző kimenetén a mondott távadó által érzékelt hőmérséklethez rendelendő súlyfaktor állandószorosának megfelelő információváltozást eredméi' c^zen. Bármely megoldás esetén a súlyfaktorok a beállítani kívánt üzemi hőmérséklet függvényében előre programozottak lehetnek. Az ismert elrendezést ugyancsak az l. ábra alapján 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
