本发明专利技术为了准确地、实时地确定被加热工件达到零保温条件，所采用热处理炉零保温控制方法，当前温度检测元件实时温度T71达到设定处理温度T0，后温度检测元件检测到的实时温度T72接近或达到设定处理温度T0，加热器的输出功率逐步接近和达到稳态功率P0；在满足上述波动温差△T和加热器输入功率条件时，工件达到零保温状态。同时本发明专利技术还公开实现该方法的热处理炉零保温控制装置，包括在加热炉中安装温度检测元件，温度检测模块通过温度检测元件实现对电加热炉中的温度进行检测；温度检测元件至少包括靠近加热器的前温度检测元件和靠近工件的后温度检测元件。本发明专利技术能缩短保温时间，节约能源，降低加工成本，提高产品质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种热处理控制方法及其系统，尤其涉及一种热处理"零保温"的高精 度控制方法及其系统。
技术介绍
在机械加工领域，热处理是常规和必要的工序，一般都需要保证工件的加热均匀 性，而目前所采用的工业炉加热中，工艺员往往根据经验编写热处理的加热工艺，包括加热 器快速升温过程、接近工艺目标温度后的加热器输出功率下降逐渐升温到工艺目标温度的 缓慢升温过程、达到工艺目标温度后加热器采用热平衡功率的保温过程。但在实际加热过 程中，工件内部温度是否达到工艺要求的目标温度，不能通过准确手段检测，因此为了保证 工艺要求，其加热的保温时间的选择都较为保守，一般都偏长，造成能源浪费，甚至出现"过 烧"或者"烧不透"，造成工件报废，带来不必要的经济损失。 近几十年，对于工件加热工艺，出现了既节能又省时的"零保温"理论，但其由于工 艺检测手段不能满足实际要求，在实际中还是存在许多缺点，基本上还处于理论阶段，在实 际应用中较少。 中国专利申请号881059188，名称"工件热处理'零保温'点微机测控装置"，由于其 按照"零保温"理论和由热传导理论推导的数学模型进行控制，控制参数容易受到外部条件 变化的影响，因此必然与实际的工件控制温度存在误差，造成工件受热不均而"烧不透"或 "过烧"等，特别是对热处理要求高的工艺，其不能满足要求。 中国专利申请号951060007,名称"电加热工艺参数控制仪"，其在设置控制参数 "均温过程的工程技术判断依据KQ"时也是根据经验值先期设定，如其说明书记载"保证均 温温差ATzTiKHTC"，所以其控制温差精度较低，而且炉膛温度!\达到目标值，物件心 部温度T 3虽然与之相差< 10°C，但物件心部温度仍在缓慢上升，说明物料还处于吸热过程 中，以此不能判断物料零保温的温度条件。而且在实际加热过程中，对工件表面和内部温度 的检测是十分困难甚至是无法实施的，对于工艺要求高的工艺，也不能满足其要求。 同时上述两种技术都是利用炉温判定、工件内部温度判定及功率判定采用不断趋 近的方式，对是否达到零保温的功率条件进行推导得出，因此往往在实际加热控制中存在 温度偏差、功率偏差，不能达到高精度热处理的要求，这也是现有利用"零保温"理论的温度 检测控制系统没有得到有效推广的原因。其主要是热处理控制系统控制温度精度不高、控 制参数适应性不宽、检测电参数不全、检测电参数精度不高，存在稳定性差，错判误判等原 因。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可准确地、实时地确定被加热工件达到零 保温条件的高精度热处理控制方法。 本专利技术解决其技术问题所采用热处理炉零保温控制方法，包括加热器快速升温过 程、缓慢升温过程和保温过程;其保温过程如下， 当前温度检测元件检测到的实时温度Τη达到设定处理温度To,后温度检测元件检 测到的实时温度T72接近或达到设定处理温度To,加热器的输出功率逐步接近和达到稳态功 率Po; 控制实时温度Τ7#ΡΤ72在波动温差ΛΤ范围内，对加热器的输出功率进行检测和控 制，在η个温度测量控制周期Tk内满足下列加热器的输出功率条件： 同时检测到加热器在每个温度测量控制周期Tk内的平均输出功率PTki围绕稳态功 率P〇上下波动误差小于X%;P〇是多个温度测量控制周期平均输出功率的平均功率值； 在满足上述波动温差ΛΤ和加热器输出功率条件时，工件达到零保温状态。 更进一步，波动温差ΛΤ控制在±0.5~5°C，加热器6输出功率误差X%控制在< 0.5~10% ;优选的，波动温差ΛΤ控制在±0.5~2°C，加热器6输出功率误差X%控制在0.5 ~2%〇 当前温度检测元件检测到的实时温度Tn，后温度检测元件检测到的实时温度T72 接近或达到设定处理温度To后，前温度检测元件检测到的实时温度Τη和后温度检测元件检 测到的实时温度Τ72存在偏差。 所述的加热炉为电加热炉，电加热炉输出功率控制包括以下几种方式： ⑴采用接触器通断方式控制，并通过时间比例确定输出功率； (2)采用可控硅过零控制，PWM方式均布交流通断比例确定输出功率或对电子电流 互感器电流信号直接滤波得到电流信号，乘上对应相电压，分别求出三相功率，再求和得到 总功率； (3)采用移相方式控制可控硅，采集电子电流互感器电流信号直接滤波得到电流 信号，乘上对应相电压，分别求出三相功率，再求和得到总功率； (4)采用线性精密移相方式控制可控硅，功率Ρ是交流电流电压乘积，将其线性化 处理，得到0 = F(P)线性化公式，采集电子电流互感器电流信号直接滤波得到电流信号，乘 上对应相电压，分别求出三相功率，再求和得到总功率。 还可以，所述加热炉为燃气炉，燃气功率控制采用以下两种方式： (1)通断燃烧气体加热方式:一般留有长明火做引火，通过通断时间比例控制加热 功率，采集控制时间比例，求出输出功率，精确时，还要保证气源压力因素； (2)调节燃烧气体流量方式:检测或计算气体流量质量，求出输出功率。还设置有巡检温度传感器检测被加热工件的表面温度及其它炉内空间点温度。 本专利技术同时还提供了一种实现热处理炉零保温控制方法的热处理炉零保温控制 系统，包括温度检测模块、功率控制单元、加热器功率检测模块;在加热炉中安装的加热器、 被加热的工件、温度检测元件，温度检测模块通过温度检测元件实现对电加热炉中的温度 进行检测;所述的温度检测元件至少包括靠近加热器的前温度检测元件和靠近工件的后温 度检测元件。 进一步的，所述的前温度检测元件和后温度检测元件设置在热量流动方向的同一 直线上、后温度检测元件可以是1个或多个，优选数量为2~4个。 加热器、前温度检测元件、后温度检测元件和工件的中心或加热炉内腔中心在同 一直线上。 在加热炉中不同的热量流动方向分别设置多组前温度检测元件、后温度检测元 件。 采用本专利技术的热处理炉零保温控制方法及其装置，能及时检测到工件的内部温 度，实测温度与"零保温"目标温度的误差能够< l°c，防止烧不透和"过烧"，缩短保温时间， 节约能源，降低加工成本，提高产品质量。【附图说明】 图1是本专利技术的检测元件布置示意图； 图2是各检测点的温度和加热功率曲线示意图；图3是本电加热炉的控制图；图中所示:上位机1、下位机2、温度检测模块21、功率控制单元22、三相电压检测模 块23、三相电流检测模块24、巡检温度模块25、加热器功率检测模块26,加热炉3、工件4、功 率执行元件5、加热器6，前温度检测元件71，后温度检测当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
热处理炉零保温控制方法，包括加热器快速升温过程、缓慢升温过程和保温过程；其特征在于：其保温过程如下，当前温度检测元件(71)检测到的实时温度T71达到设定处理温度T0，后温度检测元件(72)检测到的实时温度T72接近或达到设定处理温度T0后，加热器(6)的输出功率逐步接近和达到稳态功率P0；控制实时温度T71和T72在波动温差△T范围内，对加热器(6)的输出功率进行检测和控制，在n个温度测量控制周期Tk内满足下列加热器(6)的输出功率条件：P0=PTK1+PTK2+...+PTKnn]]>ΔPTKi＝P0‑PTKi|ΔPTKi|P0≤X%]]>同时检测到加热器(6)的每个温度测量控制周期的平均输出功率PTki围绕稳态功率P0上下波动；在满足上述波动温差△T和加热器(6)输出功率条件时，工件达到零保温状态。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宋兴华，王静，赵茂林，张松，胡晓明，陈宇峰，张艳丽，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：发明
国别省市：四川;51
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