箱式电阻炉在校验过程中的认知与思考

箱式电阻炉在校验过程中的认知与思考
发布时间：2021-03-16T01:53:45.343Z 来源：《中国科技人才》2021年第4期作者：吴达[导读] 箱式电阻炉加热元件一般有电炉丝、硅碳棒、硅钼棒等几种。

其中硅碳棒使用温度在1400℃左右，硅钼棒适合用于（1200～1800）℃使用。

南通市计量检定测试所江苏南通 226000摘要：本文结合箱式电阻炉的构成及工作原理，对箱式电阻炉在校准过程中的注意事项进行具体分析。

关键词：电流热效应；安全；可靠接地
一、箱式电阻炉的构成及工作原理箱式电阻炉是以电为能源，在某一规定时间内，电流通过加热元件产生热量，通过传导、对流、辐射，使炉料得到加热的电阻炉。

主要由炉体和控制器组成。

炉体由加热元件、炉衬（包括耐火层和保温层）以及炉壳等组成。

工作传感器安装在炉内以准确反映炉膛温度用
于控制、指示记录炉温。

箱式电阻炉加热元件一般有电炉丝、硅碳棒、硅钼棒等几种。

其中硅碳棒使用温度在1400℃左右，硅钼棒适合用于（1200～1800）℃使用。

鉴于箱式电阻炉工作温度一般不高于1300℃，本文重点介绍电炉丝为加热元件的箱式电阻炉。

加热元件主要是采用电炉丝，表面负荷高，抗氧化性好。

氧化后的AL2O3薄膜具有良好的耐化学腐蚀性和高电阻率。

电阻率高，抗硫性好，高温强度高，耐腐蚀性好。

二、箱式电阻炉在校准过程中的注意事项：
（一）综合考虑到电阻炉对安装环境的要求，电阻炉需要有专用电闸控制电源。

因为电阻炉在工作的时候所需用电负荷比较大，专用电闸控制电源安全可控。

出于安全考虑，箱式电阻炉应放置在牢固的水泥台上，周围不得有化学试剂，更不能有易燃易爆物品。

（二）根据JJF1376-2012《箱式电阻炉校准规范》箱式电阻炉校验过程中应放置测温支架（可用耐高温合金材料）。

测温支架的作用主要有两点。

其一是为了让测温传感器探头在炉膛空间内均匀分布，以便更准确的测试出箱式电阻炉的均匀性；其二目的是可以在测温传感器固定在炉膛中不易触碰到炉壁上的加热丝，以免造成安全事故。

首先了解一下电热丝的连接方式。

电阻丝的接线方式：单相、双相供电采用串联或并联，三相供电采用Y型或Δ型。

无论加热丝的接线方式如何，总功率始终是所有单个电炉棒的功率之和，只会有电压和电流的变化。

前面已经介绍箱式电阻炉的工作原理，即通过电流对电热丝进行加热。

因此当有外部传感器触碰到电阻加热丝时，外部传感器迅速被引入电流。

根据焦耳定律，电流的热效应，导体通过的电流能产生热量Q=I2Rt，外部传感器会被迅速烧红，沿着测温传感器末端向顶端蔓延。

从而会对操作人员造成严重的安全事故。

操作人员操作不慎极有可能触电并造成烫伤。

因此，在高温炉中放置测温架，对外部传感器进行固定显得尤为重要。

这里重点强调的是，在向箱式电阻炉布置测温架之时以及在测温结束之后打开炉门之时务必确保箱式电阻炉处于关机切断电源状态。

（三）箱式电阻炉在使用过程中常见故障分析与应对措施
1.电阻炉不加热或者不升温。

造成这种现象主要有以下几种原因：（1）电炉丝开路。

检查电炉丝是否开路，检查接线柱交界处是否可靠接触。

打开高温炉后盖，用电测仪表测试电炉丝的电阻值，正常情况下为10Ω左右；（2）固态继电器烧坏或者损毁。

应对措施：检查固态继电器是否损坏或控制连线接触是否可靠；（3）温控仪表及控制线路故障。

应对措施：检查温控器是否显示异常或者设置错误，检查确认串口数据线插接是否牢固可靠。

2.箱式电阻炉机壳带电。

面对这种问题首先要做的断电将自己置于安全境地再行查验处置。

造成这种现象主要有以下几种原因（1）供电线路破损且破损部分有拉丝与电阻炉外壳相连接。

首先应将电阻炉电源控制柜拉闸断电，然后请专业人员进行更换供电线路，确保安全无误后方可重新上电开机。

（2）电源线地线没有可靠接地或者漏接。

务必确保电阻炉电源地线可靠接地。

（3）在排除了以上两种可能的情况下，可能是操作者本身所带静电所致。

3.测温传感器热电偶开路。

遇到此种情况首先应该关闭电源以确保安全，然后打开高温炉的后盖。

首先用万用表检测热电偶本身有无开路状况，消除误差后，检查热电偶端子与热电偶引线连接螺母是否紧固，必须接触良好。

另外检查热电偶末端引线与线路板之间的接插件、接线端子、转接器等是否出现开路或者虚开现象，重新插上。

这是由于安装工艺或者端子长时间处于高温下而出现的一层氧化所致。

4.热电偶接反温控示值会如何变化？
首先，让我们了解一下热电偶的工作原理。

当1点和2点的温度不同时，回路中就会产生热电势，从而产生电流，电流表就会发生偏转，这种现象称为热电效应（塞贝克效应），产生的电势和电流分别称为热电势和热电流。

热电偶属于接触式温度测量仪表。

它是基于热电效应（塞贝克效应）原理来测量温度的，是温度测量仪表中常用的测温元件。

不同材料的导体A和B连接成一个闭合回路。

接触温度测量点的一端称为测量端，另一端称为参考端。

如果测量端和参考端的温度T和t0?不同，则回路中的a和B之间会产生热电动势EAB。

这种现象称为塞贝克效应，即热电效应。

EAB大小随导体A、B的材料和两端温度t和t0?而变，这种回路称为原型热电偶。

在实际应用中，将A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处，同时将参考端分开，将导线连接到显示仪表上，使参考端的温度t0保持稳定。

显示仪表测得的电位只随温度的变化而变化。

热电偶就是利用这种效应来工作的。

高电位向低电位放电时，电位高的电极就是正极，受电的是负极。

我们是利用热电偶的基本定律来测量温度的，就必须遵循热电偶基本定律，若在操作过程中热电偶极性接反，实际上是热电偶与显示仪表极性接反，这样只会指向反向，即指示零下，示值即为负值。