本實用新型涉及氮化過程監(jiān)控裝置。

背景技術：

熱處理實驗是機械工程材料綜合實驗這門課的必修實驗課，但我校的熱處理實驗室設備是機械式的，各種物理量是人為地去觀察和記錄。實驗利用到氨氣這種對人體有害的氣體，在氮化爐工作的時候會有氨氣泄漏，人在實驗室長期工作會對身體做成很大傷害。于是我們就利用虛擬儀器技術和各種傳感器對實驗室進行改造，labview可以與各種傳感器完美地結合起來，完成各種測量、測試、控制等任務，將各種物理量通過傳感器測得，再通過myDAQ將這些物理量數(shù)據(jù)采集到電腦里，再通過labview編程將數(shù)據(jù)顯示在labview界面上并實行監(jiān)視和控制，并且利用了labview里面的TCP通訊技術，實現(xiàn)了遠程操控，將控制室和工作室分割開來，避免了有毒氣體對人體造成的傷害。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種氮化過程監(jiān)控裝置，利用本實用新型的裝置，在氮化室外可檢測到數(shù)據(jù)，避免實驗人員長期在氮化室內(nèi)而影響人體的身體。

為達到上述目的，為達到上述目的，一種氮化過程監(jiān)控裝置，包括氮化室，在氮化室內(nèi)安裝有氮化爐、流量傳感器、氣壓傳感器、熱電偶和液位傳感器，流量傳感器、氣壓傳感器、熱電偶和液位傳感器連接到NI采集卡，NI采集卡連接實驗室電腦，實驗室電腦連接教師電腦，NI采集卡連接繼電器，繼電器連接電器柜，電器柜連接實驗室電腦。

上述裝置，流量傳感器、氣壓傳感器、熱電偶和液位傳感器采集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絅I采集卡上，然后傳輸?shù)綄嶒炇译娔X上，實驗室電腦可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇處熾娔X上，通過實驗室電腦和教師電腦可觀察到氮化室內(nèi)的各種參數(shù)，避免實驗人員長期在氮化室內(nèi)而影響人體的身體。

進一步的，氮化爐包括爐殼、爐膽和爐蓋，爐殼內(nèi)具有空腔，爐膽設在空腔內(nèi)，爐蓋蓋在爐膽的開口處；在爐殼的內(nèi)壁上設有螺旋槽，螺旋槽內(nèi)設有煙氣管道，煙氣管道的進口端連接燃燒爐，煙氣管道的出口端連接煙囪；在爐膽的外壁上從下到上套有二個以上的風冷管，每一風冷管上設有進風口和出風口，在爐殼上安裝有鼓風機，鼓風機上連接有進風管，在進風口與進風管之間連接有進風支管，出風口上連接有出風支管，出風支管連接出風管；在爐蓋上設有升降機構，所述的升降機構包括導向套、升降桿、支架、支承板、限位架、彈簧和油缸，導向套安裝在爐殼的外側壁上，升降桿滑動的穿過導向套，支架連接在升降桿的上端，爐蓋連接在支架上，支承板固定在升降桿上，限位架固定在爐殼上，彈簧設在限位架與支承板之間，油缸固定在爐殼上，油缸的活塞桿連接在升降桿上。

上述氮化爐，由于在爐殼的內(nèi)壁上設有螺旋式的煙氣管道，且煙氣管道直接與燃燒爐連接，燃料在燃燒爐內(nèi)燃燒的煙氣直接進入到煙氣管道內(nèi)，煙氣管道將熱量輻射到爐膽內(nèi)，對爐膽內(nèi)的工件進行加熱，這種方式，一方面在爐殼內(nèi)壁上螺旋式的布置了煙氣管道，煙氣管道的布置均勻，使得加熱均勻，另外，該煙氣管道不需要與其他的管道內(nèi)介質進行熱交換，避免了熱交換時的熱量損失，提高了熱量的利用率。對工件的冷卻過程是：鼓風機將冷風經(jīng)進風管分別鼓入到進風支管內(nèi)，冷風經(jīng)每一進風支管進入到風冷管，進入到風冷管內(nèi)的冷風與爐膽內(nèi)的熱量進行熱交換，熱交換的空氣經(jīng)出風支管和出風管排出，這種方式，外界的空氣分別進入到風冷管，風冷管內(nèi)的空氣獨立的與爐膽內(nèi)的熱量進行交換，相對于現(xiàn)有的冷風經(jīng)鼓風機進入到爐殼內(nèi)后排出的方式，本實用新型的換熱更加的充分、均勻，冷卻效果好。由于設置了支承板、限位架和彈簧，在彈簧的作用力下爐蓋始終蓋在爐膽上，氮化爐在工作時，油缸處于泄壓狀態(tài)，一旦爐膽內(nèi)的壓力大于彈簧的極限彈力，爐蓋在壓力的作用克服彈簧彈力打開，可避免爆炸的現(xiàn)象發(fā)生，提高了安全性能，氮化爐在不工作時，如要打開爐蓋，通過油缸給予升降桿一頂升力，讓升降桿克服彈簧彈力向上運動，從而達到打開爐蓋的目的。

進一步的，在螺旋槽上噴涂有熱反射層，可將熱量更多的反射到爐膽內(nèi)，提高了熱量的利用率。

進一步的，爐殼與爐膽之間具有間隙，鼓風機與間隙相通，在爐殼上設有與間隙相通的排風管。該冷卻方式結合上述冷卻方式，使得冷卻更加的充分。

進一步的，所述的限位架包括立板和橫板，橫板設在立板的上端，橫板位于支承板的上方。

進一步的，在支架上固定有上支架，上支架包括立柱和橫桿，立柱固定在支架上，橫桿固定在立桿的上端，在橫桿上掛有燃氣罐，燃氣罐與燃燒爐通過管道連通。通過設置橫桿，在便于放置燃氣罐，充分利用空間。

進一步的，在立桿上位于橫桿的下方固定有支承桿，支承桿與支架之間固定有加強桿。所述的支承桿位于燃氣罐的下方，可起到支承燃氣罐的作用，讓燃氣罐的放置更加的安全。

進一步的，在橫桿上設有插銷，可防止燃氣罐脫離橫桿，提高了安全性能。

進一步的，在爐蓋上設有進氣裝置，所述的進氣裝置包括進氣管、閥體、進氣連接頭、出氣連接頭和氣壓表，進氣管的一端連接爐蓋；所述的閥體包括閥座、閥芯和閥旋鈕，閥座內(nèi)具有腔體，閥芯的一端插入到腔體內(nèi)，閥芯內(nèi)具有氣腔，在閥芯的側壁上設有第一氣孔、第二氣孔、第三氣孔、第四氣孔和第五氣孔，進氣管的另一端連接在閥座上且與腔體相通，進氣連接頭連接在閥座上且與腔體相通，出氣連接頭連接在閥座上且與腔體相通，氣壓表連接在閥座上且與腔體相通，閥旋鈕安裝在閥芯上；在爐蓋上設有出氣管。通過該結構主要給爐膽內(nèi)供氣，采用上述結構，當閥芯處于打開位置時，進氣連接頭、氣壓表和進氣管均與氣腔相通，當進氣連接頭連接氨氣供給裝置時，可向爐膽內(nèi)順利供氣，當旋轉閥芯一定的角度，則可調(diào)節(jié)進氣的大小，進一步旋轉閥芯后，進氣連接管與出氣連接頭接通，其他的關閉，停止向爐膽內(nèi)供氣，而且也不會在閥座及氨氣供氣裝置內(nèi)形成大氣壓，提高了安全性能，如進一步旋轉閥芯，則所有的出口和進口全部關閉。

附圖說明

圖1為氮化過程監(jiān)控裝置的示意圖。

圖2為氮化爐的立體圖。

圖3為氮化爐的側面示意圖。

圖4為爐殼、爐膽和爐蓋的剖視圖。

圖5為閥體的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行進一步詳細說明。

參見圖1，一種氮化過程監(jiān)控裝置，包括氮化室，在氮化室內(nèi)安裝有氮化爐、流量傳感器、氣壓傳感器、熱電偶和液位傳感器，流量傳感器、氣壓傳感器、熱電偶和液位傳感器連接到NI采集卡，NI采集卡連接實驗室電腦，實驗室電腦連接教師電腦，NI采集卡連接繼電器，繼電器連接電器柜，電器柜連接實驗室電腦。

上述裝置，流量傳感器、氣壓傳感器、熱電偶和液位傳感器采集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絅I采集卡上，然后傳輸?shù)綄嶒炇译娔X上，實驗室電腦可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇處熾娔X上，通過實驗室電腦和教師電腦可觀察到氮化室內(nèi)的各種參數(shù)，避免實驗人員長期在氮化室內(nèi)而影響人體的身體。

參見圖2、圖3和圖4，氮化爐包括爐殼1、爐膽2和爐蓋3。

爐殼1內(nèi)具有空腔11，在爐殼1的內(nèi)壁上端設有爐殼凸緣12。爐殼1外設有保溫層（未示出），起到保溫的作用。

爐膽2內(nèi)具有工件腔21，爐膽2的上邊緣設有爐膽凸緣22。爐膽2設在空腔11內(nèi)，爐殼凸緣12支承住爐膽凸緣22。

爐蓋3蓋在爐膽2的開口處。

在爐殼1的內(nèi)壁上設有螺旋槽13，在螺旋槽13上噴涂有熱反射層（未示出）。螺旋槽13內(nèi)設有煙氣管道4，煙氣管道4的進口端連接燃燒爐40，煙氣管道4的出口端連接煙囪41。

在爐膽2的外壁上從下到上套有二個以上的風冷管5，相鄰的風冷管之間有間隙，這樣，在冷卻過程中，相鄰風冷管發(fā)生熱交換的可能性小，每一風冷管5上設有進風口和出風口，在爐殼1上安裝有鼓風機50，鼓風機50上連接有三通管500，三通管500的一出口端連接進風管51，在進風口與進風管51之間連接有進風支管52，出風口上連接有出風支管53，出風支管53連接出風管54。爐殼1與爐膽2之間具有間隙100，三通管的另一出口端與間隙100相通，在爐殼1上設有與間隙100和出風管均相通的排風管55。

在爐蓋3上設有升降機構6，所述的升降機構6包括導向套61、升降桿62、支架63、支承板64、限位架65、彈簧66和油缸67。

導向套61通過連接座60安裝在爐殼1的外側壁上，連接座60的上端具有卡勾600，卡勾卡置在爐殼1的上端面上，能起到限位的作用。升降桿62滑動的穿過導向套61，支架63連接在升降桿62的上端，爐蓋3連接在支架63上，支承板64固定在升降桿62上。所述的限位架65包括立板和橫板，立板固定在連接座上，橫板設在立板的上端，橫板位于支承板64的上方。彈簧66設在橫板與支承板64之間，油缸67固定在爐殼1上，油缸67的活塞桿連接在升降桿62上。

在支架63上固定有上支架7，上支架7包括立柱71和橫桿72，立柱71固定在支架63上，橫桿72固定在立桿71的上端且橫桿自立桿向兩端延伸，在橫桿72上掛有燃氣罐73，當橫桿向兩端延伸后，掛置的燃氣罐對立桿受力平衡。燃氣罐73與燃燒爐通過管道連通。通過設置橫桿，在便于放置燃氣罐73，充分利用空間。為了防止燃氣罐滑離橫桿，在橫桿上位于燃燒罐的外側設有插銷（未示出）。

在立桿71上位于橫桿的下方固定有支承桿74，支承桿74與支架63之間固定有加強桿75。所述的支承桿74位于燃氣罐的下方，可起到支承燃氣罐73的作用，讓燃氣罐73的放置更加的安全。

在爐蓋3上設有進氣裝置8，所述的進氣裝置8包括進氣管81、閥體82、進氣連接頭83、出氣連接頭84和氣壓表85。

進氣管81的一端連接爐蓋3；如圖5所示，所述的閥體82包括閥座821、閥芯822和閥旋鈕823，閥座821內(nèi)具有腔體，閥芯822的一端插入到腔體內(nèi)，閥芯822內(nèi)具有氣腔8221，在閥芯822的側壁上設有第一氣孔8222、第二氣孔、第三氣孔、第四氣孔8223和第五氣孔，進氣管81的另一端連接在閥座821上且與腔體相通，進氣連接頭83連接在閥座上且與腔體相通，出氣連接頭84連接在閥座上且與腔體相通，氣壓表85連接在閥座上且與腔體相通，閥旋鈕823安裝在閥芯822上；在爐蓋上設有出氣管86。通過該結構主要給爐膽內(nèi)供氣，采用上述結構，當閥芯處于打開位置時，進氣連接頭83、氣壓表85和進氣管81通過第一氣孔8222、第二氣孔和第三氣孔均與氣腔相通，當進氣連接頭83連接氨氣供給裝置時，可向爐膽內(nèi)順利供氣，當旋轉閥芯822一定的角度，則可調(diào)節(jié)進氣的大小，進一步旋轉閥芯822后，進氣連接管與出氣連接頭接通，其他的關閉，停止向爐膽內(nèi)供氣，而且也不會在閥座及氨氣供氣裝置內(nèi)形成大氣壓，提高了安全性能，如進一步旋轉閥芯，則所有的出口和進口全部關閉。

上述氮化爐，由于在爐殼的內(nèi)壁上設有螺旋式的煙氣管道，且煙氣管道直接與燃燒爐連接，燃料在燃燒爐內(nèi)燃燒的煙氣直接進入到煙氣管道內(nèi)，煙氣管道將熱量輻射到爐膽內(nèi)，對爐膽內(nèi)的工件進行加熱，同時由于設置了熱反射層，因此，能將更多的熱量反射到爐膽上，這種方式，一方面在爐殼內(nèi)壁上螺旋式的布置了煙氣管道，煙氣管道的布置均勻，使得加熱均勻，另外，該煙氣管道不需要與其他的管道內(nèi)介質進行熱交換，通過煙氣管道的熱氣輻射直接給爐膽內(nèi)的工件加熱，避免了熱交換時的熱量損失，提高了熱量的利用率。對工件的冷卻過程是：鼓風機工作，鼓風機將冷風分別鼓入到進風管和間隙內(nèi)，冷風經(jīng)進風管分別進入到進風支管內(nèi)，冷風經(jīng)每一進風支管進入到風冷管，進入到風冷管內(nèi)的冷風與爐膽內(nèi)的熱量進行熱交換，熱交換的空氣經(jīng)出風支管和出風管、排風管排出，另外，間隙內(nèi)的冷風與爐膽內(nèi)的熱量進行熱交換，經(jīng)熱交換的熱風經(jīng)排風管排出，這種方式，外界的空氣分別進入到風冷管，風冷管內(nèi)的空氣獨立的與爐膽內(nèi)的熱量進行交換，相對于現(xiàn)有的冷風經(jīng)鼓風機進入到爐殼內(nèi)后排出的方式，本實用新型的換熱更加的充分、均勻，冷卻效果好，并且還通過間隙內(nèi)的冷風進行冷卻，起到了雙重冷卻的作用，提高了冷卻的效率。由于設置了支承板、限位架和彈簧，在彈簧的作用力下爐蓋始終蓋在爐膽上，氮化爐在工作時，油缸處于泄壓狀態(tài)，一旦爐膽內(nèi)的壓力大于彈簧的極限彈力，爐蓋在壓力的作用克服彈簧彈力打開，可避免爆炸的現(xiàn)象發(fā)生，提高了安全性能，氮化爐在不工作時，如要打開爐蓋，通過油缸給予升降桿一頂升力，讓升降桿克服彈簧彈力向上運動，從而達到打開爐蓋的目的。