本發(fā)明涉及高溫計量，尤其涉及一種基于鉑熔化點的高溫?zé)犭娕夹?zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

1、冶金、鑄造、化工、制造業(yè)以及航空航天等軍工領(lǐng)域中，廣泛使用高溫?zé)犭娕紲y量固體表面或介質(zhì)內(nèi)部進(jìn)行高溫測量，測量溫度上限高達(dá)2300℃。目前計量體系中，1500℃以上無標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，只能采用非接觸式測量原理的光電高溫計作為標(biāo)準(zhǔn)。光電高溫計自身測量不確定度較大，且被校熱電偶與光電高溫計的溫度測量目標(biāo)、測量原理本身存在較大差異，因此校準(zhǔn)過程引入的不確定度較大，一般在10℃左右，不滿足準(zhǔn)確測量對高溫?zé)犭娕嫉男?zhǔn)需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種基于鉑熔化點的高溫?zé)犭娕夹?zhǔn)方法，能夠解決現(xiàn)有校準(zhǔn)方法引入的不確定度較大，不滿足準(zhǔn)確測量對高溫?zé)犭娕嫉男?zhǔn)需求的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明提供了一種基于鉑熔化點的高溫?zé)犭娕夹?zhǔn)方法，所述方法包括：

3、取兩根熱電偶，將兩根熱電偶分別穿入雙孔絕緣管的雙孔內(nèi)，并使兩根熱電偶的測量端從雙孔絕緣管的一端伸出，兩根熱電偶的參考端從雙孔絕緣管的另一端伸出；

4、將待校準(zhǔn)的兩根熱電偶的測量端的端部焊接在一起；

5、采用鉑熔絲對焊接好的測量端的端部進(jìn)行捆扎；

6、將捆扎后的測量端的端部放入高溫爐工作區(qū)內(nèi)；

7、將兩根熱電偶的參考端分別與數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端引出線和輸出端引出線相連，并將引出線的連接點放入冰點恒溫器內(nèi)的恒溫試管中，數(shù)據(jù)采集模塊用于采集熱電偶的熱電勢；

8、將高溫爐的溫度升高至第一預(yù)設(shè)溫度，并保持預(yù)設(shè)時間，其中，第一預(yù)設(shè)溫度處于0.9～0.95倍的鉑熔化點之間；

9、基于鉑熔絲吸收熱量變化率、鉑熔絲比熱容和鉑熔絲質(zhì)量確定預(yù)設(shè)升溫速率；

10、當(dāng)高溫爐的爐溫波動度小于預(yù)設(shè)波動值的情況下，以預(yù)設(shè)升溫速率對高溫爐進(jìn)行二次升溫，直至溫度升高至第二預(yù)設(shè)溫度，其中，第二預(yù)設(shè)溫度處于1.05～1.1倍的鉑熔化點之間；

11、獲取數(shù)據(jù)采集模塊采集的熱電勢-時間曲線；

12、將二次升溫過程中達(dá)到鉑熔化點的時間作為鉑熔絲的熔化起始點；

13、繪制出以預(yù)設(shè)升溫速率為斜率且與熔化起始點之后的熱電勢-時間曲線相切的直線，將切點對應(yīng)的時間作為鉑熔絲的熔化終止點；

14、將熔化起始點與熔化終止點之間的熱電勢-時間曲線作為熔化段曲線，將熔化段曲線上所有熱電勢的平均值或熱電偶的溫度偏差作為校準(zhǔn)結(jié)果。

15、優(yōu)選的，通過下式確定預(yù)設(shè)升溫速率：

16、

17、式中，表示鉑熔絲吸收熱量變化率，c表示鉑熔絲比熱容，m表示鉑熔絲質(zhì)量，表示預(yù)設(shè)升溫速率。

18、優(yōu)選的，通過下式得到所有熱電勢的平均值：

19、

20、通過下式得到溫度偏差：

21、δe＝em-er

22、

23、式中，em表示熔化段曲線上所有熱電勢的平均值，e1、e2、…、en表示熔化段曲線上第一次、第二次、…、第n次測量得到的熱電偶的熱電勢，n表示熔化段曲線上的測量次數(shù)，δe表示熱電偶對分度表的偏差電勢，er表示熱電偶的標(biāo)準(zhǔn)電勢值，δt表示熔化段曲線上熱電偶的溫度偏差，s表示熱電偶的微分電動勢。

24、優(yōu)選的，在將兩根熱電偶的測量端焊接在一起之后，所述方法還包括：基于熱電偶的電極直徑選取鉑熔絲直徑。

25、優(yōu)選的，采用鉑熔絲對焊接好的測量端的端部進(jìn)行捆扎包括：采用鉑熔絲沿?zé)犭娕驾S線方向?qū)附雍玫臏y量端的端部進(jìn)行緊密纏繞若干圈。

26、優(yōu)選的，鉑熔絲的纏繞圈數(shù)為3～5圈。

27、優(yōu)選的，在熱電偶為鎢錸熱電偶的情況下，將雙孔絕緣管放入保護(hù)套管中進(jìn)行封裝。

28、優(yōu)選的，鉑熔絲采用純度為99.99％以上的金屬鉑絲。

29、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，具有如下有益效果：

30、1、采用固定點絕對法校準(zhǔn)，不需要使用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶；

31、2、與現(xiàn)有光電高溫計相比，測量不確定度處于較優(yōu)水平(現(xiàn)有光電高溫計的測量不確定度在u＝10℃(k＝2)左右，本發(fā)明測量不確定度為u＝1.2℃(k＝2))；3、適用于多種高溫?zé)犭娕嫉母邷?zhǔn)確度校準(zhǔn)。

技術(shù)特征：

1.一種基于鉑熔化點的高溫?zé)犭娕夹?zhǔn)方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過下式確定預(yù)設(shè)升溫速率：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過下式得到所有熱電勢的平均值：

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，在將兩根熱電偶的測量端焊接在一起之后，所述方法還包括：基于熱電偶的電極直徑選取鉑熔絲直徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用鉑熔絲對焊接好的測量端的端部進(jìn)行捆扎包括：采用鉑熔絲沿?zé)犭娕驾S線方向?qū)附雍玫臏y量端的端部進(jìn)行緊密纏繞若干圈。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，鉑熔絲的纏繞圈數(shù)為3～5圈。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在熱電偶為鎢錸熱電偶的情況下，將雙孔絕緣管放入保護(hù)套管中進(jìn)行封裝。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，鉑熔絲采用純度為99.99％以上的金屬鉑絲。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種基于鉑熔化點的高溫?zé)犭娕夹?zhǔn)方法，包括：將兩根熱電偶分別穿入雙孔絕緣管的雙孔內(nèi)；將待校準(zhǔn)的兩根熱電偶的測量端的端部焊接在一起；將捆扎后的測量端的端部放入高溫爐工作區(qū)內(nèi)；將兩根熱電偶的參考端分別與數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端引出線和輸出端引出線相連，并將引出線的連接點放入冰點恒溫器內(nèi)的恒溫試管中；將高溫爐的溫度升高至第一預(yù)設(shè)溫度，并保持預(yù)設(shè)時間；確定預(yù)設(shè)升溫速率；獲取數(shù)據(jù)采集模塊采集的熱電勢?時間曲線；將熔化段曲線上所有熱電勢的平均值或熱電偶的溫度偏差作為校準(zhǔn)結(jié)果。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有校準(zhǔn)方法引入的不確定度較大，不滿足準(zhǔn)確測量對高溫?zé)犭娕嫉男?zhǔn)需求的技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：易卉,馬越崗,趙博,白巖林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京振興計量測試研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6