一种自动校温的高温炉测温系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115326223A(43)申请公布日2022.11.11(21)申请号202211060349.5(22)申请日2022.08.31(71)申请人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市屯溪路193号(72)发明人吴玉程刘楠谭晓月涂清波罗来马(74)专利代理机构北京君恒知识产权代理有限公司11466专利代理师夏正付(51)Int.Cl.G01K7/02(2021.01)G01J5/00(2022.01)G01J5/10(2006.01)G01K1/00(2006.01)G01K15/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种自动校温的高温炉测温系统(57)摘要本发明公开了一种自动校温的高温炉测温系统，包括高温炉单元，为封闭腔体，用于放置样品，并维持恒定环境；执行单元，用于高温炉体加热，及对反馈的温度进行处理；测温热电偶，测定样品原位温度；红外测温系统，对试样中高温度段测温；温度处理单元，用于温度拟合校正及数据输出；测温热电偶与所述红外测温系统测得的温度数据，经温度处理单元处理之后，反馈样品全温度段的原位温度。本发明在中低温段借助热电偶精准测定样品的原位温度，中高温段通过红外测温系统反馈样品温度，两者通过数据分析和校正，借助温度处理单元拟合关系曲线，最终输出样品全温度段的原位温度。CN115326223ACN115326223A权利要求书1/1页1.一种自动校温的高温炉测温系统，其特征在于，包括：高温炉单元，为封闭腔体，用于放置样品，并维持恒定环境；执行单元，用于高温炉体加热，及对反馈的温度进行处理；测温热电偶，测定样品原位的温度；红外测温系统，对试样处于中高温度段进行测温；温度处理单元，用于温度拟合校正及数据输出；所述测温热电偶与所述红外测温系统测得的温度数据，经所述温度处理单元处理之后，反馈样品全温度段的原位温度。2.根据权利要求1所述的一种自动校温的高温炉测温系统，其特征在于：高温炉单元包括炉体、上电极、下电极及样品模具，所述上电极、下电极通过导线分别与执行单元连接。3.根据权利要求1或2所述的一种自动校温的高温炉测温系统，其特征在于：所述执行单元与高温炉单元通过铜制导线连接，执行单元为高温炉单元输入稳定电流，实现高温炉单元内部样品的加热。4.根据权利要求1所述的一种自动校温的高温炉测温系统，其特征在于：所述测温热电偶为铠装热电偶，测温热电偶位于所述高温炉单元腔体内部，直接与样品接触，测定样品在0～1500℃范围内原位温度。5.根据权利要求1所述的一种自动校温的高温炉测温系统，其特征在于：所述红外测温系统，通过照射样品在加热阶段所反射的光波，测定样品温度。6.根据权利要求1所述的一种自动校温的高温炉测温系统，其特征在于：所述温度处理单元在样品升温阶段，分别接收所述测温热电偶与红外测温系统反馈的温度值，将两者建立有限元模型，有限元模型可以对输入数据进行分析，输出模具内部及样品各处的原位温度与电流密度，实现样品全温度段原位测温。2CN115326223A说明书1/5页一种自动校温的高温炉测温系统技术领域[0001]本发明属于高温炉测温领域，特别是涉及一种自动校温的高温炉测温系统。背景技术[0002]在工业生产中，利用真空高温炉创造真空高温的环境或者充有惰性气体的高温环境，对材料进行热处理的场景越来越多。对真空高温炉内的金属样件进行实时精确的温度测量对维持稳定的生产活动具有重要意义。[0003]对真空高温炉内的样品进行测温，通常有两种方式：[0004]一种是接触式测温，即通过安装在待测样品表面的热电偶来测量温度。这种方式精度高，但是工业生产环境是复杂多样的，例如有温度变化较快或者温度较高的环境，以及样品运动的环境。在这些复杂环境中，热电偶的安装或者测量都会受到很大限制，工作效率会下降，可能无法正常稳定的工作。一旦测温设备出现故障，那就会直接影响到正常的生产活动，甚至引发安全问题。[0005]另外一种方式就是非接触式测温，目前有通过红外热像仪对目标温度进行测量的方式。这种方式不受目标所在的空间环境和目标的形状限制，测温设备无需直接与目标接触，通过测量样品发出的红外辐射来确定目标温度。但是在利用红外辐射进行非接触式测温过程中，目标的辐射率是一个必不可少的条件。辐射率是表示物体辐射能力的一个属性，指物体在某一温度下向外发出的辐射与同温度下的黑体向外发出的辐射的比值。不同的物体辐射率也不相同，同一物体在不同温度、表面粗糙度、波长等条件下的辐射率也不相同。此外，在测温过程中，除了待测目标，真空高温炉内壁也会发出辐射，并且真空高温炉内壁与待测目标之间也会互相吸收或者反射对方的辐射。尽管学者们对金属的发射率进行了很多研究，但是工业上的生产环境是复