1前言

隨著化學(xué)工業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，對(duì)化工設(shè)備也有了更高的要求國(guó)際、國(guó)內(nèi)搪玻璃設(shè)備生產(chǎn)廠都在努力提高其產(chǎn)品的使用性能，開(kāi)發(fā)先進(jìn)的自動(dòng)測(cè)控裝置以日本神鋼法武都拉株式會(huì)社為例，他們?cè)?0年代末和90年代初就已開(kāi)發(fā)出搪玻璃pH計(jì)、美尊德T式溫度計(jì)、搪玻璃層破損報(bào)警系統(tǒng)，甚至開(kāi)發(fā)出罐內(nèi)攝像監(jiān)視系統(tǒng)等根據(jù)圖片資料，德國(guó)的一種搪玻璃溫度計(jì)套管表面預(yù)埋了多達(dá)6根金屬導(dǎo)線。具有測(cè)溫、破損報(bào)警、液位控制等功能

我國(guó)的搪玻璃設(shè)備在使用性能上，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距甚遠(yuǎn)尤其是測(cè)溫裝置，目前國(guó)內(nèi)搪玻璃設(shè)備上使用的測(cè)溫元件。大多數(shù)為水銀或酒精溫度計(jì)，將其插入搪玻璃溫度計(jì)套管內(nèi)，溫度先通過(guò)搪玻璃層傳導(dǎo)至鐵坯，再由鐵坯傳導(dǎo)至玻璃溫度計(jì)。這種結(jié)構(gòu)的接觸點(diǎn)體積大，加上搪玻璃層導(dǎo)熱性差。所以溫度顯示滯后時(shí)間長(zhǎng)。不能及時(shí)準(zhǔn)確地反映罐內(nèi)物料的溫度

熱電偶是目前溫度檢測(cè)領(lǐng)域里應(yīng)用很普遍的熱敏元件之一，其熱慣性小、熱容小、反應(yīng)靈敏、準(zhǔn)確但反應(yīng)容器內(nèi)的介質(zhì)，大多數(shù)都有一定的腐蝕性，使得熱電偶未能在搪玻璃設(shè)備上得到很好的應(yīng)用。

2搪玻璃熱電偶溫度計(jì)的研制

2.1方案A

選擇鎳鉻一鎳硅熱電偶作為熱敏元件，其耐溫可達(dá)1200℃，長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)800℃。因此不會(huì)在搪燒過(guò)程中因高溫而損壞。另外，其材料復(fù)制性好，熱電動(dòng)勢(shì)穩(wěn)定，基本呈線性關(guān)系，靈敏度高約0.041mV/℃，相當(dāng)于鉑銠一鉑熱電偶的4倍。價(jià)格便宜。先將熱電偶絲的熱觸點(diǎn)焊接于溫度計(jì)套鐵坯頂端鉆孔內(nèi)，如圖1所示，再經(jīng)過(guò)5~6次的噴涂和燒成。在鐵坯外表面搪燒上一層耐腐蝕硅酸鹽瓷釉，使之成為耐腐蝕的搪玻璃熱電偶溫度讓

筆者曾對(duì)這一裝置做過(guò)初步研制工作。經(jīng)測(cè)定。并與原來(lái)的溫度計(jì)相比較。其溫度滯后時(shí)間明顯縮短。結(jié)果如圖2所示。當(dāng)顯示溫度達(dá)到被測(cè)溫度50%時(shí)，顯示時(shí)間為35s;達(dá)90%時(shí)，顯示時(shí)間為125s，而原裝置當(dāng)顯示溫度達(dá)被測(cè)溫度50%時(shí)，顯示時(shí)間為60s;達(dá)90%時(shí)，顯示時(shí)間為大于250s

這種搪玻璃熱電偶溫度計(jì)與改制的XCT系列動(dòng)圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀配合使用，即能在搪玻璃設(shè)備所要求的溫度范圍內(nèi)。進(jìn)行溫度指示和自動(dòng)控制加熱源，對(duì)溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)

此方案在產(chǎn)品制造工藝及儀表配置方面均不復(fù)雜，其技術(shù)關(guān)鍵在于如何保證在加工過(guò)程中熱電偶絲不被氧化和如何克服熱觸點(diǎn)過(guò)大，反應(yīng)不夠靈敏的缺點(diǎn)。

2.2方案B

選用鉑銠一鉑熱電偶做熱敏元件。其耐溫可達(dá)1300C并耐腐蝕。不會(huì)在高溫狀態(tài)下被氧化，熱電動(dòng)勢(shì)穩(wěn)定通過(guò)5v6次的噴涂和燒成，將熱電偶絲埋入搪玻璃溫度計(jì)套管的瓷層中，如圖3所示此產(chǎn)品可以達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平，反應(yīng)靈敏，溫度滯后時(shí)間可縮短。當(dāng)顯示溫度達(dá)到被測(cè)溫度50%時(shí)，顯示時(shí)間為2.5s；達(dá)90%時(shí)，顯示時(shí)間為19s，如圖2所示。配以相應(yīng)的儀表，可實(shí)現(xiàn)溫度顯示和自動(dòng)控制。

該裝置比方案A裝置更靈敏準(zhǔn)確其技術(shù)關(guān)鍵是如何將熱電偶絲埋入搪玻璃層中。

3展望

通過(guò)幾年的摸索，我們已能將熱電偶絲埋入瓷層，只是工業(yè)化生產(chǎn)中尚有一些問(wèn)題有待解決另外，如特殊瓷釉的研制，相應(yīng)儀表的配置等問(wèn)題尚需解決。如能進(jìn)一步突破，不但搪玻璃熱電偶溫度計(jì)可以研制成功。也可以利用此項(xiàng)技術(shù)開(kāi)發(fā)出破損報(bào)警液位控制等裝置

以上兩種方案各有利弊，但不失為一種有良好開(kāi)發(fā)前景的新產(chǎn)品