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主题：【第六届原创】马弗炉（箱式炉）旧式指针式温控器改造为数显温控器（九月）

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wccd

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发表于：2011/09/30 21:30:45 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

维权声明：本文为wccd原创作品，本作者与仪器信息网是该作品合法使用者，该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现均属侵权违法行为，我们将追究法律责任。

马弗炉（箱式炉）旧式指针式温控器改造为数显温控器

单位有许多使用多年的旧马弗炉，按常规应该进行更新换代了，可是由于数量较大，领导不愿意多花银子购买新的，所以一般都凑合着使用。其中有些马弗炉的炉体和炉膛都能正常使用，就是温控器（柜）太老了，绝大部分都是80年代的指针式温控仪表加接触器的控制系统，炉子控温精度和显示精度远不能满足实验室试验和生产工艺的要求。

为此本人对本单位大部分马弗炉进行了有效的技术改造，为了不增加过多的经济成本，针对不同级别的马弗炉进行了不同要求的技术改造。

本例介绍其中一种不太复杂，又经济实惠的技术改造实例，针对某马弗炉的具体情况，根据技术要求所进行的技术改造，

一、马弗炉情况及相关技术参数

1，马弗炉（箱式炉）外观图

正面图，可以看出箱体维护不错，整体看上去还不算太陈旧。

侧面图（炉门打开状态），炉门活动自如，炉膛耐火砖也良好，无明显裂纹和破损。

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2011/9/30 21:33:25 沙发管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

2. 马弗炉名牌（技术参数）

型号：SRJX-3-9，

产品编号：234，

额定功率：3KVA，

电源：单相交流（50Hz），

工作电压： 220V，

额定温度：950℃，

炉膛尺寸：（省略），

重量：（省略），

生产日期：1982年8月，

生产厂：沈阳市电炉厂。

可以看出该马弗炉是80年代具有代表性的典型产品，在我国数量巨大。

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2011/10/1 8:48:53 Last edit by wccd

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2011/9/30 21:40:31 板凳管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

二、温度控制器

1. 温控器外观图

名称：电阻炉温度控制器，

型号：KSW-40-11,

生产厂：上海实验电炉厂

2. 温控仪表：XFT(XCT)-101强力矩温度指示仪

XFT(XCT)-101强力矩温度指示仪外观图

温度仪表分度号：K（注：早期我国旧分度号为Eu，即镍铬——镍硅或镍铝——镍硅）
3. 使用热电偶：K型（铠装）热电偶

铠装热电偶安装示意图

从炉体内伸出的弯曲的金属细条为铠装热电偶，冷端封接处两根引线直接连接温控器。

铠装热电偶知识简介：
将热电偶丝和绝缘材料一起紧压在金属保护管中制成的热电偶。铠装热电偶作为温度测量传感器,通常与温度变送器、调节器及显示仪表等配套使用,组成过程控制系统，用以直接测量或控制各种生产过程中0-1800℃范围内的流体、蒸汽和气体介质以及固体表面等温度。铠状热电偶具有能弯曲、耐高压、热响应时间快和坚固耐用等许多优点，它和工业用装配式热电偶一样，作为测量温度的传感器，通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。

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2011/10/31 16:42:38 Last edit by wccd

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2011/9/30 21:47:51 马扎管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

三、温度仪表的选用

温度仪表知识简介：　
温度仪表是众多仪表中的一个分支，常见的温度仪表有温度计，温度记录仪，温度送变器等。温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交金刚，帮需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。

温度仪表通常分一次仪表与二次仪表，一次仪表通常为：热电偶、热电阻、双金属温度计、就地温度显示仪等二次仪表通常为温度记录仪、温度巡检仪、温度显示仪、温度调节仪、温度变送器等。

1. 为了不增加过多的经济负担，选用普通型的智能数字式温度控制仪表，XMT-908 (实用XMT-918)。

XMT-908正面图

2. XMT-908 虽说是普通智能型温度控制表，但功能还是比较完善的。此温控表内部由单片机控制，自带热电阻、热电偶等温度传感器等多种信号输入，可通过调节仪表的功能选项，直接设定某一种相对应的温度传感器输入分度号。

XMT-908使用说明书

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2011/10/4 9:03:13 Last edit by wccd

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2011/9/30 21:50:29 地毯管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

3. XMT-908具有六种输出方式（由用户选择），可正反控制输出，四种报警方式。控制输出可手动自动切换，自动输出时又分位式控制和PID（智能演算参数）控制，可满足大多数需要温度控制及測量的场合。

XMT-908实物侧面图

4. XMT-908面板操作功能
（1）PV显示窗 —— 显示被测量温度值及参数符号；
（2）SV显示窗 —— 显示设定温度值及参数符号；
（3）ALM1指示灯 —— 报警输出控制1；
（4）ALM2指示灯 —— 报警输出控制2；
（5）A-M（AT）指示灯 —— 自整定（自动演算）工作状态指示；
（6）OUT指示灯 —— 输出控制状态指示，灯亮时为由输出；
（7）（SET）功能键 —— 设定和修改参数专用键；
（8）＜ —— 水平移位键，实现功能设定和修改；
（9）∨ —— 下移位键，功能同上；
（10）∧ —— 上移位键，功能同上。

XMT-908面板功能说明图

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2011/10/4 8:50:39 Last edit by wccd

yuduoling

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2011/9/30 21:51:02 地板管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

板凳上的图示，穿墙而过的电线一般应该有保护管

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2011/9/30 21:54:06 6楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

5. 由于采用固态继电器作为控制器件，取代原交流接触器，在选型时定为XMT-908 G(实用XMT-918G) —— 固态继电器调节控制输出。

XMT-908 的最后一位字母代表控制方式：
1. “空格”——继电器位式控制输出；
2. “A”——单相过零触发调节控制输出；
3.“A3”——三相过零触发调节控制输出；
4.“B”——单相移相触发控制输出；
5.“C”—— 0～10mA或4～20mA连续电流控制输出；
6.“G”——固态继电器调节控制输出。

XMT-908背面接线端实物图

XMT-908接线端说明：
1 — K型铠装热电偶负极，
2 —K型铠装热电偶正极，
17 — 交流固态继电器（AC-SSR）正极，
18 —交流固态继电器（AC-SSR）负极。
19、20 — 超温断电保护常开触点（ALM1），
25、26 — 220VAC电源输入，其他暂时不接。

XMT-908接线端接线示意图

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2011/10/5 8:38:59 Last edit by wccd

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2011/9/30 21:59:50 7楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

6. 输出控制信号为DC12V直流电压，直接驱动AC-SSR交流固态继电器。

XMT-908接线端接线端说明图

7. 由于温控仪表XMT-908有多种尺寸选择，本温度仪表的面板尺寸为80×160mm，故选择安装尺寸为80×160×120mm。

XMT-908功能操作说明

XMT-908常见故障处理表

提示：说明书仅供参考，接线时以实物为准

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2011/10/4 9:04:16 Last edit by wccd

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2011/9/30 22:05:05 8楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

四、功率模块选用

1. 固态继电器知识简介：
固态继电器（Solid State Relay,缩写SSR），是由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。

AC-SSR交流固态继电器接线原理图

2. 固态继电器的合理选择

选择固态继电器时，应参照具体应用条件，分析研究手册、详细规范和产品技术性能及参数，同时应该注意到固态继电器性能参数和负载能力受环境温度和自身温度的影响较大，其输入有极性要求，感性和容性负载时输出电路容易受尖峰电压和浪涌电流的损害，导通时通态压降产生的功率损耗和散热等。重点处理好这些问题，有助于实现固态继电器的科学利用，使其更具可靠性。

固态继电器负载系数参考选择表

AC-SSR交流固态继电器（侧视图）

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2011/10/4 9:06:04 Last edit by wccd

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2011/9/30 22:10:15 9楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

3. 固态继电器电流的选择
马弗炉使用的是高温加热丝，是几乎没有浪涌的固态继电器负载，即使电热元件，尽管它是纯阻性的，由于具有正的温度系数，低温时电阻较小，因而通常表现为较大的起动电流。马弗炉额定功率为3KVA,即电流I 约为14A，取2.5I 约为34A，固态继电器电流选择为32A～60A。

AC-SSR交流固态继电器（正视图）

　4. 固态继电器的电压选择
马弗炉工作电源为单相交流电源，有效值为U = 220VAC，其最大值Umax =√2 U = 310VAC ,当负载为纯电阻型负载，对于过电压的保护，不设计RC吸收回路或压敏电阻保护元件。最大工作电压选择为480V～600V。

AC-SSR交流固态继电器输出接线端 ≤480VAC

5. AC-SSR交流固态继电器输入控制端为直流3～32VDC
注意：输入控制端正负极不能解错，否则固态继电器无法工作。

AC-SSR交流固态继电器控制输入接线端标识图

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2011/10/4 9:07:14 Last edit by wccd

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2011/9/30 22:15:04 10楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

6. 固态继电器的散热器的选择

　　固态继电器在工作中内部存在着一定的功率耗散，这个耗散值主要由输出电压降与负载电流乘积决定，以发热的形式体现。散热的好坏直接影响到固态继电器的最大负载电流和允许的最高工作环境温度值，是影响固态继电器可靠工作的重要因素之一。所以，我们应重视固态继电器的应用热设计和散热器的选择，使固态继电器稳定可靠的工作，避免由于散热不良而造成的固态继电器的失效和损坏。

由于马弗炉额定工作电流为16A，炉膛容积较小，升温速度快，当达到设定温度时，实际上是工作在间歇状态，散热器选择为无风冷普通铝制散热器。