[其他]測量控制料道玻璃液溫度的裝置和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86103918
• 申請日: 1986-06-05
• 公開（公告）號: CN86103918A
• 公開（公告）日: 1987-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王孟效
• 申請（專利權(quán)）人: 西北輕工業(yè)學(xué)院
• 主分類號: C03B7/06
• 分類號: C03B7/06
• 代理公司: 咸陽市專利事務(wù)所
• 代理人: 馬平印,康志安

本發(fā)明屬于測量、控制料道玻璃液溫度的裝置和方法。

本發(fā)明作出以前，國內(nèi)外對測量、控制玻璃液溫度的裝置和方法主要采用：

1、幅射高溫計-“國際玻璃搪瓷簡報”第1期（1983）發(fā)表的“玻璃工業(yè)中的溫度測量”一文中作過介紹。

2、紅外溫度測控系統(tǒng)-“國際玻璃搪瓷簡報”第4期（1983）發(fā)表的“用新型測溫計控制玻璃料液的溫度”一文中作過介紹。

3、熱電偶。

4、“玻璃工業(yè)”第4期（1984）-“玻璃池爐自動控制系統(tǒng)”一文介紹了利用熱電偶測溫及燃油流量-溫度雙閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)對玻璃池爐自動控溫。

上述幾種測量、控制玻璃液溫度的裝置和方法，顯然存在著只能測量玻璃液表面溫度，而不能測量其內(nèi)部溫度的缺陷，造成測量控制溫度的誤差較大，同時溫度變化的反應(yīng)也較遲緩。據(jù)實測，玻璃液表面溫度傳送到其內(nèi)部往往需要幾十分鐘，因此，對一般的溫度控制裝置將會帶來十分不利的影響，即使在該裝置上采用微電腦，其控制精度也難于達(dá)到±5℃。

目前，一般的玻璃液溫度控制裝置都采用溫度單閉環(huán)控制系統(tǒng)，雖然能有較高的靜態(tài)控溫精度，但動態(tài)特性較差，特別是當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時，會引起溫度的波動，這往往是玻璃拉管機上引起斷裂的主要原因之一。

日本采用一種熱電偶外套白金套管的測溫計使控溫精度達(dá)±0.5℃，但白金套管價值昂貴，一般使用單位難于接受。

中國“可控硅雙閉環(huán)穩(wěn)速系統(tǒng)”1981年（輕工業(yè)出版社）一書中介紹了速度-電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用原理及電子最佳調(diào)節(jié)原理在雙閉環(huán)中的應(yīng)用，但是電流-溫度雙閉環(huán)自動控制系統(tǒng)進行控溫，特別是對料道玻璃液的溫度控制，在有關(guān)文獻(xiàn)中尚未發(fā)現(xiàn)。

中國“玻璃與搪瓷”第1期（1979年）“玻璃的電熔”一文中介紹了玻璃液在高溫下，呈離子化狀態(tài)，具有導(dǎo)電性能，其電阻值R隨溫度T而變化，圖1給出了R-T關(guān)系圖。但利用R-T特性測量玻璃液內(nèi)溫度，在國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)中尚未見報導(dǎo)，其主要原因是存在如下二個難點：①欲要得到0.1%的測溫精度（即溫度分辨率為1℃）就要求電阻值R的檢測精度至少為0.1%，從而要求電壓V及電流I的檢測精度至少也要達(dá)到這個水平。這對于直流信號或標(biāo)準(zhǔn)的正弦波信號來說，要達(dá)到上述要求還是相當(dāng)困難的，而在電加熱玻璃液系統(tǒng)中，采用了可控硅整流電路，圖2給出了其波形圖，要精確測量V、I值就顯然更加困難。②不同的玻璃液配料成份，有不同的R-T曲線，顯然配料的改變將會對用測定電阻值R來測定溫度值T帶來一定的困難。

本發(fā)明的目的在于針對目前的測溫方法只能測量玻璃液表面溫度的缺點，設(shè)計一種能夠測量玻璃液內(nèi)部溫度的新裝置和方法，可以測到0.5～1℃的溫度變化。針對目前通用的溫度單閉環(huán)系統(tǒng)存在的動態(tài)特性差的特點，設(shè)計一種電流-溫度雙閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，使其具有優(yōu)良的靜、動態(tài)特性，對1000℃以上的料道玻璃液溫度，可使溫度波動控制在±2℃以內(nèi)。

本發(fā)明的要點：利用玻璃液在高溫狀態(tài)下的R-T特性，采用A/D-微電腦-D/A信號處理系統(tǒng)，溫度-電流雙閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。

如圖10所示，本發(fā)明在微電腦控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計中，具有創(chuàng)新的部分是：①為設(shè)置或改變多種數(shù)據(jù)，發(fā)明人通過二個PIO芯片將“置數(shù)”按鍵及六個BCD碼撥盤與CPU相聯(lián)結(jié)，由“置數(shù)”按鍵產(chǎn)生“位控中斷”，由二個撥盤提供“置數(shù)項目”，由四個撥盤提供雙字節(jié)的“置數(shù)數(shù)據(jù)”，完成100個雙字節(jié)數(shù)據(jù)的設(shè)置。②利用CPU、CTC，每隔1秒鐘對保持器內(nèi)容進行一次刷新操作并對保持器的電源作必要的高抗干擾處理，以完成用一片D/A芯片實現(xiàn)8路、12位D/A變換輸出電路。

發(fā)明人為提高料道玻璃液溫度的控制精度，采用了由電流閉環(huán)及溫度閉環(huán)串聯(lián)級組成的電流-溫度雙閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)采取了下述處理方法使其實現(xiàn)最佳化。

（1）、建立玻璃窯爐的數(shù)學(xué)模型：

(u_C(s))/(ur(s)) = (K_L)/(1+T_LS) e^-τt

（2）、建立圖6所示的用拉普拉斯算子表達(dá)的電流-溫度雙閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;