Температура в муфельной печи: способы измерения

Температура в муфельной печи: способы измерения


Муфельные печи — нагревательное оборудование, с помощью которого можно плавить металлы, обжигать керамику, проводить лабораторные исследования и мн. др. Муфельные установки считаются одними из самых надежных и доступных печей. Применяют их не только в большой промышленности, но и на небольших частных предприятиях. Сегодня муфельные печи пользуются высоким спросом и у людей, которые занимаются обработкой керамики в качестве хобби.

Рано или поздно перед керамистом, будь он с большим стажем или новичок, стает вопрос об измерении температуры внутри муфельной печи. Задача непростая ведь, несмотря на большое количество существующих вариантов применяемых множество лет выявленные показатели зачастую говорят не о температуре в самой установке, а о том какую термическую нагрузку может принять на себя тот или иной материал. Подробнее о методиках вычисления температурных значений внутри муфельной установки расскажем далее.

1. Определение температурного накала по цвету черепка

Хоть способ и является самым малозатратным, но это не говорит о его простоте. Температура в данном случае определяется по цвету раскаленной керамики находящейся в печной установке. Имея за плечами большой опыт, сделать это не так и сложно, но новичкам придется проявить большую внимательность. Примеры соответствия цвета керамики определенной температуре в печи представлены ниже. 


Температура в муфельной печи: способы измерения. Цвет черепка


2. Измерение за счет пирометрических конусов (пироскопов)

Под понятием пирометрический конус имеется в виду пирамидка из керамического сырья, которая при определенном температурном воздействии становится мягкой и утрачивает свою форму. Каждому конусу присвоен свой номер и каждый из них рассчитан на определенные значения температуры, после которых наступает процесс разрушения. 


Температура в муфельной печи: способы измерения. Кольца PTCR


Пирамидки следует выложить на специальные подложки, материал которых более тугоплавкий, чем керамика. Обычно в качестве подложек используют шамот. Установка пирамид производится на глубину около 3-4 миллиметров.

Для точности данных в печь помещают три вида пирамидок — посредине ставят ту, температура в печи для которой является рабочей, с одной стороны размещают конус, рассчитанный на более низкие термические значения, а с другой на более высокие. Пироскоп, для которого подобранная температура считается рабочей, должен наклониться через некоторое время и достать основания. Пирамидка с характерными более низкими цифрами температурной обработки должна «лечь» на подложку полностью, а та, которая рассчитана на более высокие показатели — незначительно наклониться. Наблюдение за состоянием пирамидок проводят через смотровое окно, после того как рабочий конус коснулся поверхности подложки, процесс нагрева останавливают.

Измерение температуры внутри муфельной печи за счет пирометрических конусов самый распространенный метод. Но, по сути, таким образом измерить точные значения накала печи невозможно. Этот метод больше рассчитан на то, сколько тепла способен принять конкретный пироскоп.

В качестве примера приведем ситуацию, когда в печи разогретой до 1050 °С конус №105 не падает, а если повысить температуру до 1030 °С и выдержать определенный отрезок времени конус начнет плавится и естественно «ложиться» на подложку. Термические свойства пироскопов близки к температурным характеристикам керамики. Именно поэтому указанный метод имеет большое распространение среди керамистов.

3. Температурные кольца


Температура в муфельной печи: способы измерения. Пирометр


Применение температурных колец PTCR относится к усовершенствованной методике использования пироскопов. Как и в ситуации с конусами температурные кольца позволяют определить количество тепла, которое способно поглотиться, но показатели в данном случае характеризуются боле высокой точностью. В процессе нагрева кольца уменьшают свой размер, и измерение их диаметра микрометром после проведенного обжига дает возможность полученные величины перевести в температуру. В зависимости от диапазона температур используют температурные кольца с маркировкой:

  • PTCR HTH/HTL: 1,450-1,750 °C
  • PTCR MTH/MTL: 1,340-1,520 °C 
  • PTCR STH/STL: 1,130-1,450 °C 
  • PTCR LTH/LTL: 970-1,250 °C 
  • PTCR ETH/ETL: 850-1,100 °C 
  • PTCR UTH: 660-900 °C 
  • PTCR ZTH: 560-600 °C 

Точные значения соответствия диаметра колец и температуры для колец PTCR STH и LTH можно просмотреть в таблице ниже. 



Но, стоит учесть, что такой способ не целесообразен в случае, когда необходимо получить значения температуры непосредственно в процессе работы печи. Сокращение колец происходит медленно, и определить невооруженным взглядом их практически невозможно.

4. Пирометр


Температура в муфельной печи: способы измерения. Пирометр


С помощью пирометра температуру в печи можно измерять дистанционно. Если направить пирометр на объект измерения за несколько секунд на его циферблате высветится необходимая информация.

Пирометры, разработанные для определения сверхвысоких температур удовольствие недешёвое, поэтому зачастую их можно встретить только на крупных предприятиях занимающихся обжигом.

5. Термопара

Применение термопары для определения температур в муфельных печах достаточно старый и надежный метод. По сути, термопара представляет собой два провода состоящих из специальных сплавов, которые между собой сварены.

В процессе непосредственной эксплуатации при температурных замерах на конце термопары вырабатывается электрический ток, и чем выше термическая составляющая в печи, тем больше милливольт на выходе. С помощью специального устройства милливольты можно измерить и перевести их в температурный эквивалент.

Термопар существует немалое количество, и разделяют их по содержащимся сплавам. Для использования конкретно в муфельных печах зачастую используют термопару типа К в составе которой находятся сплав хромель-алюмель. С помощью такого приспособления можно проводить замер температур вплоть до значений в 1300 °С. Интересно, что чем толще проволока, тем дольше прослужит термопара в условиях высокотемпературной работы.

Для измерения термических значений внутри муфельной печи за счет термопары можно использовать массу специально разработанных приспособлений.


Температура в муфельной печи: способы измерения. Термопара


Мультиметры, например, являются еще одним доступным вариантом — в них сразу заложена функция определения температуры с помощью термопары типа К, и зачастую преобразователь идет в комплекте с мультиметром. Правда ТХА предлагаемая вместе с мультиметром очень тонкая и при высокотемпературной нагрузке быстрой выходит из строя.

Ко второму одному из самых распространенных типу термопар относят устройства S-типа состоящие из платинородия-платины. Этот тип преобразователя значительно дороже сплава с хромель-алюмели, но зато значительно дольше прослужит при высокотемпературной нагрузке вплоть до 1600 °С. Обычно такую термопару выпускают в защитном кожухе.

Термический преобразователь ТПП также как и термопару из сплавов хромель-алюмель можно подсоединять к электронному измерительному регулятору температуры. С помощью такого устройства можно определять текущие значения температуры и управлять муфельной печью с помощью программы, которую задал пользователь.

Преобразователь ТХА также можно подсоединить к контроллеру, но при условии достаточной длины проводков. Если проводки коротковаты, то можно прибегнуть к использованию термокомпенсационных проводов. По правилам удлиняющие провода должны состоять из того же материала, что и термопара, но меньшего диаметра. Чтобы подключить платиновую термопару можно взять обычный медный провод.

При подключении термопары к контроллеру и последующей подаче питания на него можно определять текущие значения температуры в муфельной печи. А если одновременно с этой системой использовать какой-либо элемент управления, то вполне возможно управлять обжигом с помощью автоматической программы и выделить дополнительное время для творческих работ.

Компания «ТЭН24» предлагает изготовление муфельных печей по индивидуальному чертежу. Ваша печь, заказанная у нас, будет обладать всеми параметрами, о которых вы и не могли мечтать при просмотре стандартных печных установок. Мы проведем полный расчет всех критериев и быстро выполним заказ на высшем уровне. Продукция предоставляемая «ТЭН24» имеет гарантийные сроки эксплуатации. Все заявленные характеристики оборудования будут соответствовать действительным параметрам. У нас также можно заказывать термопары для определения температур внутри муфельных печей во время их работы. Доставка осуществляется по всей территории Украины. Закажите звонок и мы свяжемся с вами в ближайшее время.




Возврат к списку


.