Техника измерений при высокочастотном нагреве

Категория:
Термическая обработка


Техника измерений при высокочастотном нагреве

В процессе высокочастотного нагрева необходимо производить различного рода измерения.

Эти измерения могут носить разовый характер, как, например, в случае определения коэффициента полезного действия установки при отладке генератора, или же производиться систематически, или, наконец, должны осуществляться непрерывно для обеспечения контроля правильности режима работы генератора, а также заданного режима нагрева.

В большинстве случаев пользуются методами измерений и измерительными приборами, применяемыми уже в других областях техники. Остается лишь выбрать наиболее подходящий для данного случая метод и выбрать приборы с учетом конкретных условий работы.

Успех решения той или иной задачи измерений зависит от правильности постановки задачи. Нужно заранее определить необходимую точность измерений, решить, требуется ли определять истинные значения величин или достаточно знать относительное изменение измеряемой величины.

Для измерения большинства величин, с которыми приходится иметь дело при высокочастотном нагреве, имеются приборы непосредственной оценки, рассмотренные в предыдущих разделах брошюры.

Для контроля режима работы установки звуковой частоты 1000, 2500 и 8000 гц имеются стандартные приборы и измерительные трансформаторы. Схема соединений приборов приведена на Рис. 7. Приборы дают правильные показания только при указанной на них частоте. При частотах, отличных от указанных, требуется подгонка приборов в приборной мастерской. Особенно чувствительны к изменениям частоты фазометр и ваттметр.

Помимо фазометра, при настройке установки звуковой частоты удобно пользоваться ваттметром реактивной мощности. Если при увеличении емкости конденсаторной батареи возрастает также и реактивная мощность, то это означает, что подключено слишком много конденсаторов. В этом случае число их следует уменьшать до тех пор, пока показания ваттметра реактивной мощности будут близки к нулю. Некоторые иностранные фирмы снабжают выпускаемые ими установки для нагрева токами высокой частоты реле реактивной мощности, которые подключают требуемое количество конденсаторов автоматически, поддерживая таким образом коэффициент мощности близким к единице.

Рис. 7. Схема включения приборов с измерительными трансформатррами в установке звуковой частоты: ТТ—трансформатор тока; ТН — трансформатор напряжения; Z — нагрузка

Иногда оказывается необходимым производить измерение напряжения на индукторе, так как эта величина весьма важна для характеристики режима работы установки. Несмотря на простоту задачи, часто возникают большие погрешности из-за того, что не учитывается влияние на показание приборов внешних полей и особенностей используемых вольтметров.

При использовании вольтметра ВКС-7Б нужно иметь в виду, что он предназначен для измерений напряжения в несимметричных цепях, т. е. в таких цепях, где один полюс заземлен или имеет меньшее сопротивление токам утечки, чем другой. В этом случае следует обращать внимание на то, чтобы заземленный провод подключался к зажиму прибора з, а незаземленный к В. Установка «на нуль» должна производиться при замкнутых «накоротко» входных зажимах прибора. После того как напряжение измерено, полезно отключить от индуктора концы проводов, идущих к вольтметру, и, не меняя их положения, соединить между собой. Если при подаче напряжения на индуктор стрелка прибора отклоняется, то это указывает на наличие наведенной полем индуктора э. д. с. в соединительных проводах.

Соединительные провода должны быть как можно короче я свиты бифилярно, в противном случае может оказаться, что наведенная в проводах э. д. с. значительно превзойдет измеряемое напряжение.

Электростатические вольтметры дают более точные показания по сравнению с приборами других систем при измерении напряжения как звуковой, так и радиочастоты. Если прибор, как например С96, предназначен для измерения в несимметричных цепях, а требуется производить измерения в симметричных цепях, то его можно поставить на изоляторы, подав питание на лампочку световой стрелки от изолированного же аккумулятора. Заземлять корпус прибора в этом случае, разумеется, не следует.

Рис. 8. Схема определения мощности потерь в индукторе калориметрическим методом: 1 — индуктор; 2 — нагреваемая деталь; 3— шланги; 4 — трубка из винипласта; 5 — термобатареи; б — нихромовая спираль; 7 — гальванометр; 8 — ваттметр

Трудности измерения мощности на радиочастоте заставляют обращаться к калориметрическим методам измерений, при которых о мощности судят по количеству тепла, выделяемого в нагрузке за определенное время. При этом приходится производить измерения времени, температуры, расхода воды. По этим величинам определяется затем мощность. Погрешность в определении мощности будет равна приблизительно сумме погрешностей измерений отдельных величин и может быть значительной. Удобнее применить метод замещения, при котором о мощности, потребляемой нагрузкой от генератора радиочастоты, судят по мощности, потребляемой другой нагрузкой от сети переменного тока промышленной частоты и производящей такой же тепловой эффект.

В качестве примера на рис. 8 приведена принципиальная схема измерения мощности потерь в индукторе на радиочастоте.

Измерения сводятся к тому, что фиксируется показание гальванометра, зависящее от разности температур охлаждающей воды на входе и выходе системы при установившемся режиме работы высокочастотной установки. После этого высокочастотный генератор отключается, а нагрев воды производится нихромовой спиралью, помещенной в специальном сосуде. По спирали пропускается ток промышленной частоты. Регулировкой тока добиваются получения показания гальванометра, равного отмеченному ранее. Когда равенство достигнуто, делают отсчет по ваттметру, измеряющему потребляемую спиралью мощность. Эта мощность равна мощности потерь в индукторе на радиочастоте.

Мощность, потребляемая спиралью, может быть определена в случае отсутствия ваттметра методом вольтметра и амперметра, так как на промышленной частоте проволочную спираль можно считать активной нагрузкой.

Необходимым условием правильности измерений является постоянство расхода охлаждающей воды, поэтому необходимо следить по манометру за постоянством давления или обеспечить питание установки от промежуточного бака, в котором предусмотрен слив для поддержания постоянного уровня.

Температуру воды можно измерять и стеклянными термометрами, но тогда потребуется следить за двумя термометрами и вычислять разность, а это неудобно и может повести к ошибкам.

Термобатареи могут быть составлены из термопар, одним электродом у которых является медный проводник и вторым — константановый. Термопары встраиваются в винипластовую трубку, для чего в стенке последней просверливается несколько отверстий, заделываемых деревянными пробками. Число термопар выбирается таким, чтобы гальванометр давал заметное отклонение. Термобатареи соединяются последовательно и встречно. Положение термопар должно оставаться неизменным в продолжение всего опыта.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум