某型制样炉在环境试验中温度采集问题探讨

引言

随着世界各国对核能的有效开发，目前核技术已广泛运用于环境样品，食用水，医药卫生，农业科学，核电站，反应堆，同位素生产，地质勘探等领域，一旦发生核泄漏事故，会对周围土壤、水、空气等造成污染，为确保安全，我们需要随时对放射源周围的物体进行实时检测，在提取的固体样品中一般含有大量的有机物质，为了除去这些物质，浓缩待测放射性物质，通常需对固体样品进行处理，一般包括干式灰化法、湿式灰化法、酸浸取法和熔融法等，某型制样炉主要用于对固体样品的处理，采用干式灰化法对固体样品的灰化和样品干燥[1]。对炉内温度的升温速度和温度误差控制显得很重要，尤其是在高低温环境中能否达到设计要求尤其 本文通过热电偶选择，温度采集点的选取进行详细阐述，为实验过程找到了一种非常适用的检测方法。

1 制样炉结构

制样炉采用不锈钢炉膛、高铝耐火材料炉胆、电热材料及控制仪表等组装而成，其炉腔内设有空气循环回路，集样品灰化、样品干燥和液态样品的蒸发等功能于一身；采用双门结构，具有很好的保温隔热性能；采用双机箱设计，完全克服了高温工作部分的影响，保证了控制电路的工作可靠性；采用自整定PID自动温控技术，实现了炉温及功率的全自动控制，具有结构简单、温度控制精度高等特点，工作原理见图1。

2 实验

该产品外形尺寸：442 mm×282 mm×400 mm的金属壳体，见图2，在箱体背部开有Φ8的测试孔，炉内空间为150 mm×150 mm×200 mm，测试时将测温线通过测试孔放入,外接测温仪进行测试。

2.1 常温测试

被测产品上电，记录当前控制仪表上显示的实际炉温值后，设定温度，同时开始记时，到炉温达到设定温度时，停止记时。测试完毕后分析检测数据，升温速度T=（设定温度-加热前的炉温值）/升温时间;测温精度将测温仪的测温探头伸到炉膛中，产品上电，设定温度，等炉温升到设定温度并完全稳定后，读取测温仪的测量数据，测温精度=（设定温度-实际测试稳定）/设定稳定，由于产品从20 ℃要升温到600 ℃，每套产品升温速度大于要40 min左右，20套产品实验过程会很长，于是我们将20套产品进行了分组，每5套产品为一组，每组中我们采用每5根测温线（热电偶）分别放入5套产品的测试孔中，外部采用测试设备进行轮流测试，从测试结果看升温速度和测温精度差异较大，分析箱体内部加热部分结构（图3测试点），设备本身通过产品测试点的热电偶反馈进行控制，实验过程中则通过测试孔插入测温线进行测量，设备本身的测试点位于采集窗口的上部，采集温度点不一，同时我们发现在测试时由于测试孔为直径是8 mm的圆孔，而测试线只有2 mm左右，在实验过程中测温线在测试孔中会发生位移，致使每套产品测温线在每次测试时伸入设备内的长度存在差异，于是我们将测温线缠绕在设备的检查点上，避免采集点不同产生的测试差异，改进测试方法后我们再次对20套产品测试，发现产品的升温速度和测温精度满足设计指标要求。

2.2 高低温测试

将被测件放入高低温实验箱中，由于在实验箱中，需要将测试线引出到箱体外部进行测试，按上述相同方法将测温线缠绕在产品测试点上，在测试到第2组产品时发现温度精度达不到要求，有的温度变化较慢，开箱检测，发现测温线外表面有烧焦现象，更换测温线后测试正常，由此我们认为测温线一直在设备中，设备稳定最高到600 ℃，会造成测温线外套的黄腊管碳化，我们在更换第二组产品中又需要将测温线缠绕在其测试点上，就会使测温线（热点偶）碳化部分脱离，测温线的正负线发生接触，由于热电偶是由不同材质的导体A和B焊接起来构成一个闭合回路，当导体A和B的两个执着点纯在温差时，两者之间编产生电动势[2]，现两导线接触在一起，测温线正负线上电动势为零，因此无温度变化。

这里不得不提及明末官员的一套重要读物——崇祯年间南京金陵书坊刊刻的《重刻合并官常政要全书》,该书为丛书汇编，共收录文献29部，总计50卷。曲长海对所收文献分为五类：一为官箴类(狭义)，主要以为官之道与行政经验为主要内容，如《吕氏官箴》《初仕要览》《牧民政要》等；二为文告、套语，为官吏书写公文提供模板或范文，如《四六合律判语》《律条告示活套》等；三是法律的解释与应用类，有《重修问刑条例题稿》《法家裒集》《问刑条例》；“四是法医类，在刑事案件中为官员提供技术指导，有《洗冤录》《无冤录》《平冤录》；最后是礼仪类，指导在不同场合实施适宜的礼仪规范，如《新官到任仪注》《官员品级考》”[4]。

由表1可以看出经过拉底进路高度比设计高出平均0.8 m，49#、4#和14#进路设计出矿量与实际出矿量基本相同，实际生产中没有进行集中拉底，是由于盘区整体高度不等造成的。而25#进路、26#进路29#进路实际出矿量比设计矿量大的多，现场对该处进路拉底高度局部到达了1 m高度，平均拉底高度也达到了0.8 m，底板出现了锚杆，证明已经该处矿体资源回收完全。4#进路正常回采底板就见灰，而6#进路拉底矿石量为700 t，该部分矿可能为1138分段首采分层受当时施工条件影响没有回收干净的残矿。目前，工区采用充填板墙为400 mm厚度板墙，板墙并没有出现开裂现场。图5为进路充填所砌筑的板墙。

我们总结实验发现，实验中需要解决测试点一致和测温线在高温过程中不被碳化的问题，才能很好的完成产品的高度温实验。

教师在针对现阶段初中生进行音乐教学的过程中，应全面利用音乐产生情感共鸣的特性对学生进行相关的引导教育，确保学生在接受音乐知识的基础上保证学生综合素质的建设。

  

图1 制样炉工装原理图

  

图2 制样炉外形及尺寸图

3 改进方法

3.1 解决测温线不被碳化

通过分析产品结构，产品测试点位于测试孔上端不足5 mm，即使是空气传导温差也较小，只要保证铠装热点偶伸入产品中的位置与产品测试点位置接近应即可，计算后得知只要保证热点偶插入箱体的长度为18 mm，就能保证热电偶取点与制样炉传感器处于上下同一位置进行温度采样，于是我们制作了内径为5，外径为8的T型杆，将工装套在测试孔与铠装热点偶之间，安装牢固，使其不改变检测点的动态特性[1]，见图4。

3.2 解决测温线与设备采集点的不一致

根据样品试验条件，最高温度达到600 ℃，查阅手册，我们首先选择K型铠装热电偶，该热电偶通过金属对探头部分进行封装，避免测试时端头的碳化，同时测试孔内径为8 mm，铠装直径不能大于8，我们选择NR-38型热点偶，该热电偶尺寸为Φ5×200×1 000 mm，最高温度达1 000 ℃，由于采用铠装方式，减少了实验过程中导线A和B的损坏，减少系统在高低温环境中的不稳定状态，提高其可靠性。

我们试着将导体A和导体B分离，重新进行试验，从实验结果数据来看，产品的升温速度和测温精度满足设计指标要求。

  

图3 测试点

  

图4

为了验作工装的测试点与产品测试点之间上下相处5 mm的距离对测试的影响，我们进行了两组产品实验对比：一组选择完好的测试线缠绕在产品测试点上，一组选择K型热电偶通过工装固定，两组产品同时放入同一台温度型进行高、低温工装测试，未接测试设备采用同一套测试设备，从对比结果来看，缠绕在产品测试点的温度比利用工装测试的温度略为偏高1~2 ℃，偏差率在万分之2~3之间，完全可以忽略不计， 通过后续测试，20套产品顺利完成环境实验。

4 结论

2）随着核技术的不断推广，在环境样品、食品、医药卫生、农业科学、核电站、地质勘探等领域会获得更为广泛的应用，进而推动着这些技术的进一步发展。

1）采用该种热电偶和工装，确保了在温度循环中导线不被烤焦，每套产品取温点的一致性，通过多批次验证，该方法切实可行，节省了实验成本。

田朵接过她为小宁点的那份套餐时，才想起来她忘了备注免辣。小宁受伤住在医院，医生说得忌辣，伤口才能好得快一些，可是她给忘了。这要是放在过去，她和小宁肯定免不了为此吵上一架，说不定还会把外卖给摔了。好在现在俩人都收敛了，田朵默默地拿着筷子往外夹辣椒，小宁连说没事，没那么矫情。这样的一派和谐，让田朵心生感慨，唉，如果以前她能懂得夫妻之间要互相包容和忍耐，小宁也就不会受伤住院了，两个人也不会差点闹到离婚的地步。

参考文献:

[1]王树荣.环境试验技术[M].北京:电子工业出版社, 2016.1.(1):1-13.

[2]王健石,朱炳林.热电偶与热电阻技术手册[M].中国质检出版社,2012.8.(2):20-50.