高温环境对铝合金集中熔炼炉称重的具体影响

www_judrl_com
www_judrl_com
管理员
764
文章
0
粉丝
技术问答与案例评论30阅读6分18秒阅读模式

在铝合金集中熔炼炉的运行过程中,炉体温度通常高达 300-500℃,周边环境温度可达 80-150℃,高温通过热辐射、热传导、热对流三种方式作用于称重系统,导致传感器性能衰减、机械结构形变及信号传输干扰,最终引发称重不准。以下是具体影响及作用机制:

一、对传感器核心部件的直接损伤与性能衰减

称重传感器的弹性体、应变片及内部电路对温度变化极为敏感,高温环境会直接破坏其物理特性和测量精度。文章源自炬鼎熔炉-江浙沪铝合金集中熔化炉厂家|中频感应熔炼炉|铝屑熔解炉报价-品牌直供·节能技术-https://www.judrl.com/5032.html

1. 应变片特性漂移

原理:传感器的核心元件应变片(金属箔或半导体材料)的电阻值具有显著温度系数,温度每升高 1℃,电阻值会发生01%-0.05% 的变化(因材料而异)。高温下,应变片的灵敏系数(K 值)下降,导致相同形变下的电阻变化量减小,测量信号偏弱。文章源自炬鼎熔炉-江浙沪铝合金集中熔化炉厂家|中频感应熔炼炉|铝屑熔解炉报价-品牌直供·节能技术-https://www.judrl.com/5032.html

具体影响文章源自炬鼎熔炉-江浙沪铝合金集中熔化炉厂家|中频感应熔炼炉|铝屑熔解炉报价-品牌直供·节能技术-https://www.judrl.com/5032.html

静态称重时,零点漂移量超过 0.3% FS/℃(如 50t 量程传感器在 100℃环境下零点偏差可达 150kg);文章源自炬鼎熔炉-江浙沪铝合金集中熔化炉厂家|中频感应熔炼炉|铝屑熔解炉报价-品牌直供·节能技术-https://www.judrl.com/5032.html

动态称重时,应变片响应速度变慢,无法实时捕捉炉体倾转时的重量变化,出现信号滞后。文章源自炬鼎熔炉-江浙沪铝合金集中熔化炉厂家|中频感应熔炼炉|铝屑熔解炉报价-品牌直供·节能技术-https://www.judrl.com/5032.html

2. 弹性体热形变与应力释放

原理:传感器弹性体(通常为 40CrNiMoA 合金钢)在高温下会发生热膨胀,若安装时存在预紧力或约束,会产生附加热应力,模拟 “虚假重量” 信号;长期高温作用还会导致弹性体疲劳,弹性模量下降,相同载荷下形变增大。文章源自炬鼎熔炉-江浙沪铝合金集中熔化炉厂家|中频感应熔炼炉|铝屑熔解炉报价-品牌直供·节能技术-https://www.judrl.com/5032.html

具体影响文章源自炬鼎熔炉-江浙沪铝合金集中熔化炉厂家|中频感应熔炼炉|铝屑熔解炉报价-品牌直供·节能技术-https://www.judrl.com/5032.html

炉体升温过程中,称重显示值随温度升高而持续漂移(每升温 50℃偏差增加 0.5%-1% FS);文章源自炬鼎熔炉-江浙沪铝合金集中熔化炉厂家|中频感应熔炼炉|铝屑熔解炉报价-品牌直供·节能技术-https://www.judrl.com/5032.html

弹性体热形变不均匀(靠近炉体一侧温度高、膨胀量大),导致应变片受力不一致,测量线性度恶化(误差超 0.2% FS)。文章源自炬鼎熔炉-江浙沪铝合金集中熔化炉厂家|中频感应熔炼炉|铝屑熔解炉报价-品牌直供·节能技术-https://www.judrl.com/5032.html

3. 内部电路失效

原理:传感器内部的导线(铜线)、焊点及密封胶在高温下会加速老化,导线绝缘层(如聚氯乙烯)软化甚至熔化,导致短路或漏电;焊点氧化后接触电阻增大,信号传输损耗增加。文章源自炬鼎熔炉-江浙沪铝合金集中熔化炉厂家|中频感应熔炼炉|铝屑熔解炉报价-品牌直供·节能技术-https://www.judrl.com/5032.html

具体影响

信号输出不稳定,出现跳变或无规律波动(波动幅度>0.5% FS);

高温导致传感器桥路失衡,零点无法校准,甚至出现 “零漂锁定” 现象(校准后仍持续漂移)。

二、对机械结构的热胀冷缩干扰

高温不仅影响传感器本身,还会通过炉体、支撑结构的热形变间接改变称重系统的受力状态,导致测量偏差。

1. 炉体与支撑结构形变

原理:熔炼炉炉体(钢材)的线膨胀系数约为 12×10⁻⁶/℃,在 500℃高温下,10m 长炉体的热伸长量可达 6mm;支撑托架、传感器安装底座随温度升高同步膨胀,破坏原有的水平度和等高性。

具体影响

多传感器系统中,各传感器受力均匀性被打破,部分传感器承受额外侧向力(水平分力),测量值偏差达 1%-2%;

炉体与传感器之间的接触状态变化(如间隙增大或刚性挤压),导致称重时 “虚增” 或 “虚减” 重量(偏差随温度变化呈线性关系)。

2. 连接部件松动与应力集中

原理:高温环境下,传感器固定螺栓、螺母的热膨胀系数与弹性体存在差异(如螺栓为碳钢,弹性体为合金钢),导致螺栓预紧力下降,出现 “热松脱” 现象;反复升温降温的热循环会引发螺栓疲劳,进一步加剧松动。

具体影响

传感器与安装底座之间产生微小间隙,称重时出现 “弹跳” 信号(动态称重波动值>0.5% FS);

应力集中于螺栓连接部位,弹性体局部形变异常,测量非线性误差增大。

三、对信号传输与系统校准的干扰

高温环境会干扰传感器信号的传输路径,并导致校准参数失效,放大称重误差。

1. 信号线缆传输损耗

原理:传感器线缆在高温下绝缘电阻下降(如氟橡胶线缆在 150℃时绝缘电阻从常温的 1000MΩ 降至 50MΩ 以下),信号在传输过程中受噪声干扰(如电磁耦合、漏电);线缆热胀冷缩导致接头接触不良,产生信号衰减或中断。

具体影响

模拟信号(mV 级)传输过程中失真,称重仪表显示值与实际重量偏差达 2%-3%;

线缆老化导致信号漂移,相同载荷下不同温度时的测量值差异显著(如常温与 100℃时偏差超 1% FS)。

2. 校准参数失效

原理:常规校准在常温下进行,未考虑高温环境的影响,校准参数(零点、量程系数)在高温下不再适用;温度变化会改变传感器的灵敏度温度系数,导致线性修正曲线失效。

具体影响

高温下称重显示值整体偏高或偏低(系统性偏差),且无法通过常规校准消除;

不同温度区间的误差规律不一致(如低温段负偏差、高温段正偏差),动态称重时误差波动无规律。

四、对液压系统的间接影响(针对液压倾转式熔炼炉)

高温通过影响液压介质性能间接干扰称重系统,尤其在倾转过程中放大误差。

1. 液压油粘度下降与压力波动

原理:液压油在高温下粘度降低(如 60℃时粘度比常温下降 50%),导致油缸泄漏量增加、保压性能下降;油温升高还会引发液压系统压力波动,通过机械结构传递至传感器。

具体影响

炉体倾转时油缸压力不稳定,传感器承受附加动态载荷,动态称重误差超 1.5%;

液压油高温氧化产生杂质,导致油缸动作卡顿,称重信号随油缸振动出现尖峰脉冲。

2. 液压元件热形变

原理:油缸缸筒、活塞在高温下热膨胀,配合间隙增大,导致油缸 “爬行” 现象;液压阀件(如换向阀)阀芯热形变,响应精度下降。

具体影响

炉体定位不准,相同倾转角度下的称重值偏差达 2%(因油缸位置重复性差);

液压冲击增大,传感器承受瞬时过载(超量程 5%-10%),加速弹性体疲劳。

总结:高温环境的综合影响规律

高温对铝合金熔炼炉称重的影响呈现多维度、累积性特征:

温度越高(>100℃)、持续时间越长(>4 小时 / 炉),误差越大,且以零点漂移线性度恶化为主要表现;

动态称重(如倾转过程)受高温影响比静态称重更显著,误差可放大 2-3 倍;

长期高温作用会导致传感器不可逆损伤(如应变片老化、弹性体永久形变),需通过定期更换和针对性校准缓解。

实际生产中需结合隔热防护、高温校准算法及耐温传感器选型,将环境温度控制在传感器允许范围内(通常≤100℃),以降低高温对测量精度的影响。

添加时请备注:熔炉咨询

微信二维码

扫描二维码添加微信免费获取报价及方案

联系我们

地址:江苏省常熟市董浜镇北部工业区安富路30号

销售经理:胡申岳

电话:15962220217


发送邮件

点击按钮发送邮件咨询

广告也精彩
www_judrl_com
  • 本文由 www_judrl_com 发表于2025年10月14日 06:22:52
  • 转载请务必保留本文链接:https://www.judrl.com/5032.html
匿名

发表评论

匿名网友
确定

拖动滑块以完成验证