真空管式高温炉使用手册

合肥科晶材料技术有限公司1真空管式高温炉使用手册（图片如与实物不符，以实物为准）尊敬的客户：真诚的感谢您成为科晶产品的用户，OTF系列及GSL系列真空管式高温炉是本公司为高校和科研院所打造的实验室设备套餐之一，从本使用手册的封面上您足以看出它的与众不同和设计者的匠心独具，为了更好的使用该设备，希望您在开始操作本设备之前认真阅读随设备提供的操作使用手册，以免引起误操作造成设备损坏。一、结构简介OTF系列及GSL系列真空管式高温烧结炉如图所示,集控制系统与炉膛为一体。炉衬使用真空成型高纯氧化铝聚轻材料，采用硅钼棒、硅碳棒或电阻丝为加热元件。刚玉管或石英玻璃管横穿于炉体中间作为的炉膛，炉管两端用不锈钢法兰密封，工件式样在管中加热，加热元件与炉管平行，均匀地分布在炉管外，有效的保证了温场的均匀性。测温采用性能稳定，长寿命的“B”型或“S”型热电偶，以提高控温的精准性。它是专为高等院校﹑科研院所及工矿企业对金属，非金属及其它化和物材料在气氛或真空状态下进行烧结﹑融化﹑分析而研制的专用设备。OTF系列真空管式炉能够快速开启，快速升降温，方便客户对特殊材料的装载，烧制和观察。炉体的控制面板配有智能温度调节仪，控制电源开关、主加热工作/停止按钮，配有电源和保险指示灯，电压、电流指示，以便随时观察本系统的工作状态。合肥科晶材料技术有限公司2二、设备安装接线1.打开包装箱，检查设备是否完好，根据装箱单检查配套附件是否完整。2.设备放置地点应选择空气流通，无震动，无易燃﹑易爆气体或高粉尘的场所。3.安装炉管及绝热塞子GSL系列炉管及绝热塞子的安装如图示：4.OTF系列的炉管只需向上开启炉体，将炉管及绝热塞子轻轻放入即可。5.安装法兰（如需较高真空，各步骤均需涂抹真空规脂）密封法兰的安装如图示：合肥科晶材料技术有限公司36.请使用与所采购设备相匹配的工作电源电压，加装与炉体工作电流相匹配的空气开关(详见P18~19页“真空管式高温炉规格型号”中的额定电压和客户自配空气开关栏)，可靠连接接地保护线,切勿将高电压引入，以免引起仪表及控制线路的损坏，不用时请关闭电源。7.将热电偶从炉体后固定座的小孔中插入炉膛，并固定于固定座上，按热电偶正负极性要求连接线[红线接(+)，黑线或绿线接(-)]。不可将热电偶正负极接反，否则无法进行测温和自动控制。8.安装完毕应通电试机。三、设备启动操作1.开机顺序如图示：2.关机顺序(1)程序运行结束后，仪表处于“Stop”的基本状态。若中途需停止运行控温程序，按仪表的停止键使仪表处于“Stop”的基本状态。合肥科晶材料技术有限公司4(2)按下红色Turn-off按键使主继电器断开。(3)关闭Lock开关切断控制电源。(4)关闭总电源，工作结束。四、智能调节仪的介绍1.主要特点：(1)采用先进的AI人工智能调节算法，无超调，具备自整定功能，可实现任意斜率的升、降温控制，具有跳转(循环）﹑运行﹑暂停及停止等操作命令。测量精度：0.2级。(2)51段程序控制功能。(3)掉电数据保存。2.仪表面板3.仪表接线：合肥科晶材料技术有限公司5五、智能调节仪的显示切换仪表的工作显示表示仪表所处的工作状态，其工作状态决定您是否可进行某种操作，因此用户使用该设备或进行某项操作时要注意仪表的工作状态。1.开机状态：仪表开机显示仪表型号及软件版本号约几秒钟后即进入温度测量显示的基本状态状态，“SV”闪动显示‘STOP’表示程序处于停止状态如图所示。2.显示切换如下图示：1)在基本状态或程序运行状态下，按键1秒切换至（PVSTEP﹑SVxx段）运行程序段状态。(设置运行段或显示正在运行的温度段)2)再按键1秒切换至该段运行时间状态。（显示运行段总运行时间PVxxxx分钟，已运行时间SVxxxx分钟）3)再按键一秒返回基本状态。合肥科晶材料技术有限公司6六、智能调节仪的性能参数切换仪表性能参数决定仪表的运行状态及控制精度。设置仪表性能参数如下图示：1)在基本状态下，按键约2秒仪表进入参数设置状态并显示性能参数M5的设定值。2)在性能参数M5的状态下按键1秒，仪表将依次显示各现场参数，采用三键可以修改各性能参数值。(出厂前各性能参数已经配置好，无特殊要求一般无需改动）3)按键约2秒，可返回显示上一参数。4)先按键再接着再按键可退出参数设置状态。如果没有按任何操作键，约30秒钟后会自动退出参数设置状态。合肥科晶材料技术有限公司7七、智能调节仪性能参数的说明1.性能参数：2.参数功能说明1)保持参数M5：定义为输出变化为5％时，控制对象基本稳定后测量值的差值。它主要决定调节算法中积分作用，和PID调节的积分时间类同。M5越小，系统积分效果越强。M5越大，积分效果越弱（积分时间增加）。设置M5=0时，系统取消积分作用及人工智能调节功能。调节部分成为一个比例微分（PD）调节器。2)速率参数P：类似PID调节器的比例带，但变化相反。P值越大，比例﹑微分作用成正比增强，而P值越小，比例﹑微分作用相应减弱。P参数与积分作用无关。3)滞后时间t：定义为假定没有散热，当其升温速率达到最大值63.5％时所需的时间。t参数对控制的比例﹑积分﹑微分均起影响作用，t越小则比例﹑积分作用均成正比增强，而微分作用相应减弱，但整体反馈作用增强；反之，t越大则比例﹑积分作用相应减弱，而微分作用相应增强，其设置对控制效果影响很大。如果t≤1系统的微分作用被取消。4)控制方式CtrL：(请不要把该参数设置为别的数值，可能会导致该系统无法工作)CtrL=2启动自整定参数功能，自整定结束后会自动设置为3。CtrL=3采用先进的AI智能调节算法，自整定结束后，仪表自动进入该设置，该设置下不允许从面板启动自整定功能，以防止误操作重复启动自整定。5)最大输出限流OPL：设置了分段限流功能时（200℃以下）的最大输出。6)最大输出限流OPH：没有设置分段限流功能时的最大输出。、7)参数锁禁LOC：高温炉的内部功能参数锁，一般无需客户改动。（请不要把该参数设置为别的数值，可能会导致该系统无法工作）八、控温程序的设定控温程序的设定是用户对自身烧结材料工艺条件的选择，正确的设置控温程序是成功烧结材料的前提。1.控温程序设置如下图示：①在基本状态下按键1秒，仪表就进入控温程序设置状态，仪表首先显示的是当前运行段起始给定值，可按三键修改数据。合肥科晶材料技术有限公司8②按键1秒将依次显示下一个要设置的程序值（当前段运行时间）,每段控温按Ct的方式依次排列，即该段的起始温度该段运行时间目标值，该段目标值是下一段的起始温度。（按三键修改数据）③按键约2秒，可返回设置上一参数。④先按键再按键可退出控温程序设置状态。如果没有任何按键操作，约30秒钟后仪表会自动退出参数设置状态。2.程序设置举例：用键盘输入如下温度程序曲线：仪表采用CTC的形式来输入温度曲线，用各种提示符来提示应输入的数据，曲线形状由折点处的坐标来确定。（升降温速率10℃）在输入数据之前请按下列顺序和格式填写数据表：合肥科晶材料技术有限公司9用四键，将上述数据依次输入，即完成程序曲线设置。注意：运行曲线结束一定要设置结束语“tX－121”！！！并注意程序要有连续性。在运行控制过程中可进行控温程序的修改，以后按修改后的控温程序曲线控制运行。操作不熟练的客户不建议在运行控制过程中修改控温程序，有可能由于修改而导致温差过大，造成过流。如需要更改控温程序可先停止程序运行再修改控温程序。九、控温程序的运行投入自动控制如下图示：1.若仪表原来只处于基本状态(程序处于停止状态，下显示器SV交替显示‘Stop’)，按键1秒，进入运行程序段状态（PV‘STEP’﹑SV‘xx’段）用户可以自己选择从第几段开始，通常程序运行段号‘STEP’随着程序的执行自动增加或跳转，无需人为干涉。有时因特殊因素，在程序运行中有时希望从程序的某一段开始，或直接跳到某一段执行程序，可通过修改‘STEP’值来实现。再按键+键返回基本状态。2.按键约2秒钟（下显示器SV显示‘run’）仪表投入自动控制状态。合肥科晶材料技术有限公司10十、控温程序的暂停暂停控制如下图所示：在程序运行状态中按键约2秒钟，仪表下显示器SV交替显示‘HoLd’符号则仪表进入暂停状态，暂停时仪表仍执行控制，并将温度控制在暂停时的给定值上，但控温时间停止增加。在暂停状态下按键2秒钟仪表下显示器SV显示‘run’符号，则仪表又重新运行。十一、控温程序的停止停止控制如下图所示：在程序处于运行或暂停状态下，按键约2秒钟，仪表下显示器SV将显示‘Stop’的符号，此时结束程序控制，仪表处与停止状态的基本状态，同时参数“STEP”被修改为“1”此时PV显示炉温“xxxx℃”，SV显示“Stop”。合肥科晶材料技术有限公司11十二、M5、P、t控制参数的调节M5、P、t控制参数设置的正确与否直接关系到高温炉的控温精度，该设备出厂时已进行严格的高温预烧测试（速率5℃/min），并已依据该炉的性能对控制参数M5、P、t予以确定，一般无需改动，基本可满足95％以上的客户要求，但由于各地域炉体环境及各客户的生产工艺要求不同，可能正确地操作而无法获得稳定的控制，这时可启动仪表的自整定功能来协助确定M5、P、t控制参数。系统在不同的温度下整定出的参数值不完全相同，执行自整定功能前，炉温应在最常用，或最关心的温度值的80%处，仪表处于运行状态下，将仪表的控制方式参数‘CtrL’设置为2，再按键+键切换到运行状态，此时仪表将闪动显示“AT”字样，表明仪表已进入自整定状态。自整定时仪表执行位式调节控制炉体，（硅钼棒做加热元件的炉体在400℃以前不易启动自整定）经2—3次振荡后，仪表自动分析高温炉的温度控制周期﹑幅度﹑波型及该温度段的保温系数，自动计算出M5、P、t的控制参数。若要提前放弃，可按键约2秒钟使仪表停止闪动显示“AT”字样即可。视不同温区，自整定时间长短不一，自整定结束后会自动将参数‘CtrL’设置为3。如果今后还要启动自整定可将控制方式CtrL设置为2后重新启动。仪表的自整定功能整定出的参数准确度较高，但由于各加热元件的特殊电气特性（电阻率随着温度的升高或时间的推移而改变），及各温度段升温速率的差异，自整定的参数可能并不是最佳值，如果正确地操作自整定还无法获得稳定的控制，可适当人工修改M5、P、t的控制参数。人工修改时，注意观察系统响应曲线，如果：①短周期（与自整定或位式调节时振荡周期相当或略长）振荡;可减小P（优先），加大M5及t②长周期（数倍于位式调节时的振荡周期）振荡;可加大M5（优先），加大P，t③无震荡而静差太大;可减小M5（优先），加大P④最后能稳定控制但时间太长;可减小t（优先），加大P，减小M5调试时可用逐试法，既将M5、P、t参数之一增加或减少30％—50％，如果控制效果变好，则继续增加或减少该参数，否则往反方向调整，直到获得合格的调节质量为止。一般先修改M5，如果无法满足要求再依次修改P、t参数，直到满足要求为止。合肥科晶材料技术有限公司12十三、加热元件的更换加热元件在使用过程中如遇损坏需更换时的更换方法1.GSL-1600X/1400X高温管式炉，以硅钼棒加热元件为例如图示:硅碳棒的更换除夹具略有不同，安装方式基本一样，个别元件由于某中原因损坏需更换时，要根据当时其它元件阻值的增长情况，选补阻值适宜的元件，或整体更换。合肥科晶材料技术有限公司132.GSL-1300X高温管式炉加热元件的更换，如图示：3.OTF-1200X高温管式炉加热元件损坏需整体更换炉内胆。合肥科晶材料技术有限公司14十四、炉膛剖面图合肥科晶材料技术有限公司15十五、真空管式高温炉温区分布图（仅供参考）合肥科晶材料技术有限公司16十六、维护注意事项1.炉子首次使用或长时间不用后，要在120℃左右烘烤1小时，在300℃左右烘烤2小时后使用，以免造成炉膛开裂。炉温尽量不要超过额定温度，以免损坏加热元件及炉衬。禁止向炉膛内直接灌注各种液体及溶解金属，保持炉内的清洁。2.炉膛若采用刚玉炉管，依据刚玉材料的物理性质，各温区的升﹑降温速率不宜过