玻璃纤维制造中温度控制系统的三种方案
迈肯思科技
发布时间:2019-11-26
 

摘要:玻璃纤维广泛的应用在居民生活、工业和军事中,制造玻璃纤维需要将玻璃高温熔化,融化的温度需要控制在某一数值。文章主要介绍玻纤制造中温控系统的三种控制方案,针对每一种方案的原理和组成进行介绍,并分析各种方案的优缺点。
关键词:玻璃纤维;温度控制;光敏电阻;固态继电器

0 引言
    部分废旧玻璃制品及碎片经过回收制成玻璃纤维(以下简称玻纤),玻纤是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的。熔制玻纤大约需要1200℃左右,温度过低,玻璃熔化不够,不能顺利进行拉丝,温度过高,造成能源的浪费。因此,在高温熔制玻璃的工艺中,需要设置温度控制系统。

1 温控系统概述
    玻纤制造中温度控制系统是一个简单的测控系统,系统主要包含三个部分:传感器、控制器和执行器。其控制原理如图1所示:

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    控制原理非常简单,通过传感器将温度信息传递给控制器,控制器根据系统设定通过连接电炉的继电器决定是否进行电炉加热。本文主要讨论控制系统中器件的选用及系统三种方案的优劣。

2 器件的选择
2.1 传感器的选用
    玻璃熔化温度较高,直接对熔化的玻璃接触式测量,如热电阻或热电偶,并不是一个很好的选择,其问题是成本较高,寿命较短。在高温测量中,非接触式测温,如红外测温,是当前广泛使用的技术,但是红外测温成本太高,而且本系统也不需要准确显示温度。
    因为熔化玻璃的温度与其亮度成一定比例,温度越高,亮度也越强,所以采用光敏电阻来代替传统的温度传感器进行测温就成为可能。光敏电阻的价格低廉,而且可以进行非接触测量,减少在使用环境中的干扰。因此本系统采用廉价的光敏电阻作为测温传感器。
2.2 控制系统
    熔化玻璃的温度并不需要控制得非常精确,只需要在某一个温度浮动即可,因此控制系统可采用双位控制实现,从而可以降低硬件成本,提高产品的竞争力。
2.3 执行器的选用
   传统玻纤工业中,控制电炉加热的设备主要使用接触器。控制系统需要不断地改变接触器的状态,从而实现对温度的控制。接触器的工作原理是通过磁力吸合开关,开关片在多次的通断过程中会产生机械摩擦,从而容易损坏,因此,玻纤工业中控制电炉的接触器寿命较短。固态继电器使用可控硅实现开关的无触点通断,使用寿命大大提高,而且还可以通过磁和光特性来完成输入和输出的隔离,提高可靠性,因此固态继电器是一个更好的选择。

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