专利名称：无磁高温测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高温测试装置，尤其涉及一种无磁性的高温测试装置。
背景技术：
现有工业用电热烘箱、热风循环烘箱等，加热热源主要用电，极少数用燃气、燃油， 热传递介质主要为空气，少量为液态物质。其加热范围为室温 500°C，适当时可更高，而温度控制精度一般为士2% FS (FS为设定点温度)。现有烘箱主要由箱体、电热系统、自动控温系统3部分整体或一体化构成，其中， 箱体含工作室，并为电热系统、自动控温系统的固定骨架或依附装置；其外形多为立式、卧式箱型结构，部分为隧道式结构。多数情况进气口在烘箱底部，排气口在顶部，通常顶部还有一可调式排气窗，并常在其中央放置温度计，用以指示箱内温度。烘箱主要材质为薄钢板、优质结构钢板和起隔热保温作用的硅酸铝纤维3种。目前烘箱具有一定磁性，或具有较强的电磁感应。现有烘箱的工作主要通过数显仪表与温度传感器的衔接来实现控制。其工作原理大致如下通过数显仪表与温度传感器的温差，启动或关闭电机；启动时，由循环送风电机吸入空气送至加热器加热，产生的热风被送出并经由风道进入烘箱工作室，工作室使用后的空气吸入风道后成为风源，被再次循环加热、使用。如遇开、关门等引起温度值发生摆动时，送风循环系统将迅速恢复操作状态，直至达到设定温度值为止。如用其对石油测井等领域用某类测试仪器、仪表、设备或装置(以下简称“测试元件”)进行电磁性能的无干扰标定、校准或检测，则现有烘箱存在如下问题与缺点(1)进行电磁性能测试时，现有烘箱因其磁性、或电磁感应较强等原因，满足不了加热装置对测试元件无干扰的工作要求。(2)现有烘箱工作室内不同区域温差较大，满足不了测试元件对温差彡1°C的工作要求。(3)测试元件检测时，多单件进行，而测试元件又多为细长型部件(即长径比较大)，如使用现有烘箱，则能耗较大。(4)测试元件长短各异，短者不足lm，长者达3 7m，甚至更长，而结构尺寸固定、 不可变的现有烘箱，满足不了工作要求，或需通过增加资产等方可满足。 为满足上述测试元件在室温 250°C范围内，可进行电磁性能的无干扰标定、校准或检测，即工作时除测试元件自身外，其加热区及附近一定区域的相关设施应无磁性等要求，而研制发明了本无磁高温测试装置。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种无磁高温测试装置(以下可简称“无磁装置”)，以满足石油测井系统等领域用测试元件等类似特殊仪器、设备在标定、校准或检测时，对其加热装置无磁性、温度可精确控制等要求。
本发明的技术方案为本发明揭示了一种无磁高温测试装置，包括热风发生器和工作室，其中所述热风发生器由箱体(1)和置于所述箱体(1)内的加热系统、温度控制系统组成，所述箱体设有空气通道G)、上接口( 和下接口(6)，所述热风发生器产生热风并使之循环流动〒；所述工作室由上部热风循环通道(7)、热风循环过渡通道(11、25)、烘箱 (17)、热风循环通道弯管或转向管06)以及下部热风循环通道(8)组成热风流动通道，通过上部热风循环通道支撑装置(10)、所述烘箱和下部热风循环通道支撑装置00)固定在工作平台(18)上，共同构成一个整体，所述上部热风循环通道(7)和所述下部热风循环通道(8)分别与所述箱体(1)的上接口( 和下接口(6)连接后共同组成热风循环密闭通道，分别供加热后的热风流出和利用后的热风流入，热风在所述热风循环密闭通道中单向流动，所述工作室的组件相互之间紧固连接，所述热风发生器和所述烘箱(17)相隔一定的距离，组成所述工作室的组件为无磁性材料。根据本发明的无磁高温测试装置的一实施例，所述测试装置还包括测试元件支撑连接装置(15、21)以及测试元件支撑装置(14、22)，测试元件通过所述测试元件支撑连接装置(15、21)以及所述测试元件支撑装置(14、2幻连接固定后，悬空置于所述烘箱(17)内腔中，其两端通道(11、17、25)上分别有温度传感器(12、24)和测温仪(13、23)。根据本发明的无磁高温测试装置的一实施例，所述热风发生器和所述热风循环通道置于距地面有一定高度的工作平台上。根据本发明的无磁高温测试装置的一实施例，组成所述工作室的所述上部热风循环通道(7)、所述下部热风循环通道(8)、所述烘箱(17)、所述热风循环过渡通道(11、25)、 所述热风循环通道弯管或转向管(26)、所述工作平台(18)、所述支撑装置(10、14、15、20、 21,22)以及连接用的连接件，材质为特种无磁耐温型、中温型、常温型玻璃钢/复合材料、 橡胶的非金属材料。根据本发明的无磁高温测试装置的一实施例，所述热风循环密闭通道的长度为15 米以上。根据本发明的无磁高温测试装置的一实施例，所述工作室的组件相互之间通过法兰方式，用材质为玻璃钢/复合材料的螺杆、螺帽进行连接。根据本发明的无磁高温测试装置的一实施例，所述工作室内的组件相互之间采用材质为玻璃钢/复合材料的专用夹具连接。根据本发明的无磁高温测试装置的一实施例，所述上部热风循环通道(7)、热风循环过渡通道(11、25)、烘箱(17)、热风循环通道弯管或转向管06)和所述下部热风循环通道(8)的内层为耐高温型玻璃钢/复合材料，外层为常温型玻璃钢/复合材料，中间填充特种隔热保温材料。根据本发明的无磁高温测试装置的一实施例，所述热风循环密闭通道的热风压强设置为高出环境气压450Pa以上，所述无磁高温测试装置的温差设置为< 1°C。根据本发明的无磁高温测试装置的一实施例，所述箱体面板上有温度控制仪表 (2)、启动按钮(3)，所述无磁高温测试装置的整体结构为立式结构或卧式结构。本发明对比现有技术有如下的有益效果本发明的方案是在控制系统作用下，通过电加热空气等，所产生的热风经由无磁性的热风循环通道，在循环流动过程中实现对测试元件的加热。对比现有技术，本发明的无磁装置具有节能、高效、温度均勻性好、温度可进行无级调节等特点。
图1示出了本发明的无磁高温测试装置的实施例的结构图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。图1示出了本发明的无磁高温测试装置的实施例的结构。本实施例的无磁高温测试装置为非标准卧式管道型烘温装置，主要由A部分和B部分构成。A部分是热风发生器，由箱体1和置于箱体内的加热系统、温度控制系统组成。箱体1面板上有温度控制仪表2、启动按钮3，下部有空气通道4。箱体1侧面有上接口 5、下接口 6，分别供加热后的热风流出和利用后的热风流入，并与热风循环通道连接。热风发生器的功能是按技术要求产生相应温度的热风，并使之循环流动。热风发生器主要材质为薄钢板、优质结构钢板及电气元器件等，因离B部分烘箱 17有一定距离，故其磁性或电磁感应对测试元件电磁性能测试的影响可忽略。B部分又名工作室，是无磁装置的主体，由上部热风循环通道7、热风循环过渡通道11、25、烘箱17、热风循环通道弯管或转向管沈、下部热风循环通道8组成热风流动通道， 通过上部热风循环通道支撑装置10、烘箱和下部热风循环通道支撑装置20固定在工作平台18上，共同构成一个整体。右侧的上部热风循环通道7、下部热风循环通道8分别与A部分的上接口 5、下接口 6连接后共同组成热风循环密闭通道。相互间用螺帽、螺杆通过法兰 9、19紧固连接。热风循环密闭通道的组成包括箱体1内的加热系统、风道一上接口 5—上部热风循环通道7 —热风循环过渡通道11 —烘箱17 —热风循环过渡通道25 —热风循环通道弯管或转向管26 —下部热风循环通道8 —下接口 6 —进入箱体1内的风道、加热系统。即工作时热风在此密闭通道内单向循环流动。测试元件16通过测试元件支撑连接装置15、21及测试元件左、右侧支撑装置14、 22连接固定后，悬空置于烘箱17内腔中，其两端通道上11、17、25分别有温度传感器12、 24、测温仪13、23。B部分的主要功能是在室温 250°C范围内，为测试元件提供电磁性能无干扰标定、校准或检测的工作环境。主要材质为特种无磁耐温型、中温型、常温型玻璃钢/复合材料、橡胶等非金属材料，以及少量的特种无磁金属材料，整体无磁性。本实施例的无磁高温测试装置的工作原理如下按技术要求、无磁装置操作规程对温度控制仪表2进行设定，并开启启动按钮3，然后热风发生器箱体1内的温度控制系统通过对温度控制仪表2和温度传感器12、24的信号进行比较，再根据比较得出的温差通过信号控制箱体1内加热系统的开启与关闭。整个工作过程中，在密闭通道内不断单向循环流动的热风进而实现对测试元件的均勻加热。工作过程中，如热风压力低于技术要求值，则信号将控制箱体1内加热系统的吸气功能，通过空气通道4吸入空气，经由风道送至加热系统进行加热后进入密闭通道，即通过补气方式以确保热风压力满足技术要求。如热风压力超过技术要求时，排气方式与吸气方式相反，直至满足技术要求时为止。本无磁装置具有能耗低、加热快、温度均勻、工作效率高等特点。操作员操作本实施例的无磁高温测试装置的过程如下第一，无磁装置按使用说明安装后，应通风检查整个热风循环通道的密封性能，直至不漏气为止，方可进行测试元件放置工作。第二，开启烘箱，按操作规程、技术要求放置测试元件，然后密封紧固烘箱，通风检查密封性能；合格后，对温度控制仪表2进行设定，然后开启启动按钮3，对测试元件进行加热，并按技术要求进行电磁性能测试。第三，电磁性能测试时，应先取下并妥善放置温度传感器12、24、测温仪13、23，然后用配套无磁装置塞入相应孔中，再进行电磁性能测试。测试完毕，应将温度传感器、测温仪放回。第四，工作完毕，按操作规程关闭启动按钮3，待自冷至60°C以下，方可按操作规程开启烘箱、取出测试元件，然后将烘箱恢复至初始状态，备下次使用。实际需要时，可通过吸入空气加快冷却。本实施例的无磁高温测试装置的技术要求如下(1)测试元件加热区及其附近一定范围内的所有材质，应满足电磁性能测试时的无干扰要求，即无磁性。(2)在室温 250°C范围内，可对长度彡12m的测试元件进行无级调节测试，其温度调节精度为0. 1°C，且热风发生器的运行噪声< 60dB。(3)热风循环通道内壁可长期耐温观01，其材质、结构需隔热性能好，且正常工作时，外壁温度彡50°C。(4)测试元件放置处的烘箱及其附属部件，应能承重4000kg。(5)保温时，热风循环通道内不同点的温差彡1°C。(6)整体结构，尤其是测试元件工作区的烘箱，应便于拆卸，以利测试元件放置。本实施例的无磁高温测试装置与传统的烘箱相比，具有以下的一些不同点。(1)整体结构不同现有烘箱的加热系统、自动控温系统及工作室共同置于箱体内，即三位一体化。而无磁装置的烘箱17与含加热系统、温度控制系统的热风发生器箱体 1分开，且相距数米以上；此外，烘箱局部可承受4000kgf以上的压力。(2)放置方式与场地要求不同现有烘箱通常置于水平地面上，地面可为钢筋混凝土等结构。而无磁装置的热风发生器、热风循环通道等先置于距地面有一定高度的工作平台上，再放置在水平地面上，并可根据需要对工作平台进行高度调整；另外，放置地面一定面积和深度上，均应无磁性。(3)热风发生器不同现有烘箱的热风发生器通常依附并置于箱体底部，风道有长有短。而无磁装置的热风发生器单独存在，风道较短，且实际运行噪声< 45dB。(4)温度控制精度不同现有烘箱温度控制精度一般为士2% FS(FS为设定点温度)。而无磁装置温度控制系统精度为士0.2% FS，提高一个数量级，并可进行无级调节。(5)工作部分材质不同现有烘箱主要材质为薄钢板、优质结构钢板和起隔热保温作用的硅酸铝纤维3种，整体具有一定磁性或较强的电磁感应。而无磁装置B部分的上部热风循环通道7与下部热风循环通道8、烘箱17、热风循环过渡通道11、25、热风循环通道弯管或转向管26、工作平台18、支撑装置10、14、15、20、21、22及连接用的螺杆、螺帽等部件，材质为特种无磁耐温型、中温型、常温型玻璃钢/复合材料、橡胶等非金属材料，且整体无磁性，即满足电磁性能测试时的无干扰工作要求。(6)热风通道结构及长短不同现有烘箱的热风通道长度一般为0. 5 3m，一端在加热系统处，另一端止于箱体工作室内壁上，没形成密闭系统，即呈敞开式。而无磁装置的热风循环密闭通道通常长达15 40m，甚至更长，且封闭。(7)热风循环通道连接方式不同现有烘箱不同部件间通常通过金属螺栓、螺帽、 铆钉等方式进行固定、连接。而无磁装置工作部分的热风循环通道，通过法兰方式，用材质为玻璃钢/复合材料的螺杆、螺帽进行连接。(8)热风循环方式不同现有烘箱的热风通过多路通道进入工作室，对流后少量排出工作室，多数通过通道被再吸入送至加热器上再利用。而无磁装置的热风被强制在密闭通道内单向、快速流动，极少量因气压调节而被排出通道。(9)热风循环通道材质与防热性能不同现有烘箱箱体内外两层为薄钢板、优质结构钢板，中间填充硅酸铝纤维，因金属导热性能好，只余硅酸铝纤维起隔热保温作用，因而外层温度较高，热辐射较强，即热损失较大。而无磁装置热风循环通道内层为耐高温型玻璃钢/复合材料，外层为常温型玻璃钢/复合材料，本身隔热、保温性好，再加中间填充的特种隔热保温材料，进而使其外表温度比现有烘箱更低，热损失更小。(10)能耗不同工作时无磁装置热风循环通道外表温度一般约45°C，比现有烘箱低15°C以上；且烘箱内利用空间与剩余空间之比值> 0.6，远高于利用现有烘箱加热时的 0. 05 0. 15比值，表明其热能利用效率高，即总体能耗比现有烘箱低。(11)工作气压不同现有烘箱工作室内的热风压强等于或略高于环境气压。而无磁装置密闭通道内的热风压强高出环境气压450Pa以上。(12)工作区型腔不同现有烘箱工作室多为方形，有时为隧道形，特殊时为圆形， 截面尺寸较大，长度较为固定。而无磁装置烘箱型腔较�。辔残危ざ韧ǔＪ祝酥� IOm以上，且可调；并可在其它装置、部件不变动情况下，根据测试元件进行设计、调整或更换，如可为椭圆形、方形乃至多种形状的组合形等。(13)工作区温度均勻性不同保温时，现有烘箱工作室内不同点的温差一般为 3 8°C，较大烘箱可达5 12°C。而无磁装置温差可控制在1°C内。(14)被加热件温度均勻性不同加热时，在现有烘箱中因测试元件等被加热件或平放在工作室底部、或斜靠或竖放在工作室内壁上，因空气对流方式、离热风出气口距离差异等原因，易造成加热件不同部位受热不均，即温度均勻性较差。而无磁装置中加热件通常被悬空居中放置在烘箱内腔，因气流循环速度较快等，故其受热均勻，即温度均勻性较好。此外，相对于本实施例，无磁高温测试装置会有一些变化的形式，如下所述(1)无磁装置整体结构方面本实施例为卧式，也可为立式或其它结构形式，还可通过结构调整等以改变其外形。(2)无磁装置放置方面通过工作平台整套装置放置在地面上，也可整体、局部安放在无磁导轨、滚轮及其它装置上；其外形、高低等可根据实际需要进行设计和调整。此外， 工作平台可整体，也可由若干件组成，并可分开放置。(3)无磁装置工作温度方面本实施例工作温度范围为室温 250°C，还可根据实
7际需要，通过材质改进等，将其工作温度范围调整至室温 500°C。(4)无磁装置用途方面主要用于测试元件电磁性能的无干扰检测、标定或校准， 也可用作干燥、热处理、保温等。(5)无磁装置上下通道方面可在工作平台相应位置，增加方便操作人员上下的通道，如楼梯、台阶等；可固定在工作平台上，也可不固定；适用时也可有扶手、栏杆等保护
直ο(6)加热控制系统方面为便于记录、操作等，可通过增加软件、设施等使其智能化、自动化；除目前的无级调节外，还可为若干定点调节。(7)工作状态与报警显示方面可在热风发生器顶部相应位置增加有关装置，显示目前工作状态，并可报警等。(8)空气通道方面本实施例的空气通道在热风发生器箱体面板下部，也可设置在箱体其它部位。(9)无磁部件材质方面本实施例为特种玻璃钢/复合材料、橡胶等，还可根据需要改为塑料、纤维增强无机材料、无机非金属材料、无磁金属材料及其相应组合等；所有无磁部件材质可相同，也可不相同。(10)热风循环密闭通道外形方面本实施例整体呈“D”形，也可呈“回形针”形、或其它形状。(11)热风循环密闭通道放置方面本实施例呈卧式方式放置在工作平台上，也可以立式、水平方式、或其它方式放置。(12)热风循环通道结构本实施例为夹层结构，也可为梯度功能过渡等非夹层结构，但应满足耐高温、隔热、节能、降噪、局部可承载测试元件等基本要求。(13)热风循环通道连接方面本实施例通过法兰用螺杆、螺帽连接，还可用专用夹具等进行连接。(14)烘箱方面在无磁装置其它部件不变情况下，根据测试元件需要，烘箱长度可增加、减少，也可部分、整体进行更换、组合；适用时，热风循环通道也可做相应调整。(15)烘箱结构方面本实施例为对称哈夫结构，也可为非对称结构、整体结构，并可在相应位置设置吊装、搬运装置。(16)烘箱及热风循环通道截面形状方面本实施例为圆形，也可为方形、椭圆形等，截面形状可一致，也可不一致。(17)烘箱放置方面本实施例通过支撑部件放置在工作平台上，也可通过带滚轮的支撑部件放置在工作平台的导轨上；也可不用工作平台，而直接放在相应装置上。(18)热风循环通道放置方面本实施例通过相应支撑部件放置在工作平台上，也可通过改进工作平台，而直接将其放置在工作平台上；也可不用工作平台，而直接放在相应
1 ο(19)测试元件支撑件方面测试元件通过相应部件、配套带孔支撑件悬空放置在烘箱内，相应部件、配套带孔支撑件材质本实施例为玻璃钢/复合材料，也可为上述(9)中的材质。(20)工作平台操作人员保护方面根据实际情况等，可安装扶手、保护栏杆等保护装置。也可不设保护栏杆等。
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(21)热风工作压力方面本实施例热风工作压力为450Pa，也可根据实际情况在 200 900Pa范围内调整。(22)热风通道外表温度方面工作时，本实施例热风循环通道、烘箱外表温度为 45 0C左右，通过技术改进等可降至更低。(23)测试元件观察方面工作时，本实施例不能随时观看测试元件相应状况，通过在烘箱相应位置开设观察窗等方式，可随时观看测试元件相应情况。(24)温度传感器方面本实施例中为钼铑热电偶，也可为非金属、无磁性类温度传感器。(25)测温仪方面本实施例为温度计，也可为无磁性类测温仪。(26)温度传感器、测温仪位置与数量方面本实施例为各2处，主要放置在测试元件两端，也可根据需要，设置在烘箱、热风循环通道相应位置处，以便工作，且数量可调整。(27)无磁装置外观颜色方面可为各部件本色，也可根据设计和需要进行着色， 颜色可相同，也可不相同，还可以有图案。上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
权利要求
1.一种无磁高温测试装置，其特征在于包括热风发生器和工作室，其中所述热风发生器由箱体(1)和置于所述箱体(1)内的加热系统、温度控制系统组成，所述箱体(1)设有空气通道G)、上接口( 和下接口(6)，所述热风发生器产生热风并使之循环流动；所述工作室由上部热风循环通道(7)、热风循环过渡通道(11、25)、烘箱(17)、热风循环通道弯管或转向管06)以及下部热风循环通道(8)组成热风流动通道，通过上部热风循环通道支撑装置(10)、所述烘箱和下部热风循环通道支撑装置00)固定在工作平台(18)上，共同构成一个整体，所述上部热风循环通道(7)和所述下部热风循环通道(8)分别与所述箱体(1) 的上接口(5)和下接口(6)连接后共同组成热风循环密闭通道，分别供加热后的热风流出和利用后的热风流入，热风在所述热风循环密闭通道中单向流动，所述工作室的组件相互之间紧固连接，所述热风发生器和所述烘箱(17)相隔一定的距离，组成所述工作室的组件为无磁性材料。
2.根据权利要求1所述的无磁高温测试装置，其特征在于所述测试装置还包括测试元件支撑连接装置(15、21)以及测试元件支撑装置(14、22)，测试元件通过所述测试元件支撑连接装置(15、21)以及所述测试元件支撑装置(14、2幻连接固定后，悬空置于所述烘箱(17)内腔中，其两端通道(11、17、25)上分别有温度传感器(12、24)和测温仪(13、23)。
3.根据权利要求1所述的无磁高温测试装置，其特征在于所述热风发生器和所述热风循环通道置于距地面有一定高度的工作平台上。
4.根据权利要求1所述的无磁高温测试装置，其特征在于组成所述工作室的所述上部热风循环通道(7)、所述下部热风循环通道(8)、所述烘箱(17)、所述热风循环过渡通道 (11、25)、所述热风循环通道弯管或转向管(沈)、所述工作平台(18)、所述支撑装置(10、 14、15、20、21、22)以及连接用的连接件，材质为特种无磁耐温型、中温型、常温型玻璃钢/ 复合材料、橡胶的非金属材料。
5.根据权利要求1所述的无磁高温测试装置，其特征在于所述热风循环密闭通道的长度为15米以上。
6.根据权利要求1所述的无磁高温测试装置，其特征在于所述工作室的组件相互之间通过法兰方式，用材质为玻璃钢/复合材料的螺杆、螺帽进行连接。
7.根据权利要求1所述的无磁高温测试装置，其特征在于所述工作室内的组件相互之间采用材质为玻璃钢/复合材料的专用夹具连接。
8.根据权利要求1所述的无磁高温测试装置，其特征在于所述上部热风循环通道 (7)、所述热风循环过渡通道(11、25)、所述烘箱(17)、所述热风循环通道弯管或转向管 (26)和所述下部热风循环通道(8)的内层为耐高温型玻璃钢/复合材料，外层为常温型玻璃钢/复合材料，中间填充特种隔热保温材料。
9.根据权利要求1所述的无磁高温测试装置，其特征在于所述热风循环密闭通道的热风压强设置为高出环境气压450Pa以上，所述无磁高温测试装置的温差设置为< 1°C。
10.根据权利要求1所述的无磁高温测试装置，其特征在于所述箱体(1)面板上有温度控制仪表O)、启动按钮(3)，所述无磁高温测试装置的整体结构为立式结构或卧式结构。
全文摘要
本发明公开了无磁高温测试装置，加热装置无磁性、温度可精确控制。其技术方案为包括热风发生器和工作室，其中热风发生器由箱体、加热系统、温度控制系统组成，箱体设有温度控制仪表、启动按钮、空气通道、上、下接口；工作室由上部、下部热风循环通道、热风循环过渡通道、烘箱、热风循环通道弯管或转向管组成，通过上部、下部热风循环通道、烘箱支撑装置固定在工作平台上，共同构成一个整体，上部、下部热风循环通道分别与上、下接口连接后共同组成热风循环密闭通道，分别供加热后的热风流出和利用后的热风流入，热风在热风循环密闭通道中单向流动，工作室的组件相互之间紧固连接，热风发生器和烘箱相隔一定的距离，组成工作室的组件为无磁性材料。
文档编号G01R31/00GK102385010SQ201110235109
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日
发明者付正军, 唐建, 张建川, 徐少钧, 杨锦舟, 薛四十子 申请人:建宇(上海)石油科技有限公司
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