專利名稱：一種可控氣體滲氮設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及氣體滲氮處理中使用的裝置，是一種可控氣體滲氮設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前氮?jiǎng)轀y(cè)定采用的方法有以下幾種1)通過測(cè)定爐內(nèi)氫氣的含量來確定氮?jiǎng)?，如熱?dǎo)式H2分析法，最近德國(guó)發(fā)明了利用HydroNit探頭(又稱氫探頭)直接測(cè)量爐內(nèi)氫分壓，這兩種方法所用儀器的價(jià)格昂貴。2)通過測(cè)定爐內(nèi)氧含量來確定氮?jiǎng)?，如用氧探頭法，該方法尚處于研究中。3)采用特殊的合金材料制成箔片，以滲氮時(shí)達(dá)到平衡時(shí)的增重來確定氮?jiǎng)荩?)氨分解率法，該方法將在下面作詳細(xì)介紹。其中前兩種方法可實(shí)現(xiàn)氮?jiǎng)莸目刂?，而后兩種方法得到的是水位的高度和箔片的增重，需人工讀取，尚未用于氮?jiǎng)莸目刂啤０狈纸饴蕼y(cè)定儀的原理傳統(tǒng)氨分解率測(cè)定儀的原理如下取100份氮化爐排出的廢氣，在保持密封的條件下向此容器中注入水，因氨全部溶解于水，因此，容器中水占的分?jǐn)?shù)是廢氣中所含氨的分?jǐn)?shù)，而容器中剩下的空間是H2+N2所占的分?jǐn)?shù)，其和與總?cè)莘e之比就是氨的分解率。該儀器價(jià)格便宜、使用方便，在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，但存在以下問題1)需人工操作，每隔一定時(shí)間操作一次，無法自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量；2)無法自動(dòng)記錄；3)無法對(duì)氨分解率，也即氣氛的氮?jiǎng)葸M(jìn)行控制。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種在氣體滲氮處理中使用的可控氣體滲氮設(shè)備，通過對(duì)NH3分解率進(jìn)行自動(dòng)測(cè)定，由此對(duì)氣體滲氮的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。克服原有氮?jiǎng)轀y(cè)定采用方法中熱導(dǎo)式H2分析法、HydroNit探頭法和氧探頭法價(jià)格昂貴，以及箔片稱重法、氨分解率法需人工讀取，無法用于氮?jiǎng)菘刂频膯栴}。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下包括氨氣供給系統(tǒng)，滲氮爐，氮?jiǎng)轀y(cè)定儀，檢測(cè)電路；氨氣供給系統(tǒng)分別接滲氮爐和經(jīng)電動(dòng)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)器接檢測(cè)電路中的微機(jī)，滲氮爐分別與U型管、氮?jiǎng)轀y(cè)定儀、熱電偶接檢測(cè)電路中的微機(jī)，其特征在于所說的氮?jiǎng)轀y(cè)定儀為氨分解率自動(dòng)測(cè)定儀，它包括裝有水溶液的容器，水溶液上有浮標(biāo)，容器上方分別連接裝有第一電磁閥的進(jìn)氣管和裝有第二電磁閥的進(jìn)水管，容器下方裝有第三電磁閥的出水、氣管，在容器的一側(cè)設(shè)置發(fā)光源，另一側(cè)設(shè)置由螺桿帶動(dòng)作上下移動(dòng)的接收器，螺桿上裝有電機(jī)。
本實(shí)用新型的關(guān)鍵在于利用一種可對(duì)氨分解率進(jìn)行自動(dòng)測(cè)定的儀器，將所測(cè)定的量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，一方面實(shí)現(xiàn)氨分解率的記錄、一方面用該信號(hào)與預(yù)設(shè)的氮?jiǎng)?氮?jiǎng)菖c氨分解率之間存在定量的關(guān)系)相比較，通過反饋回路，對(duì)氨的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氮分解率(氮?jiǎng)?的控制。
本實(shí)用新型具有的有益效果是本實(shí)用新型克服原有氮?jiǎng)轀y(cè)定采用方法中熱導(dǎo)式H2分析法、HydroNit探頭法和氧探頭法價(jià)格昂貴，以及箔片稱重法、氨分解率法需人工讀取，無法用于氮?jiǎng)菘刂频膯栴}。所用的氮?jiǎng)葑詣?dòng)控制系統(tǒng)成本低，可靠性好，直觀。同時(shí)由于測(cè)定和顯示、用于氮?jiǎng)菘刂频臄?shù)據(jù)為氨分解率，與技術(shù)人員所熟悉的滲氮工藝參數(shù)相同，因此容易被技術(shù)人員接受。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是氨分解率自動(dòng)測(cè)定儀結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括氨氣供給系統(tǒng)，滲氮爐，氮?jiǎng)轀y(cè)定儀，檢測(cè)電路；氨氣供給系統(tǒng)分別接滲氮爐和經(jīng)電動(dòng)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)器接檢測(cè)電路中的微機(jī)，滲氮爐分別與U型管、氮?jiǎng)轀y(cè)定儀、熱電偶接檢測(cè)電路中的微機(jī)。所說的氮?jiǎng)轀y(cè)定儀為氨分解率自動(dòng)測(cè)定儀7，它包括裝有水溶液7.3的容器7.1，水溶液7.3上有浮標(biāo)7.2，容器7.1上方分別連接裝有第一電磁閥11的進(jìn)氣管和裝有第二電磁閥12的進(jìn)水管，容器7.1下方裝有第三電磁閥14的出水、氣管，在容器7.1的一側(cè)設(shè)置發(fā)光源7.4，另一側(cè)設(shè)置由螺桿7.6帶動(dòng)作上下移動(dòng)的接收器7.7，螺桿7.6上裝有電機(jī)7.5。
可控氣體滲氮設(shè)備如圖1、圖2所示，液氨瓶1中的氨氣經(jīng)過減壓閥2進(jìn)入裝有壓力表4的干燥箱3除去水份后通過氣體流量計(jì)5和電動(dòng)閥6進(jìn)入滲氮爐8。設(shè)置兩個(gè)液氨瓶1是為了調(diào)換液氨時(shí)保持氨氣不間斷；設(shè)置兩組氨氣進(jìn)氣管路是使氨進(jìn)氣量的調(diào)整更平緩。氨氣在爐中分解，對(duì)爐內(nèi)零件滲氮，分解氣一部分與U型管9相聯(lián)以測(cè)定爐壓；一部分通入冒泡瓶10吸收氨氣后排入大氣，也可點(diǎn)火燃燒；還有一部分與氨分解率自動(dòng)測(cè)定儀7連接，由微機(jī)控制每10分鐘測(cè)定一次氨分解率，并顯示測(cè)定結(jié)果。具體步驟如下首先打開進(jìn)氣的電磁閥11和進(jìn)水的電磁閥14，出水出氣的電磁閥12閉合；延時(shí)30秒后閉合進(jìn)氣的電磁閥11、進(jìn)水的電磁閥14，同時(shí)打開出水出氣的電磁閥12，水由進(jìn)水管進(jìn)入，延時(shí)10秒后，氨分解率自動(dòng)測(cè)定儀7自動(dòng)測(cè)定水位高度；用電機(jī)7.5驅(qū)動(dòng)螺桿7.6使接收器7.7作上下移動(dòng)，當(dāng)接收器7.7處于黑色浮標(biāo)7.2處時(shí)，光線被阻擋，得到脈沖電信號(hào)。將水位高度信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，傳給微機(jī)18，并用發(fā)光管19等顯示氨分解率的結(jié)果。同時(shí)可由微機(jī)18將氨分解率與給定的氨分解率進(jìn)行比較，也可由微機(jī)18將氨分解率轉(zhuǎn)換成氮?jiǎng)?，并與給定的氮?jiǎng)葜颠M(jìn)行比較，其偏差值為調(diào)節(jié)量，然后經(jīng)過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換后向電動(dòng)閥調(diào)節(jié)器13提供電信號(hào)來直接控制電動(dòng)閥6的閥位大小，從而自動(dòng)改變進(jìn)入滲氮爐內(nèi)的氨流量，使?fàn)t內(nèi)氨分解率及氮?jiǎng)荼３衷诮o定的值，實(shí)現(xiàn)氮?jiǎng)莸淖詣?dòng)控制。出水、出氣管可放空，也可與冒泡瓶相連。滲氮爐溫度由熱電偶15、微機(jī)18、電源16控制；微機(jī)18除控制氮?jiǎng)莺蜖t溫外，還對(duì)工藝過程的時(shí)間和速率(升溫、保溫、多段滲氮等)進(jìn)行控制；滲氮工藝參數(shù)設(shè)定由鍵盤17輸入、結(jié)果由顯示器19和打印機(jī)21輸出、超溫、斷偶、氮?jiǎng)莩迗?bào)警由聲光報(bào)警器20實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種可控氣體滲氮設(shè)備，包括氨氣供給系統(tǒng)，滲氮爐，氮?jiǎng)轀y(cè)定儀，檢測(cè)電路；氨氣供給系統(tǒng)分別接滲氮爐和經(jīng)電動(dòng)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)器接檢測(cè)電路中的微機(jī)，滲氮爐分別與U型管、氮?jiǎng)轀y(cè)定儀、熱電偶接檢測(cè)電路中的微機(jī)，其特征在于所說的氮?jiǎng)轀y(cè)定儀為氨分解率自動(dòng)測(cè)定儀(7)，它包括裝有水溶液(7.3)的容器(7.1)，水溶液(7.3)上有浮標(biāo)(7.2)，容器(7.1)上方分別連接裝有第一電磁閥(11)的進(jìn)氣管和裝有第二電磁閥(12)的進(jìn)水管，容器(7.1)下方裝有第三電磁閥(14)的出水、氣管，在容器(7.1)的一側(cè)設(shè)置發(fā)光源(7.4)，另一側(cè)設(shè)置由螺桿(7.6)帶動(dòng)作上下移動(dòng)的接收器(7.7)，螺桿(7.6)上裝有電機(jī)(7.5)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可控氣體滲氮設(shè)備，包括氨氣供給系統(tǒng)分別接滲氮爐和經(jīng)電動(dòng)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)器接檢測(cè)電路中的微機(jī)，滲氮爐分別與U型管、氨分解率自動(dòng)測(cè)定儀、熱電偶接檢測(cè)電路中的微機(jī)。采用將氨分解率自動(dòng)測(cè)定儀的水位轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過微機(jī)對(duì)電信號(hào)進(jìn)行測(cè)定、記錄，并將該信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)入對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氮分解率(氮?jiǎng)?的控制。
文檔編號(hào)C23C8/24GK2601258SQ0322842
公開日2004年1月28日 申請(qǐng)日期2003年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月23日
發(fā)明者凌國(guó)平 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)