高温箱式实验炉(又称箱式高温炉、马弗炉)是一种广泛应用于科研、工业及教学领域的高温加热设备,以下从多个方面进行详细介绍:
一、工作原理
高温箱式实验炉通过电阻加热或硅钼棒/硅碳棒加热元件产生热量,利用热辐射和对流方式将热量传递至炉膛内,实现高温环境。其核心原理包括:
电阻加热:电流通过电阻丝或电阻带时,根据焦耳定律(
Q=I
2
Rt
)产生热量,使加热元件发热。
硅钼棒/硅碳棒加热:适用于更高温度需求,利用材料在高温下的导电性和抗氧化性,通过电流产生电阻热,具有升温速度快、温度均匀性好的特点。
热电偶测温:炉内安装热电偶作为温度传感器,通过两种不同金属导体在温度变化时产生的热电势测量温度,并将信号传输至温度控制器。
PID温控系统:温度控制器接收热电偶信号,与设定温度比较后,自动调节加热元件功率,实现温度的精确控制(通常±1℃)。
二、结构特点
炉体设计:
外壳:采用不锈钢或冷轧钢板制成,表面喷塑处理,具有耐温、耐久、耐氧化、耐酸碱特性。
炉膛:由高纯氧化铝多晶纤维、陶瓷纤维或高温砖等材料拼装而成,耐高温、导热慢、使用寿命长。
保温层:采用多层保温结构(如硅酸铝纤维板、氧化铝纤维板),减少热量散失,提高能效。
加热系统:
加热元件:根据温度需求选择电阻丝、硅碳棒或硅钼棒,分布于炉膛两侧或四周。
均匀性:通过优化加热元件布局和炉膛设计,确保温度场均匀(温差通常≤5℃)。
密封与气氛控制:
炉门密封:采用硅橡胶密封圈或侧开式结构,防止空气进入和热量散失。
气氛系统:可选配进气口和排气口,通入氮气、氩气等惰性气体或还原性气体,满足特殊实验需求。
控制系统:
智能仪表:支持PID自动调节、超温报警、段偶保护等功能。
程序控温:可设置多段升温曲线(如30段程序控制),实现复杂工艺的自动化控制。
远程监控:部分型号配备RS485通讯接口,支持计算机远程控制和数据记录。