TFT基板玻璃通道铂铑热电偶温度波动现象研究及对策.doc

TFT基板玻璃通道钳铐热电偶温度波动现象研究及对策【摘要】将TFT钳金通道钳错热电偶测量温度波动现象进 行分类：接线接触不良引起波动、测温端松动引起的波动、 补偿导线性能变坏引起波动、补偿器性能不稳或松动引起的 波动、外界干扰引起的波动指出每种波动现象的特征，分 析波动的原因并提出了解决的方法关键词】钳金通道；钳错热电偶温度波动1. 引言在TFT基板玻璃生产中，通道加热方式采用温度闭环控 制的模式，钳金通道温度的稳定与否，对基板玻璃的品质影 响很大，直接决定了如气泡、钳金颗粒、玻璃结、条纹等诸 多缺陷的数量而基板通道上热电偶的安装方式、热电偶的 结构形式是非常特殊的，采用的是裸偶直接测量，测温端头 是焊接在通道本体上，通道本体又通过很大的电流，也就是 说测量带电体的温度，这样的结构就决定了温度容易跳动， 因此正确分析温度的波动，对工艺的调整至关重要2. 硬件故障引起的波动2.1信号接线松动或接触不良引起波动通过查看DCS的温度曲线，曲线出现断点，温度值忽大 忽小的变化，这种情况就说明信号有中断，那么就检查个电 气连接处有无松动、接触不良如偶丝固定点有无松动，补 偿导线有无松动，隔离器输出到DCS得信号线有无松动。

2.2通道玻璃流量不稳引起的波动如果DCS温度曲线是连续的，但是温度却时大时小，可 以断开补偿导线，用福禄克743信号表进行温度检测，如果 温度波动且变化量不大（1-2）度，说明是通道内部的问题, 查看温度曲线，检查温度波动的时间周期，如果时间很短（秒 级），说明是测温端与钳金本体的接触不可靠，可能是玻璃 液流量不稳，引起温度有微小的波动2.3补偿导线性能变坏引起波动如果断开补偿线，用福禄克743信号表进行温度检测， 如果温度无波动，接好补偿导线，在隔离器的输入端测量， 有波动，测量补偿导线电阻值偏离正常值，说明补偿导线故 障，从而引起波动2.4补偿器性能差或隔离器性能差引起的波动排除了上述的故障，波动未消除，而且冷端温度稳定， 就需考虑补偿器和隔离器的稳定性引起的温度波动如补偿 电阻的温度特性、隔离器的热稳定性变差2. 5焊接方式的不同，接触焊点引起的波动裸偶直接测量，测温端头是焊接在通道本体上，焊接点 形式在高温下变形，位置变化、位置不稳定引起的温度波动, 这是不可避免的，在焊接时考虑热变形情况3. 交流电干扰引起的波动由于通道的热电偶是焊接在钳金通道上的，而钳金通道 的加热采用直接加热方式，电流达到几千安，电流的波动比 较大，通道周围存在比较强的电磁干扰，如果干扰措施不得 当，就容易受到干扰，温度必然会波动。

3.1交变磁场引起的端间干扰由于通道的附近有大功率的变压器、大电流铜排，会产 生较强的交变磁场，而热电偶补偿导线就近分布，从而在回 路中感应出交流电动势，形成干扰因此，仪表的输入信号 线（补偿导线）应远离干扰源，不允许将信号线、补偿导线 和动力线穿在同一金属管内或桥架内3.2热电偶焊接在带电体上引进干扰TFT通道温度测量，需要将热电偶的工作端焊接到用电 流直接加热的钳金管的表面上由于在钳金管平行于电流方 向的各点上存在电位差，从而引进了端间干扰电压3.3高温漏电产生的干扰TFT通道使用的热电偶是裸丝套瓷珠后直接引出到防水 接线盒内，在1600度高温时人体碰触到热电偶接头的金属 或热电偶丝，会有触电的感觉，测量热电偶对地之间的电压, 可达几十伏的交流电压温度愈高，测出的电压也愈高这 说明有些绝缘材料常温时是良好的绝缘体，但随着温度的升 高，其绝缘性能逐渐下降，甚至有些绝缘体在高温时会变成 导电体，用氧化铝制成的热电偶保护管具有这种性质4. 直流干扰以上所谈的都是人们熟知的交流干扰同样如果有外加 的直流电流出现在测量系统，也会影响仪表的正常工作产 生直流干扰的原因大致如下：4. 1附加热电势从热电偶的测量原理可知，凡是两种不同的金属连接在 一起，构成闭合回路且在它们的连接点处于不同温度下会产 生热电势。

如果热电偶或补偿导线的正负极接头，当温度不 一致时，就会出现附加热电势4.2化学电势凡是两种不同的金属浸入盐类、碱类或酸类的水溶液 中，在两种金属导体之间会出现电势，称为化学电势补偿 导线是由两种不同金属材料组成的°TFT通道内湿度非常大, 补偿导线就处于这样的潮湿环境中，如果它浸润了上述溶液 或其它电解液时便会产生化学电势而形成干扰5. 消除温度波动对策5. 1硬件故障引起的波动对于硬件引起的温度波动，利用测量仪器（如743或记 录仪）对温度信号从输入端开始逐步排查，紧固各连接处的 螺丝，如偶丝连接处、补偿导线连接处、DCS信号线连接处, 更换损坏的补偿导线、温度补偿器及温度信号隔离器5. 2抗干扰的措施5.2.1信号线远离干扰源电磁感应耦合是端间干扰的主要来源，仪表的输入信号 线（补偿导线）应远离干扰源在大功率的交流调功器、 电磁接触器、变压器和载有强电流的铜牌附近不应敷设补偿 导线，更不允许将信号线、补偿导线和电源线穿在同一金属 管或桥架内）5.2.2采用相互绞合信号线干扰电压的大小，除与交流磁场的强度有关外，还与磁 通穿过信号线回路的面积有关，把信号线绞合起来，能有效 地缩小回路所包围的面积。

绞合的越紧越好同时，信号线 绞合也是消除静电感应的有效措施5. 2. 3信号线采取屏蔽措施所有的补偿导线从现场到控制柜都进行屏蔽处理，为了 消除工频磁场的干扰，屏蔽管可采用厚的软铁管，这样大部 的磁通将沿磁阻很小的铁管通过，因此对信号线的影响减 弱，采用桥架时，桥架连接处必须用专用的连接线连接，保 证桥架处于良好的接地状态5.2.4对信号进行滤波 常见的滤波器有两种，即 “L”型滤波器和双“T”形滤波器要使仪表的灵敏度不致 因接入R、C滤波器而下降太多，就要求放大器具有高的输 入阻抗L”型滤波器不适用低输入阻抗放大器为了适 应低输入阻抗放大器的特点，双“T”形滤波器被广泛地使 用当输入的交流电压其频率等于谐振频率f时，滤波器的 输出电压近似等于零，此时电路达到平衡而传输系数（比值） 下降到零当输入信号的频率高于或低于这个谐振频率时， 传输系数就会增大，近似等于lo我们常见的干扰信号主要 是50Hz工频电压因此滤波器的谐振频率选定为50Hzo目 前，许多公司生产的智能隔离器具有滤波功能，而且滤波时 间软件可调，大大方便了用户，我公司在对策大电流引起的 温度波动时，采用魏德米勒品牌的温度智能变送隔离器，取 得了非常好的效果。

5.2.5正确的接地由于TFT通道热电偶的测温端是焊接于钳金管上进行温 度测量，应注意保证在测量系统中不应再有接地点（必须注 意热电偶丝引出与周围耐火砖等的绝缘），以防止不同的地 电位引入干扰；当热电偶与仪表两者距离很远时，应特别注 意此外，补偿导线屏蔽层的接地点也应正确处理5. 2. 6不正确接地方法屏蔽管、屏蔽层两端接地，则屏蔽管中将有电流流过， 在屏蔽管中形成电位梯度，通过屏蔽管与补偿导线间的分布 电容而耦合到补偿导线中去，从而形成干扰屏蔽管在测量仪表输入端接地，则使干扰电流通过补偿 导线；同时分布电容对仪表输入端起分路作用，使仪表输入 端对地阻抗降低，从而消弱了抗干扰能力6. 效果评价根据以上的对策方法，我们在TFT通道施工过程中，对 热电偶的安装工艺严格要求，需绝缘处理的就做绝缘，补偿 线和电气线进行分离，各电气连接点在通道升温、试生产过 程中进行多次的紧固，在电气加热线与热电偶比较靠近的区 域，该区域的热电偶补偿导线屏蔽层进行接地，该接地点单 独预埋，与电气的动力接地点严格区分开来，热电偶隔离器 的选型上采用带有滤波功能的隔离器，DCS对采样的数据进 行平均值处理，从而使得测量的温度值准确可靠，保证了工 艺调整的可行性及可信性。

7. 结论TFT通道温度测量方法的特殊性、通道加热大电流的不 断调整产生了很强的电磁干扰、高温高湿的环境等因素，加 大了温度的测量的难度，只有按照上述的方法进行技术处 理，才能取得可靠的测量数据实践证明：上述对策温度跳 变的措施是可行的，测量的数据是真实的参考文献[1] 刘二雄.热工仪表及自动装置技术问答[M].中国电 力出版社,2005,05.[2] 马宏忠，李东新.电工电子技术简明教程[M].水利水 电出版社,2005,8.[3] 刘常满.温度测量与仪表维修问答[M].中国计量出 版社,2001,1.作者简介：王庚（1972—）,男，陕西咸阳人，主要从事工业玻璃 窑炉仪表系统设计与开发李桂玲（1964—）,女，陕西咸阳人，主要从事工业玻 璃窑炉结构、钳金通道结构系统设计与开发张涛（1980—）,男，陕西咸阳人，主要从事工业玻璃 窑炉生产技术管理。