【正文】 集和管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控。合格產(chǎn)品主要是指電熱膜元件在通水的情況下能夠承受 380V 電壓 10min；不合格產(chǎn)品主要是指在通水、通電（電壓為 380V）時(shí)元件的膜被燒斷或玻璃管燒炸的情況。三路輸入信號(hào)的采樣值，經(jīng)中值數(shù)字濾波后，按式（ ）求得被測(cè)元件的阻值， 然后按試（ ）式轉(zhuǎn)換成功率值，送去顯示和打印。 （ 2） 測(cè)量 原理與方法 由于電熱膜元件為電阻元件，我們采用相對(duì)測(cè)量法，測(cè)量電熱膜元件的阻值R，然后按 P=V2/R 求得其功率，測(cè)試儀的前置通道原理圖如下圖 221 所示。東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)線制備組成部分設(shè)計(jì)及工作原理 23 圖 220 報(bào)警部分控制線路 電熱膜檢玻璃管功率測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （ 1） 主要技術(shù)指標(biāo)與功能 測(cè)量范圍： 220W~~2400W（可調(diào)整） 測(cè)量準(zhǔn)確度：正負(fù) 1W 工 作方式：連續(xù)工作方式 生產(chǎn)率： 1600 只 /班產(chǎn) 顯示功能： 8位 LED 數(shù)碼管可顯示測(cè)量序號(hào)、功率值、檔數(shù)等。 第二組檢測(cè)控制線 路 第一組電熱膜元件檢測(cè)結(jié)束后，第二組檢測(cè)控制線路自動(dòng)工作，其控制原理同第一組，控制線路從略。自動(dòng)通水?dāng)?shù)顯時(shí)間繼電器控制線路：按工藝要求，要模擬電熱膜元件實(shí)際工作狀態(tài)時(shí)檢測(cè)其絕緣電阻是否符合規(guī)定要求。整個(gè)系統(tǒng)的組成部分包括：絕緣電阻測(cè)量?jī)x，自動(dòng)通水電路，檢測(cè)起動(dòng)電路，第 1 組檢測(cè)控制電路，延時(shí)電路，切換電路，第 2 組檢測(cè)控制電路，報(bào)警電路，自動(dòng)排水電路等。 設(shè)計(jì)方案及部分線路。 電熱膜玻璃管絕緣功率檢測(cè)柜就是為了檢測(cè)其工作狀況。 工藝要求和主要技術(shù)指標(biāo) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 砂帶的選擇包括磨粒及粒度選擇。考慮磨削外圓時(shí)，困磨削寬度較大，且為連續(xù)表面不易破碎，故選用 4極電機(jī)，型號(hào)是 Y90L4，功率為 ，轉(zhuǎn)速 1400r/min。砂帶磨削功率與砂帶寬度，磨削用量及工件材質(zhì)有關(guān)。工作時(shí)，由電機(jī)通過 V帶驅(qū)動(dòng)接觸輪，再由接觸輪帶動(dòng)砂帶運(yùn)動(dòng)。沙帶的磨粒為針形多面體，沙帶上的磨粒是采用靜電植砂吸附在基體上入工件，切削作，磨粒鋒刃朝外，刃口鋒利，能順利切用強(qiáng)，磨粒與工件之間摩擦小，產(chǎn)生的熱量亦小。但對(duì)于此玻璃管，厚度僅 2mm，極易破碎，因而采用何種磨削方式，很大程度上影響到元件生產(chǎn)的成品率。 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)線制備組成部分設(shè)計(jì)及工作原理 17 圖 211 部分自動(dòng)控制 PLC電路 玻璃管元件砂帶磨削裝置的設(shè)計(jì) （ 1） 前言 在電熱膜元件的生產(chǎn)過程中，制作元件的玻璃管整個(gè)外圓周表面都會(huì)被鍍覆上電熱膜。其自動(dòng)控制過程為 :首先由計(jì)算機(jī)發(fā)信號(hào) , PLC 接收信號(hào) ,則 KM 吸合 ,空壓機(jī)起動(dòng) 。控制軟件采用梯形圖和工控組態(tài)軟件 Advantech VisiDAQ 編程。同時(shí)噴嘴在高溫下工作 ,一旦計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障 ,噴嘴將停止噴鍍 ,冷卻水也停止供應(yīng) ,將會(huì)造成大批元件報(bào)廢和噴嘴燒毀。 圖 210 噴鍍裝置系統(tǒng)框圖 3 控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及有關(guān)實(shí)現(xiàn)技術(shù) （ 1）控制系統(tǒng)技術(shù)含量高 該噴鍍裝置為電熱膜元件生產(chǎn)線中的一個(gè)關(guān)鍵分支 ,其控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量 ,因此至關(guān)重要。二是推動(dòng)霧化液進(jìn)入噴鍍電窯 ,使霧化液與處在高溫中的玻璃管表面結(jié)合 ,在玻璃管表面形成電熱膜。該裝置共分氣路、液路和水路 3 部分 ,關(guān)鍵部分是氣路和液路。一是使由液嘴噴出的液體霧化 。薄膜與塊狀物質(zhì)一樣，可以是非晶態(tài)的、多晶態(tài)的和單晶態(tài)的。 為此將爐蓋吊絲磚設(shè)計(jì)成圖 29形狀，使電阻絲變成插拔式結(jié)構(gòu)，這樣無需打開爐蓋由受壓彈簧聯(lián)接，補(bǔ)償高溫下受熱變形。其中纖子用直徑 6MM 盤條打直，東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)線制備組成部分設(shè)計(jì)及工作原理 14 下端稍尖插入纖維層，上端彎成 90176。用熱平衡法可確定電窯最大功率消耗為 200KW，加熱元件分為 12 個(gè)獨(dú)立控制柜，每組的功率依次為： 25， 25，25， 25， 20， 20， 15， 15， 10， 10， 5， 5KW。 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)線制備組成部分設(shè)計(jì)及工作原理 13 圖 27 噴鍍電窯加熱爐簡(jiǎn)圖 因此，筆者采用噴鍍電窯加熱爐，該電窯可實(shí)現(xiàn)班產(chǎn) 1600 根鍍膜元件，電窯全長(zhǎng) 27m，元件有上料口自動(dòng)落入到輸送鏈上后便隨輸送鏈緩慢進(jìn)入電窯，經(jīng)過一 定時(shí)間，溫度的預(yù)熱后，進(jìn)行噴鍍，噴鍍結(jié)束后元件再經(jīng)過一定時(shí)間，溫度的保溫，退火由輸送鏈送出電窯，完成整個(gè)噴鍍工序。根據(jù)以上的分析，設(shè)計(jì)的加熱電窯要分成 12 段，各段電窯區(qū)域的溫度控制變化如圖 26。 鍍膜前預(yù)熱：鍍膜時(shí)要求玻璃基體表面具有一定的溫度，如果溫度過低，膜與基體附著力小，元件壽命短；溫度過高，基體本身就會(huì)受熱變形，無法生產(chǎn)出合格的加熱元件，因此鍍膜前元件必須預(yù)熱到一定溫度。 吸收均化部分主要由前后海綿吸附層組成。為防止涂層過厚與結(jié)塊，涂覆段長(zhǎng)度應(yīng)在保證基體兩段得到以充分涂覆的條件下，盡可能短。工作時(shí)，底平面支撐基底，并與拔齒配合，使基體做均勻滾動(dòng)；而垂直于底面的立面用于限制基體滾動(dòng)過程中的軸向竄動(dòng)，以保持涂層寬度的穩(wěn)定性。拔齒材料為不銹鋼，以免因工作材料銹蝕而污染基體。 傳送與輸送機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由無級(jí)調(diào)速電機(jī)，傳動(dòng)鏈及鏈輪等組成，為輸送機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。 涂層干燥 涂層均化后，其外表面仍殘留液態(tài)涂覆液，需進(jìn)行干燥，使之由液態(tài)轉(zhuǎn)變外凝膠東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)線制備組成部分設(shè)計(jì)及工作原理 10 態(tài)以至固化，進(jìn)一步消除粘鏈現(xiàn)象，同時(shí)逐步提高基體溫度，減少基體 進(jìn)入電窯因溫度突然升高而引起的熱應(yīng)力。 基體的涂覆 清洗干凈后的基體，沿兩邊附有涂覆液的滾道滾動(dòng)，而使基體兩端附著 一層寬為18~20mm的涂層。 1 涂覆工藝的設(shè)計(jì) （ 1） 工藝流程： 根據(jù)電熱膜元件生產(chǎn)線的總體同意要求，基體兩端涂覆水玻璃后，進(jìn)入加熱噴鍍電窯，噴鍍段爐窯溫度為 500 度左右。工業(yè)化生產(chǎn)是在圓管狀玻璃基體表面上，經(jīng)熱噴鍍使整個(gè)表面形成與基體牢固結(jié)合的均勻?qū)щ姳∧?。電熱膜加熱元件通過傳送鏈的傳送進(jìn)入清洗柜中 進(jìn)行清洗。 因此， 筆者設(shè)計(jì)的電熱膜加熱元件生產(chǎn)線生產(chǎn)的電加熱元件 , 是以管狀玻璃為基體 , 外表面鍍覆一層均勻、連續(xù)的電熱膜 , 兩端制備環(huán)狀電極 , 水流經(jīng)玻璃管的 內(nèi)腔 , 當(dāng)在兩電極間接通電源時(shí) , 腔內(nèi)的水流即被加熱，該元件可運(yùn)用于開水器，淋浴器上，其熱效率高達(dá) 90%以上，比電阻絲高 20%30%。它有以下特點(diǎn)：熱效率高，比 電阻絲 節(jié)能 34 倍；在煮液體的情況下，發(fā)熱膜本身的溫度僅高于液體幾十度，無明火，發(fā)熱膜幾乎不占空間，由于本身溫度并不很高，對(duì)于保溫、隔熱大為簡(jiǎn)化，使器具異常輕巧；電熱膜的熱容量小，熱源開啟關(guān)斷迅速；本電熱膜自身是透明的，如附著在透明基體 (如玻璃 )上，整個(gè)器具就可做成透明的；本膜還具有耐水、耐酸、耐堿和機(jī)械強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。影響有機(jī)電熱膜電阻率的因素包括混鏈時(shí)間，溫度，導(dǎo)電纖維長(zhǎng)度和材質(zhì)等。 塑煉法 就是將導(dǎo)電填料與塑料（ ABS， PS， PP 等）或橡膠混煉后制成復(fù)合電熱塑料或符合電熱橡膠。把高溫?zé)o機(jī)電熱材料如 SiC， MoSi2， LaCrO3東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電熱膜元件簡(jiǎn) 介 7 等研磨成粉粒，混以有機(jī)膠體，將其壓鑄于基材上，再在 1000 度以上的高溫下短少而形成高溫膜狀發(fā)熱體。燒結(jié)法形成的電熱膜有一定的厚度，使用時(shí)可取較大的表面負(fù)荷，發(fā)熱元件的壽命也長(zhǎng)，耐候性特別好，在一些薄膜電熱元件難勝任的振動(dòng)，高溫等嚴(yán)酷條件下也能政策工作。由于電熱膜在高溫?zé)Y(jié)形成，故膜與基體材料的附著強(qiáng)度很高，電 阻溫度系數(shù)小，膜使用溫度可達(dá)到 400176。燒結(jié)溫度一般高于 600176。涂 敷方法可采用涂，刷，刮，噴或絲網(wǎng)印刷等。將石墨研制成細(xì)小的顆粒與環(huán)氧樹脂等有機(jī)膠或無機(jī)膠充分混合，根據(jù)膠與基材的特性在一定的溫度下固化成膜。濺射法不僅可以制作氧化物，炭化物，氮化物等化合 物膜，還可制作高濃點(diǎn)金屬構(gòu)成的電熱膜。 1 至數(shù)十 Torr。它是以惰性氣體放電所產(chǎn)生的正離子在真空中由電場(chǎng)加速，轟擊作為薄膜源材料的固體陰極，使源材料濺射出來 ，沉積到基體上而成膜。因此，精確控東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電熱膜元件簡(jiǎn) 介 6 制氣氛比，有利于獲得高質(zhì)量穩(wěn)定均一的電熱膜。為無機(jī)體時(shí)，加熱基材多可提高膜的附著性能。化學(xué)氣相沉積的工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，容易控制。最大成膜速度可達(dá) 100nm/min 以上。在源材料中也可加入SnCl3 做為修正劑， O2， H2O， H2O2 常被用作氧源，基體最適溫度是 500~600176。適合于制作大面積膜和大批量生產(chǎn)，但噴涂液的精確計(jì)量，穩(wěn)定供給很困難。 制作 SnO2 電熱膜時(shí)，基體溫度控制在 450~650176。如 F， Sb 即如此。 SnO2 膜的摻雜物除 Sb 外，也可摻 F， P， As， In， Ti， Te， W， Cl， Br， I， Fe和稀土元素。工業(yè)生產(chǎn)中，溶液配方往往根據(jù)需要加以調(diào)整。其金屬鹽的基礎(chǔ)溶液為： In2O3膜： InCl3 5H2O： 10kg,HCl： 51， SnCl4:適量 SnO2膜： SnCl4 5H2O： 10kg,HCl： 51， SbCl3:適量 噴涂液在高溫下的反應(yīng)為： 2InCl3+3H2OIn2O3+6HCl SnCl4+2H2OSnO2+4HCl 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電熱膜元件簡(jiǎn) 介 5 In2O3 膜制作溶液中，主反應(yīng)物是 InCl35 H2O，水是氧化劑。厚膜的制作工藝主要有：涂敷法，燒結(jié)法，塑練法，壓力成形法等。其優(yōu)點(diǎn)是 SnO2 玻璃導(dǎo)電膜質(zhì)量高，制成的導(dǎo)電玻璃產(chǎn)品的方塊電阻小于 10Ω ，可見光透光率 80%左右，玻璃與 SnO2 界面的透射指數(shù) N＝，其性能遠(yuǎn)優(yōu)于 SnIn 導(dǎo)電玻璃，高溫性能穩(wěn)定?？寡趸雷o(hù)涂層由碳化硼、碳化硅、硅粉、微量磷酸鋁和水組成。 8 導(dǎo)電塑料氟樹脂復(fù)合電熱膜由氟樹脂導(dǎo)電膜、氟樹脂遠(yuǎn)紅外膜、氟樹脂絕緣層和引出電極復(fù)合而成 .氟樹脂導(dǎo)電膜中含有炭黑或石墨、含氟的陰離子表面活性劑 .氟樹脂遠(yuǎn)紅外膜中含有錳、鈦、硅、鉻、鋯的氧化物 ,引出電極是在鍍銀銅絲網(wǎng)上涂上氟樹脂乳液與導(dǎo)電炭黑。通過輥壓，粘附碳纖維的薄膜與另一條輥線上的兩端敷有電極的薄膜復(fù)合。 7 低溫輻射碳纖維電熱膜制備方法電熱膜由兩端覆有金屬電極的上層絕緣薄膜，東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電熱膜元件簡(jiǎn) 介 4 粘 附有碳纖維層的導(dǎo)電薄膜，及下層絕緣薄膜和金屬反射箔復(fù)合而成。所述的各組分均為分析純等級(jí)的原料。本涂料的成膜性、附著性及耐水性較好，并且制造成本低，還可適用于 220 伏，以及36 伏～ 12 伏的電壓。制備方法為：將聚四氟乙烯樹脂分散液 (固含量 )5090 份，炭黑或石墨的一種或兩種1045 份放入恒溫反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行濕法混合、造粒，合成填充 PTFE 分散樹脂，經(jīng)干燥后加入助擠劑充分混合預(yù)成型制成坯體，用推壓機(jī)將坯體強(qiáng)行通過具有一定壓縮比的圓錐形模具，推壓成型至圓條狀，經(jīng)壓延機(jī)壓延制成纖維狀膜，除去助擠劑，經(jīng)燒結(jié)成為物性柔軟強(qiáng)韌的纖維狀電熱膜。 C 淀漬燒結(jié)制作而成的電熱膜，所說的飽和溶液其組份含量，重量百分比：四氯化錫４７～６０，無水乙醇２８～４８，氫氟酸５～１５，硼酸０．１～１，四氯化鈦０．１～２，氯化鉀１～４，四氯化鎳２～８，三氯化銻２～８。陶瓷質(zhì)發(fā)熱體可取以上。微晶玻璃和石英玻璃耐熱溫度高，抗熱震性能極好，但相對(duì) 價(jià)格也較東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電熱膜元件簡(jiǎn) 介 3 高。出于特殊需要，有時(shí)也用高熔點(diǎn)金屬 W、 MO、 MOMN 在特殊高溫氣氛下燒制電極。選擇電極材料要考慮到導(dǎo)電性能優(yōu)良，抗熱氧化，與電熱膜材料能有效結(jié)合，且不產(chǎn)生摻雜擴(kuò)散作用，與外部電源容易連接（如焊接性）等?；w的形狀主要根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要確定，沒有嚴(yán)格的限制。膜狀電熱功能材料的開發(fā)可以說是無止境的。生產(chǎn)鍍制 SnO2 膜的玻璃，可用建筑材料，可以降低制準(zhǔn)能耗，冬天室內(nèi)熱源對(duì)室外的紅外輻射下降，保持室溫。就新產(chǎn)品的開發(fā)而言，利用電熱膜的加熱性能，可以制作原油管路的加熱裝置，以減小輸油阻力；制作柔性電熱帶，纏繞于水管上供應(yīng)溫水或防止凍裂；在日本北陸地區(qū)的待市有融化屋頂積雪的需求，可用電熱膜制作電熱瓦；在鰻魚養(yǎng)殖上，希望水溫理想溫度，可制作電熱膜恒溫水池 ?? 。 目前電熱膜元件研究進(jìn)展情況及