罗氏线圈在高频感应加热设备中的应用

在精密机械加工车间，高频感应加热设备正忙碌地对汽车变速箱齿轮进行淬火处理。直径为80mm 的 20CrMnTi 合金齿轮，必须在 850℃±5℃的温度范围内保持 30 秒，才能达到所需的表面硬度（58-62HRC）。然而，设备运行时加热线圈的电流波动会直接影响温度的稳定性，这曾是某汽车零部件厂商面临的棘手难题。

一、高频感应加热的测量难题

该厂商所使用的150kW 高频感应加热设备，工作频率稳定在 35kHz，但加热电流却常常出现 5%-8% 的瞬时波动。传统电磁式电流互感器在测量过程中，不仅存在 1.2% 的固有误差，还会因高频磁场干扰而产生额外 0.8% 的偏差，导致温控系统接收的反馈信号失真。

最直接的后果是：齿轮淬火后的硬度标准差高达3.5HRC，超出了客户要求的 2HRC 上限。每月因此产生的不合格品约 300 件，返工成本高达数十万元。更令人头疼的是，互感器的磁饱和特性无法捕捉设备启动时的 10kA 冲击电流，多次因过流保护误触发导致生产线停机。

二、PK-CWT/30 罗氏线圈的解决方案

技术团队此前曾使用过PEM 的罗氏线圈产品，但目前该产品的货期长达 8-12 周，难以满足客户迫切的测试需求。最终，在销售人员的推荐下，他们试用了新发布的 PK-CWT 系列罗氏线圈。经过测试对比，最终选用了普科科技的 PK-CWT/30 罗氏线圈来替代传统互感器。这款线圈的 0.1Hz-16MHz 带宽完美覆盖了设备的 35kHz 工作频率，其 12kA 的额定电流和 40kA 的峰值耐受能力，既能精准测量稳定工作时的 6-8kA 电流，又能完整捕捉启动冲击电流。

在实际安装过程中，线圈采用开口式结构，无需拆卸设备电缆即可完成安装，整个更换过程仅用了45 分钟。其特殊的双绞线屏蔽设计，将周围电磁干扰导致的测量误差控制在 0.3% 以内。配合专用积分器输出的 1mV/A 标准信号，可直接接入原有温控系统，实现无缝对接。

三、应用后的实际改善效果

启用新测量方案的第一个月，生产数据就出现了显著变化：

电流测量误差从2% 降至 0.5% 以内，齿轮淬火温度波动范围缩小到 ±3℃；

硬度标准差降至1.8HRC，不合格品数量减少至每月 42 件，返工成本降低了 85%；

冲击电流捕捉准确率提升至90%，过流保护误触发次数从每月 12 次降至 2 次；

设备调试时间缩短了40%，技术员无需反复校准电流参数。

在后续的轴承内圈加热工序（工作频率28kHz）中，该线圈同样表现出色。其 0.5%/ms 的衰减特性，能够精准记录加热阶段 0.8 秒内的电流爬升曲线，为工艺人员优化加热功率曲线提供了可靠的数据支持。

四、工业场景的适配价值

对于高频感应加热这类对电流动态特性敏感的应用场景，PK-CWT/30 罗氏线圈的优势尤为突出：

非接触测量避免了传统互感器的负载效应，不会影响原电路特性；

16MHz 的高频响应能力可覆盖绝大多数工业感应加热设备的工作频段；

1% 的典型精度完全满足 ISO 9001 对过程参数测量的要求。

目前，该厂商已在6 条生产线上全面部署了 PK-CWT 系列罗氏线圈，年节约质量成本超 100 万元。这充分证明了在高频、大电流、强干扰的工业环境中，选择合适的电流测量工具对生产效益的提升有着重要作用。
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审核编辑 黄宇