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專利名稱：高溫液體測(cè)溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高溫液體測(cè)溫裝置，特別是在金屬冶煉過程中對(duì)熔煉的金屬進(jìn)行測(cè)溫的裝置。
背景技術(shù)：
在金屬冶煉過程中，需要對(duì)熔煉的金屬進(jìn)行測(cè)溫，以調(diào)整工藝過程中的各種參數(shù)，確保冶煉出合格的金屬材料。目前冶煉過程中，普遍使用一次性快速測(cè)溫方法，即采用一次性熱電偶，將帶有鉑銠熱電偶的測(cè)溫傳感器插入熔融金屬中，測(cè)溫結(jié)束后，傳感器由于受到高溫金屬的作用而損壞，一般只能使用一次。中國(guó)專利CN1333455A公開了“一種鋼水連續(xù)測(cè)溫方法和測(cè)溫管”。該專利公開的測(cè)溫方法是提供一個(gè)測(cè)溫管，該測(cè)溫管是復(fù)合管，內(nèi)、外兩套管均是一端開口，一端封閉；將所述測(cè)溫管的封閉端插入鋼水中，插入的長(zhǎng)度與所述測(cè)溫管的內(nèi)徑之比等于或大于15，與所述測(cè)溫管的外徑之比大于3；將所述測(cè)溫管的另一端與測(cè)溫儀相連；通過所述測(cè)溫儀對(duì)所述測(cè)溫管插入鋼水中的內(nèi)套管端部發(fā)出的熱輻射進(jìn)行分析，從而計(jì)算出鋼水的溫度。該專利存在以下不足①由于測(cè)溫管采用內(nèi)外雙層的復(fù)合管，內(nèi)管與外管存在一個(gè)空隙或有填充材料，熱量由外管內(nèi)壁傳導(dǎo)至內(nèi)管內(nèi)壁需要較長(zhǎng)時(shí)間，使測(cè)溫滯后時(shí)間進(jìn)一步增加，測(cè)溫精度繼續(xù)下降。②由于測(cè)溫管外管全部采用同一材料(AL2O3、C、Zr等的混合物)制作，使外管成本大幅提高；另外，由于該材料導(dǎo)熱性差(其導(dǎo)熱率為28.89W/m·K)，熱量由管外壁傳導(dǎo)至內(nèi)壁時(shí)間大大增加，使測(cè)溫管的測(cè)溫響應(yīng)時(shí)間滯后，嚴(yán)重影響測(cè)溫精度。③由于該專利采用黑體空腔原理測(cè)溫，故對(duì)測(cè)溫管的結(jié)構(gòu)和測(cè)溫管插入到鋼水中的深度作出了一定的限定，在實(shí)際實(shí)用過程中，鋼水高度有波動(dòng)較大(特別是鋼水液面較低)時(shí)，難以滿足使用要求，而此時(shí)若測(cè)溫不準(zhǔn)確，很容易發(fā)生漏鋼事故，給生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。實(shí)際使用證明，在鋼水液面較低時(shí)，測(cè)溫誤差在15-20℃。④由于該專利采用黑體空腔原理測(cè)溫，煙氣和粉塵對(duì)測(cè)量精度影響很大。⑤由于內(nèi)外外保護(hù)管采用一體化結(jié)構(gòu)，為一次性使用，故用戶使用成本大大提高，每支價(jià)格在1000以上。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種高溫液體測(cè)溫裝置，響應(yīng)速度快、測(cè)溫準(zhǔn)確、成本低，解決背景技術(shù)中存在的上述問題。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是高溫液體測(cè)溫裝置由外保護(hù)管、窺視管、光學(xué)鏡頭、光纖、光電傳感器組成，外保護(hù)管一端為開口、一端封閉，窺視管一端開口、另一端與光學(xué)鏡頭連接，窺視管的開口端由外保護(hù)管的開口端伸入，進(jìn)入外保護(hù)管內(nèi)，光學(xué)鏡頭輸出端通過多束光纖將光信號(hào)傳出，并與光電傳感器連接。
所說的光電傳感器包括雙波段紅外光電比色傳感器、微型CCD攝象頭等。
外保護(hù)管可以是一個(gè)整體，由同一種材料制成；也可以是由兩段不同材料制作的管段組合而成，外保護(hù)管插入高溫液體內(nèi)部的部分采用與金屬導(dǎo)熱性接近且抗侵蝕的材料(如碳化硅材料或金屬陶瓷材料，碳化硅的導(dǎo)熱率為55.68W/m·K)構(gòu)成抗侵蝕段，外保護(hù)管的底部采用導(dǎo)熱材料構(gòu)成導(dǎo)熱段，即外保護(hù)管由抗侵蝕段和導(dǎo)熱段組合而成，抗侵蝕段和導(dǎo)熱段之間固定連接，這樣既提高測(cè)溫的準(zhǔn)確性，又提高外保護(hù)管的使用壽命，降低成本。
外保護(hù)管可以與窺視管固定連接，構(gòu)成一個(gè)整體；也可以采用插拔連接，窺視管插在外保護(hù)管內(nèi)，當(dāng)外保護(hù)管出現(xiàn)損壞后，如果窺視管沒有損壞，只需將窺視管在外保護(hù)管中拔出，更換新的外保護(hù)管，窺視管可以繼續(xù)使用，降低成本。
采用本實(shí)用新型對(duì)高溫液體進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，外保護(hù)管及里面的窺視管插入高溫液體中，其底部的測(cè)溫面溫度與外面的高溫液體溫度相同，并向外輻射光波，窺視管將光波傳到至窺視管頂端的光學(xué)鏡頭上，并通過光學(xué)系統(tǒng)將光信號(hào)聚集，將光能集中，并通過多束光纖將聚集的光信號(hào)傳導(dǎo)至光電比色傳感器上，光電比色傳感器對(duì)光信號(hào)進(jìn)行濾波和分光，并將兩個(gè)不同波長(zhǎng)的紅外光送至兩個(gè)光電池，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過信號(hào)電纜將兩個(gè)電信號(hào)送入智能儀表，公知的智能儀表對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換、分析和計(jì)算，求得實(shí)際溫度，并進(jìn)行顯示。
本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)①由于采用單外保護(hù)管結(jié)構(gòu)，測(cè)溫響應(yīng)速度小于15秒，而目前產(chǎn)品在30秒以上；②由于采用光電傳感器，測(cè)溫精度不受鋼水高度變化的影響；③由于采用光電傳感器，在紅外傳輸過程中，能量損失不大于95％時(shí)，均能保證測(cè)溫精度，因此，傳感器抗煙氣和粉塵的干擾極強(qiáng)。


附圖為本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中連接管1、光電比色傳感器2、信號(hào)電纜3、智能儀表4、通氣金屬軟管5、光纖6、光學(xué)鏡頭7、連接裝置8、連接孔9、窺視管10、外保護(hù)管11、金屬液體12、窺視管底端開口13、導(dǎo)熱段14、測(cè)溫面1具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
在實(shí)施例中，本實(shí)用新型組成包括外保護(hù)管11、窺視管10、光學(xué)鏡頭7、光纖6、光電比色傳感器2、智能儀表4、信號(hào)電纜3、通氣金屬軟管5等組成。外保護(hù)管11一端開口、一端封閉，窺視管10一端開口、另一端與光學(xué)鏡頭7連接，窺視管的開口端由外保護(hù)管的開口端伸入，進(jìn)入外保護(hù)管內(nèi)，外保護(hù)管11與窺視管10之間采用插拔連接，窺視管10插在外保護(hù)管內(nèi)；光學(xué)鏡頭7輸出端通過多束光纖6將光信號(hào)傳出，光纖6輸出端與雙波段紅外光電比色傳感器2連接，雙波段紅外光電比色傳感器2通過信號(hào)電纜3與智能儀表4連接；外保護(hù)管由抗侵蝕段11和導(dǎo)熱段14組合而成，抗侵蝕段11和導(dǎo)熱段14之間固定連接。在對(duì)高溫液體12進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，外保護(hù)管11插入高溫液體中，并將窺視管通過快速連接裝置8插入外保護(hù)管11上部連接孔9。外保護(hù)管11插入高溫液體后，其底部的導(dǎo)熱材料制成的導(dǎo)熱段14被高溫液體加熱并迅速達(dá)到熱平衡，使其測(cè)溫面15的溫度與外面的高溫液體溫度相同，并向外輻射光波，窺視管10的底端開口13將光波傳到至窺視管頂端的光學(xué)鏡頭7上，并通過光學(xué)系統(tǒng)將光信號(hào)聚集，將光能集中，并通過多束光纖將聚集的光信號(hào)傳導(dǎo)至光電比色傳感器2上，光電比色傳感器2對(duì)光信號(hào)進(jìn)行濾波和分光，并將兩個(gè)不同波長(zhǎng)的紅外光送至兩個(gè)光電池，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過信號(hào)電纜3將兩個(gè)電信號(hào)送入智能儀表，智能儀表4對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換、分析和計(jì)算，求得實(shí)際溫度，并進(jìn)行顯示。在使用過程中，為防止鏡頭損壞，窺視管10的連接裝置8上設(shè)有金屬軟管5和連接管1，通過連接管1和金屬軟管5向光學(xué)鏡頭7給送入小流量冷卻氣體。
權(quán)利要求1.一種高溫液體測(cè)溫裝置，其特征在于組成包括外保護(hù)管(11)、窺視管(10)、光學(xué)鏡頭(7)、光纖(6)和光電傳感器(2)，外保護(hù)管(11)一端開口、一端封閉，窺視管(10)一端為開口(13)、另一端與光學(xué)鏡頭(7)連接，窺視管(10)的開口端由外保護(hù)管的開口端伸入，進(jìn)入外保護(hù)管(11)內(nèi)，光學(xué)鏡頭(7)輸出端通過多束光纖(6)將光信號(hào)傳出，光纖(6)輸出端與光電傳感器(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之高溫液體測(cè)溫裝置，其特征在于所說的外保護(hù)管(11)與窺視管(10)之間采用插拔連接，窺視管(10)插在外保護(hù)管內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之高溫液體測(cè)溫裝置，其特征在于所說的外保護(hù)管由抗侵蝕段(11)和導(dǎo)熱段(14)組合而成，抗侵蝕段(11)和導(dǎo)熱段(14)之間固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之高溫液體測(cè)溫裝置，其特征在于所述窺視管(10)的連接裝置(8)上設(shè)有金屬軟管(5)和連接管(1)，通過連接管(1)和金屬軟管(5)向光學(xué)鏡頭(7)給送入小流量冷卻氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之高溫液體測(cè)溫裝置，其特征在于雙波段紅外光電比色傳感器(2)通過信號(hào)電纜(3)與智能儀表(4)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之高溫液體測(cè)溫裝置，其特征在于所說的光電傳感器包括雙波段紅外光電比色傳感器或微型CCD攝象頭。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高溫液體測(cè)溫裝置，特別是在金屬冶煉過程中對(duì)熔煉的金屬進(jìn)行測(cè)溫的裝置。技術(shù)方案是該裝置組成包括外保護(hù)管(11)、窺視管(10)、光學(xué)鏡頭(7)、光纖(6)和光電傳感器(2)，外保護(hù)管(11)一端開口、一端封閉，窺視管(10)一端為開口(13)、另一端與光學(xué)鏡頭(7)連接，窺視管(10)的開口端由外保護(hù)管的開口端伸入，進(jìn)入外保護(hù)管(11)內(nèi)，光學(xué)鏡頭(7)輸出端通過多束光纖(6)將光信號(hào)傳出，光纖(6)輸出端與光電傳感器(2)連接。對(duì)高溫液體(12)進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，外保護(hù)管及里面的窺視管插入高溫液體中，窺視管將光波傳至窺視管頂端的光學(xué)鏡頭上，并通過多束光纖將聚集的光信號(hào)傳導(dǎo)至光電傳感器上，再通過智能儀表對(duì)其進(jìn)行顯示。本實(shí)用新型具有響應(yīng)速度快、測(cè)溫準(zhǔn)確、成本低等優(yōu)點(diǎn)，保證測(cè)溫精度，傳感器抗煙氣和粉塵的干擾極強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01K11/00GK2729672SQ20042009136
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2004年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月14日
發(fā)明者吳愛華 申請(qǐng)人:吳愛華