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      一種高溫連續(xù)測量方法及裝置的制作方法

      文檔序號:6127429閱讀:137來源:國知局
      專利名稱:一種高溫連續(xù)測量方法及裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及溫度測量,特別涉及一種高溫連續(xù)測量方法及裝置。
      技術(shù)背景在冶金和玻璃等的生產(chǎn)過程中,實(shí)現(xiàn)對高溫氣體、熔融金屬、玻璃等溫度 的測量對調(diào)整生產(chǎn)工藝、降低能耗、提高質(zhì)量有重要意義。中國專利CN2004200913647公開了一種用于測量高溫液體溫度的測溫裝 置,如圖1所示,包括測溫管ll、窺視管IO。所述測溫管ll一端開口、另一 端封閉;所述窺視管10安裝連接裝置8上,并插入到所述測溫管11上的連接 孔9內(nèi),其兩端均開口, 一端與溫度傳感器相連接。上述測溫裝置的工作過程 為所述測溫管插入高溫液體中,如鋼水12,其底部感知鋼水的溫度并發(fā)出輻 射光波,窺視管IO的底端開口 13將光波傳到至窺視管10頂端的光學(xué)鏡頭7上, 并通過光學(xué)系統(tǒng)將光信號聚集,將光能集中,并通過多束光纖6將聚集的光信 號傳導(dǎo)至光電比色傳感器2上,光電比色傳感器2對光信號進(jìn)行濾波和分光, 并將兩個不同波長的紅外光送至兩個光電池,將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,通過信 號電纜3將兩個電信號送入智能儀表4,智能儀表4對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換、分析和計算, 求得鋼水的實(shí)際溫度。并進(jìn)行顯示。在使用過程中,為防止鏡頭7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供給小流量冷卻氣體。中國專利CN2004200913632公開了和上述裝置類似的高溫液體測溫裝置。 在上述技術(shù)方案中,均使用了單層管感知被測高溫液體的溫度,降低了測 溫管感知高溫液體溫度的時間,進(jìn)而縮短了測溫的響應(yīng)時間。但也有不足,測 溫管使用的一些材料在高溫環(huán)境下會產(chǎn)生反應(yīng)氣體或揮發(fā)物質(zhì),如采用氧化鋁、 石墨、硅等材料的測溫管,在高溫環(huán)境下,硅和氧反應(yīng)生成二氧化硅,而碳和 二氧化硅在高溫下又發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成一氧化硅、碳化硅揮發(fā)物;石墨材料 也會發(fā)揮,并且在燒結(jié)制造測溫管過程中通常使用樹脂或?yàn)r青等粘合劑,而這 些物質(zhì)在高溫下也易揮發(fā);這些揮發(fā)性物質(zhì)或反應(yīng)氣體慢慢地集聚在單層管的 內(nèi)部,而使用的單層管并不能屏蔽這些揮發(fā)物質(zhì)和反應(yīng)氣體,上述揮發(fā)物質(zhì)和 反應(yīng)氣體會污染測量光路,降低測量光的透過率,甚至堵塞測量光路,顯著地 降低了測溫精度,甚至造成無法測量。 發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足,本發(fā)明提供了一種高溫連續(xù)測量方 法及裝置,該方法及裝置有效地排除了測溫管產(chǎn)生的反應(yīng)氣體或揮發(fā)物質(zhì)對測 量光路的影響,進(jìn)而提高了測溫精度。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種高溫連續(xù)測量方法,包括步驟提供一測溫管,所述測溫管一端封閉、 一端開口,內(nèi)部設(shè)有第一氣體通道; 在所述測溫管本體內(nèi)設(shè)有貫通其內(nèi)部并連通所述第一氣體通道的第二氣體通 道;將所述測溫管的開口端與測溫儀相連接;吹掃氣源提供的吹掃氣體在所述 第一氣體通道、第二氣體通道內(nèi)正向或逆向流動,并排出所述測溫管;將所述 測溫管的封閉端插入被測高溫環(huán)境中,感知被測高溫并發(fā)出光輻射;所述吹掃 氣體在所述第一氣體通道內(nèi)流動過程中吹掃了所述測溫管內(nèi)的測量光路;通過所述測溫儀對插入被測高溫環(huán)境中的測溫管的端部發(fā)出的光輻射進(jìn)行 分析,從而得到被測高溫環(huán)境的溫度。作為優(yōu)選,所述氣體通道的出氣口到所述測溫管的底端的距離小于或等于 所述測溫管長度的一半。作為優(yōu)選,所述吹掃氣體是無水、無油、無塵、不吸收所述光輻射中測量 波段內(nèi)光的氣體。作為優(yōu)選,所述吹掃氣體是氮?dú)饣蚨栊詺怏w。為實(shí)施上述方法,本發(fā)明還提出了這樣一種高溫連續(xù)測量裝置,包括測溫 管、測溫儀,所述測溫管一端封閉、 一端開口,所述測溫儀包括光學(xué)探頭和信 號分析儀;所述測量裝置還包括由吹掃氣源、第一氣體通道、第二氣體通道組 成的吹掃裝置;所述第一氣體通道設(shè)在所述測溫管內(nèi),所述第二氣體通道設(shè)在
      所述測溫管的本體內(nèi)并貫通其內(nèi)部,并與所述第一氣體通道連通。作為優(yōu)選,所述氣體通道的出氣口到所述測溫管的底端的距離小于或等于所述測溫管長度的一半。作為優(yōu)選,所述吹掃氣體是無水、無油、無塵、不吸收所述光輻射中測量波段內(nèi)光的氣體。作為優(yōu)選,所述吹掃氣體是氮?dú)饣蚨栊詺怏w。在上述技術(shù)方案中,由于配備了吹掃裝置,該吹掃裝置提供的潔凈吹掃氣 體通過所述氣體通道進(jìn)入所述測溫管內(nèi),進(jìn)而吹掃了測溫管內(nèi)的測量光路,從 而使單層測溫管在高溫環(huán)境下產(chǎn)生的反應(yīng)氣體或揮發(fā)物質(zhì)對測量光路的影響大大降低,并會隨著吹掃氣體被帶出測溫管,從而保證了測溫管內(nèi)測量光路的清 潔;所述氣體通道的出氣口與所述測溫管底端的距離較近,吹掃氣體吹掃了測 溫管內(nèi)幾乎全部的測量光路,更有效地保證了整個測量光路的清潔,進(jìn)而顯著 地提高了測溫精度。


      圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本發(fā)明的一種測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是本發(fā)明的另一種測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4是實(shí)施例1中測溫管的剖面示意圖;圖5是實(shí)施例2中測溫管的剖面示意圖;圖6是實(shí)施例3中測溫管的剖面示意圖。
      具體實(shí)施方式
      下面結(jié)合附圖和實(shí)施例,對本發(fā)明作進(jìn)一步詳盡描述。 實(shí)施例1:如圖2、圖4所示, 一種高溫連續(xù)測量裝置,應(yīng)用在連鑄中包47中鋼水48 的溫度連續(xù)測量中,該測量裝置包括測溫管30、測溫儀和吹掃裝置。所述測溫 管30—端開口, 一端封閉,由Al203、 C、 Si和粘結(jié)劑構(gòu)成,所述粘結(jié)劑通常使 用樹脂。所述測溫儀由測溫探頭43、信號分析儀44組成。所述測溫管30與所 述測溫探頭43間采用具有錐度的連接件42配合連接。所述連接件42安裝在連
      接裝置24上,并上設(shè)有若干個排氣孔31。所述吹掃裝置包括吹掃氣源45、流量控制裝置46、第一氣體通道23和第 二氣體通道20。所述吹掃氣源45提供無水、無油、無塵的潔凈氣體,并且對本 實(shí)施例中測量裝置所使用的測量波段內(nèi)的光沒有吸收,本實(shí)施例使用潔凈的工 業(yè)氮?dú)狻H鐖D4所示,所述第一氣體通道23設(shè)在所述測溫管30的內(nèi)部,所述第二 氣體通道20設(shè)置在所述測溫管30的本體內(nèi)并貫通其內(nèi)部,進(jìn)氣口21與所述吹 掃氣源45連通,出氣口22連通所述測溫管30內(nèi)的第一氣體通道23,所述第二 氣體通道20的出氣口 22到所述測溫管30底端的距離小于或等于所述測溫管30 長度的一半,本實(shí)施例是二十分之一。本實(shí)施例還揭示了一種高溫連續(xù)測量方法,包括以下步驟提供一上述的測溫管30;將測溫管30的開口端與所述測溫儀相連接;啟動吹掃裝置,吹掃氣源45 提供的吹掃氣體從所述第二氣體通道20的進(jìn)氣口 21進(jìn)入并向所述測溫管30的 封閉端方向流動,從出氣口22流出后吹掃所述測溫管30的底端,后沿所述測 溫管30內(nèi)的第一氣體通道23向測溫管30的開口端方向流動,并通過排氣孔31 排出測溫管30;將所述測溫管30的封閉端插入鋼水48中,感知鋼水48溫度并 發(fā)出光輻射,此時,所述測溫管30的材料在高溫環(huán)境下會產(chǎn)生揮發(fā)物質(zhì),還會 因化學(xué)反應(yīng)生成反應(yīng)氣體,但由于吹掃氣體在測溫管30內(nèi)的第一氣體通道23 流動時吹掃了測量光路25,從而保證了測溫管30內(nèi)的測量光路25的清潔。測 溫管30產(chǎn)生的揮發(fā)物質(zhì)和反應(yīng)氣體被所述吹掃氣體帶走,并從所述排氣孔31 排出測溫管30;而且由于出氣口22與測溫管30的底端的距離較近,也即,所 述吹掃氣體從出氣口 22進(jìn)入所述第一氣體通道23后,由于氣體的湍流和擴(kuò)散, 把出氣口 22與所述測溫管30的底端之間較短的距離內(nèi)的揮發(fā)物質(zhì)和反應(yīng)氣體 置換掉,從而更好地保證了整個測量光路25的清潔,進(jìn)而顯著地提高了測溫精 度;所述測溫探頭43接收所述測溫管30底端發(fā)出的光輻射,并通過電纜41送 所述信號分析儀44進(jìn)行分析,進(jìn)而得到被測鋼水48的溫度。
      實(shí)施例2:一種高溫連續(xù)測量裝置,應(yīng)用在連鑄中包中鋼水的溫度連續(xù)測量中,與實(shí) 施例1中測量裝置不同的是如圖5所示,所述測溫管30的上端設(shè)有若干個排 氣孔32。本實(shí)施例還揭示了一種高溫連續(xù)測量方法,包括以下步驟 提供一上述的測溫管30;將測溫管30的開口端與所述測溫儀相連接;啟動吹掃裝置,吹掃氣源45提供的吹掃氣體從所述第二氣體通道20的進(jìn)氣口 21進(jìn)入并向所述測溫管30的 封閉端方向流動,從出氣口22流出后吹掃所述測溫管30的底端,后沿所述測 溫管30內(nèi)的第一氣體通道23向測溫管30的開口端方向流動,并通過排氣孔32 排出測溫管30;將所述測溫管30的封閉端插入鋼水48中,感知鋼水48溫度并 發(fā)出光輻射,此時,所述測溫管30的材料在高溫環(huán)境下會產(chǎn)生揮發(fā)物質(zhì),還會 因化學(xué)反應(yīng)生成反應(yīng)氣體,但由于吹掃氣體在測溫管30內(nèi)的第一氣體通道23 流動時吹掃了測量光路25,從而保證了測溫管30內(nèi)測量光路25的清潔。測溫 管30產(chǎn)生的揮發(fā)物質(zhì)和反應(yīng)氣體被所述吹掃氣體帶走,并從所述排氣孔32排 出測溫管30;而且由于出氣口22與測溫管30的底端的距離較近,也即,所述 吹掃氣體從出氣口 22進(jìn)入所述第一氣體通道23后,由于氣體的湍流和擴(kuò)散, 把出氣口 22與所述測溫管30的底端之間較短的距離內(nèi)的揮發(fā)物質(zhì)和反應(yīng)氣體 置換掉,從而更好地保證了整個測量光路25的清潔,進(jìn)而顯著地提高了測溫精 度;所述測溫探頭43接收所述測溫管30底端發(fā)出的光輻射,并通過電纜41送 所述信號分析儀44進(jìn)行分析,進(jìn)而得到被測鋼水48的溫度。 實(shí)施例3:一種高溫連續(xù)測量裝置,如圖3所示,應(yīng)用在連鑄中包47中鋼水48的溫 度連續(xù)測量中,與實(shí)施例1中測量裝置不同的是,如圖6所示,所述連接件42 上不再設(shè)有排氣孔,吹掃氣體使用惰性氣體中的氬氣。本實(shí)施例還揭示了一種高溫連續(xù)測量方法,包括以下步驟提供一上述的測溫管30;將測溫管30的開口端與所述測溫儀相連接;啟動吹掃裝置,吹掃氣源45 提供的吹掃氣體經(jīng)過流量控制裝置46后進(jìn)入所述測溫探頭43內(nèi),之后進(jìn)入所 述測溫管30內(nèi),并沿所述第一氣體通道23向所述測溫管30的封閉端方向流動; 之后沿所述第二氣體通道20的進(jìn)氣口 22流進(jìn)所述第二氣體通道20,并向測溫 管30的開口端方向流動,最后通過出氣口 21排出測溫管30;將所述測溫管30 的封閉端插入鋼水48中,感知鋼水48溫度并發(fā)出光輻射,此時,所述測溫管 30的材料在高溫環(huán)境下會產(chǎn)生揮發(fā)物質(zhì),還會因化學(xué)反應(yīng)生成反應(yīng)氣體,但由 于吹掃氣體在測溫管30內(nèi)的第一氣體通道23流動時吹掃了測量光路25,排除 了上述揮發(fā)物質(zhì)和反應(yīng)氣體對測量光路的影響,從而保證了測溫管30內(nèi)的測量 光路25的清潔。測溫管30產(chǎn)生的揮發(fā)物質(zhì)和反應(yīng)氣體被所述吹掃氣體帶走, 并從所述進(jìn)氣口22處進(jìn)入所述第二氣體通道20,排出測溫管30;而且由于進(jìn) 氣口22與測溫管30的底端的距離較近,也即,所述吹掃氣體自上而下沿所述 第一氣體通道23吹掃到了所述測溫管30的底端,更好地排除了揮發(fā)物質(zhì)和反 應(yīng)氣體對測量光路25的影響,從而更好地保證了整個測量光路25的清潔,進(jìn)而顯著地提高了測溫精度;所述測溫探頭43接收所述測溫管30底端發(fā)出的光竊射,并通過電纜41送 所述信號分析儀44進(jìn)行分析,進(jìn)而得到被測鋼水48的溫度。需要指出的是,上述實(shí)施方式不應(yīng)理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。比如 說,上述高溫連續(xù)測量系統(tǒng)還可以應(yīng)用在其它環(huán)境中,如熔融鋁、高溫氣體的 溫度連續(xù)測量;所述測溫管還可以水平或傾斜或測溫管的封閉端朝上插入被測 高溫環(huán)境。本發(fā)明的關(guān)鍵是,在單層測溫管的本體中設(shè)有貫通其內(nèi)部并與測溫 管內(nèi)的第一氣體通道連通的第二氣體通道,吹掃氣源提供的吹掃氣體在所述第 一氣體通道、第二氣體通道內(nèi)正向或逆向流動,并排出測溫管;吹掃氣體在第 一氣體通道內(nèi)的流動過程中吹掃了測溫管內(nèi)的測量光路,大大降低了測溫管產(chǎn) 生的揮發(fā)物質(zhì)或反應(yīng)氣體對測量光路的影響,從而保證了測量光路的清潔,進(jìn) 而顯著地提高了測溫精度。在不脫離本發(fā)明精神的情況下,對本發(fā)明作出的任 何形式的改變均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
      權(quán)利要求
      1、一種高溫連續(xù)測量方法,包括步驟提供一測溫管,所述測溫管一端封閉、一端開口,內(nèi)部設(shè)有第一氣體通道;在所述測溫管本體內(nèi)設(shè)有貫通其內(nèi)部并連通所述第一氣體通道的第二氣體通道;將所述測溫管的開口端與測溫儀相連接;吹掃氣源提供的吹掃氣體在所述第一氣體通道、第二氣體通道內(nèi)正向或逆向流動,并排出所述測溫管;將所述測溫管的封閉端插入被測高溫環(huán)境中,感知被測高溫并發(fā)出光輻射;所述吹掃氣體在所述第一氣體通道內(nèi)流動過程中吹掃了所述測溫管內(nèi)的測量光路;通過所述測溫儀對插入被測高溫環(huán)境中的測溫管的端部發(fā)出的光輻射進(jìn)行分析,從而得到被測高溫環(huán)境的溫度。
      2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述氣體通道的出氣口到所 述測溫管的底端的距離小于或等于所述測溫管長度的一半。
      3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于所述吹掃氣體是無水、 無油、無塵、不吸收所述光輻射中測量波段內(nèi)光的氣體。
      4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于所述吹掃氣體是氮?dú)饣蚨栊?氣體。
      5、 一種高溫連續(xù)測量裝置,包括測溫管、測溫儀,所述測溫管一端封閉、 一端開口,所述測溫儀包括光學(xué)探頭和信號分析儀;其特征在于所述測量裝 置還包括由吹掃氣源、第一氣體通道、第二氣體通道組成的吹掃裝置;所述第 一氣體通道設(shè)在所述測溫管內(nèi),所述第二氣體通道設(shè)在所述測溫管的本體內(nèi)并 貫通其內(nèi)部,并與所述第一氣體通道連通。
      6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的測量裝置,其特征在于所述氣體通道的出氣口 到所述測溫管的底端的距離小于或等于所述測溫管長度的一半。
      7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的測量裝置,其特征在于所述吹掃氣體是無 水、無油、無塵、不吸收所述光輻射中測量波段內(nèi)光的氣體。
      8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的測量裝置,其特征在于所述吹掃氣體是氮?dú)饣?惰性氣體。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種高溫連續(xù)測量方法,包括步驟提供一測溫管,所述測溫管一端封閉、一端開口,內(nèi)部設(shè)有第一氣體通道;在所述測溫管本體內(nèi)設(shè)有貫通其內(nèi)部并連通所述第一氣體通道的第二氣體通道;將所述測溫管的開口端與測溫儀相連接;吹掃氣源提供的吹掃氣體在所述第一氣體通道、第二氣體通道內(nèi)正向或逆向流動,并排出所述測溫管;將所述測溫管的封閉端插入被測高溫環(huán)境中,感知被測高溫并發(fā)出光輻射;所述吹掃氣體在第一氣體通道內(nèi)的流動過程中吹掃了所述測溫管內(nèi)的測量光路;通過測溫儀對插入被測高溫環(huán)境中的測溫管的端部發(fā)出的光輻射進(jìn)行分析,從而得到被測高溫環(huán)境的溫度。本發(fā)明還公開了一種用于實(shí)現(xiàn)上述方法的高溫連續(xù)測量裝置。
      文檔編號G01J5/02GK101118184SQ20071007028
      公開日2008年2月6日 申請日期2007年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月13日
      發(fā)明者張艷輝, 健 王 申請人:聚光科技(杭州)有限公司
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