專利名稱:一種高溫連續(xù)測量方法及裝置的制作方法
技術領域:
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。
技術背景在冶金和玻璃等的生產過程中,實現(xiàn)對高溫氣體、熔融金屬、玻璃等溫度 的測量對調整生產工藝、降低能耗、提高質量有重要意義。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,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10的底端開口 13將光波傳到至窺視管10頂端的光學鏡頭7上, 并通過光學系統(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 號傳導至光電比色傳感器2上,光電比色傳感器2對光信號進行濾波和分光, 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對其進行轉換、分析和計算, 求得鋼水的實際溫度。并進行顯示。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,進而縮短了測溫的響應時間。但也有不足,測 溫管使用的一些材料在高溫環(huán)境下會產生反應氣體或揮發(fā)物質,如采用氧化鋁、 石墨、硅等材料的測溫管,在高溫環(huán)境下,硅和氧反應生成二氧化硅,而碳和 二氧化硅在高溫下又發(fā)生化學反應,生成一氧化硅、碳化硅揮發(fā)物;石墨材料 也會發(fā)揮,并且在燒結制造測溫管過程中通常使用樹脂或瀝青等粘合劑,而這
些物質在高溫下也易揮發(fā);這些揮發(fā)性物質或反應氣體慢慢地集聚在單層管的 內部,而使用的單層管并不能屏蔽這些揮發(fā)物質和反應氣體,上述揮發(fā)物質和 反應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)明內容為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述不足,本發(fā)明提供了一種高溫連續(xù)測量方 法及裝置,該方法及裝置排除了測溫管產生的反應氣體或揮發(fā)物質對測量光路 的影響,進而提高了測溫精度。為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術方案一種高溫連續(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;在所述測溫管內安裝專 用管,所述專用管兩端均開口;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進入并 向所述測溫管的封閉端方向流動,之后向所述測溫管的開口端方向流動,并排 出測溫管,所述吹掃氣體是沿著所述專用管的內部向所述測溫管的封閉端方向 流入或向開口端方向流出的;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;所述吹掃氣體在流動過程中吹掃了所述測溫管內的 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)出的光輻射進行 分析,從而得到被測高溫環(huán)境的溫度。作為優(yōu)選,所述測溫管與所述專用管共軸。 作為優(yōu)選,所述專用管安裝在所述測溫管內的側部。作為優(yōu)選,所述專用管的底端到所述測溫管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 波段內光的氣體。作為優(yōu)選,所述吹掃氣體是氮氣或惰性氣體。為實施上述方法,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探頭和信 號分析儀;所述測量裝置還包括由吹掃氣源、專用管組成的吹掃裝置;所述專用管安裝在所述測溫管內,兩端均開口。作為優(yōu)選,所述測溫管與所述專用管共軸。作為優(yōu)選,所述專用管安裝在所述測溫管內的側部。作為優(yōu)選,所述測量裝置還包括抽氣裝置。作為優(yōu)選,所述專用管的底端到所述測溫管底端的距離小于或等于所述測 溫管長度的一半。在上述技術方案中,由于配備了吹掃裝置,該吹掃裝置提供的潔凈吹掃氣 體通過專用管的內部進入或直接進入所述測溫管內,進而吹掃了測溫管內的測 量光路,從而使單層測溫管在高溫環(huán)境下產生的反應氣體或揮發(fā)物質對測量光 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測量光路的清潔;所述專用管的底端與所述測溫管底端的距離較近,吹掃氣體吹 掃了測溫管內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 而顯著地提高了測溫精度。
圖1是一種現(xiàn)有技術的結構示意圖;圖2是本發(fā)明的一種測量裝置的結構示意圖;圖3是本發(fā)明的另一種測量裝置的結構示意圖;圖4是實施例1中測量裝置中測溫管和專用管的剖面圖;圖5是實施例2中測量裝置中的測溫管和專用管的剖面圖;圖6是實施例3中測量裝置中的測溫管和專用管的剖面圖;圖7是實施例4中測量裝置中測溫管和專用管的剖面圖;圖8是實施例5中測量裝置中測溫管和專用管的剖面圖;圖9是實施例3、 4、 5中的連接裝置結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例,對本發(fā)明作進一步詳盡描述。實施例1:
如圖2、圖4所示, 一種高溫連續(xù)測量裝置,應用在連鑄中包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,由八1203、 C、 Si和粘結劑構成,所述粘結劑通常使 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。所述吹掃裝置包括吹掃氣源45、流量控制裝置46和專用管20。所述吹掃 氣源45與所述測溫探頭43相連接,這種連接方式是現(xiàn)有技術,在此不再詳述。 所述吹掃氣源45提供無水、無油、無塵的潔凈氣體,并且對本實施例中測量裝 置所使用的測量波段內的光沒有吸收,也不會和測溫管30的材料發(fā)生較強的發(fā) 熱或吸熱反應,本實施例使用潔凈的工業(yè)氮氣。如圖4所示,所述專用管20安裝在所述測溫管30內,并與所述測溫管30 共軸,所述專用管20由Al2O3構成,兩端21、 22均開口,內部供測量光穿過, 所述專用管20的底端到所述測溫管30底端的距離小于或等于所述測溫管30長 度的一半,本實施例是二十分之一。所述測溫管30的上端設有若干個排氣孔31。本實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和專用管20;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 提供的吹掃氣體經過流量控制裝置46后進入所述測溫探頭43內,之后從所述 專用管20的一端21進入并向所述測溫管30的封閉端方向流動,從另一端22 流出后沿所述測溫管30和專用管20間的間隙23向測溫管30的開口端方向流 動,并通過排氣口 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 產生揮發(fā)物質,還會因化學反應生成反應氣體,但由于吹掃氣體在專用管20內 流動時吹掃了測量光路25,上述揮發(fā)物質和反應氣體并不能進入所述專用管20 內,并且被所述吹掃氣體帶走,從所述排氣孔31排出測溫管30,從而保證了專 用管20內測量光路25的清潔;而且由于測溫管20的底端與測溫管30的底端 的距離較近,也即,所述吹掃氣體從專用管20的另一端22流出后,由于吹掃 氣體發(fā)生湍流和擴散,會把測溫管20的底端與測溫管30的底端之間較短距離
內的揮發(fā)物質和反應氣體置換掉,從而更好地保證了整個測量光路25的清潔, 進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進行分析,進而得到被測鋼水48的溫度。 實施例2:一種高溫連續(xù)測量裝置,應用在連鑄中包47中鋼水48的溫度連續(xù)測量中, 與實施例1中測量裝置不同的是,如圖5所示,在所述連接件42上設有排氣孔, 吹掃氣源45通過流量控制裝置46與所述孔31相連通。本實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和專用管20;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 提供的吹掃氣體經過流量控制裝置46、孔31后進入所述測溫管30和專用管20 間的間隙23,并向所述測溫管30的封閉端方向流動,流到所述測溫管30的底 端后從專用管20的一端22流進所述專用管20,氣體沿專用管20的內部向測溫 管30的開口端方向流動,從專用管20的另一端21排出測溫管30,并通過所述 連接件42上的孔排出;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)境下會產生揮發(fā)物質, 還會因化學反應生成反應氣體,但由于吹掃氣體在專用管20內流動時吹掃了測 量光路25,上述揮發(fā)物質和反應氣體被所述吹掃氣體稀釋、帶走,從所述連接 件42上的孔排出,從而大大降低了上述揮發(fā)物質和反應氣體對測量光路25的 影響,進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進行分析,進而得到被測鋼水48的溫度。 實施例3:一種高溫連續(xù)測量裝置,應用在連鑄中包中鋼水的溫度連續(xù)測量中,與實 施例1中測量裝置不同的是如圖6、圖9所示,所述專用管20和連接件42安 裝在連接裝置24上,而該連接裝置24安裝在所述測溫管30上端的凹口內,并 設有若干個凹槽33作為排氣口。所述專用管20不再和所述測溫管30共軸,而
是有一定偏差,但所述測溫管30底端發(fā)出的光輻射能夠通過所述專用管20的內部。本實施例中使用惰性氣體中的氬氣作為吹掃氣體。本實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和專用管20;將測溫管30與所述測溫儀的開口端相連接,啟動吹掃裝置,吹掃氣源45 提供的吹掃氣體經過流量控制裝置46后進入所述測溫探頭43內,之后從所述 專用管20的一端21進入并向所述測溫管30的封閉端方向流動,從另一端22 流出后沿所述測溫管30和專用管20間的間隙23向測溫管30的開口端方向流 動,并通過排氣口 33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 產生揮發(fā)物質,還會因化學反應生成反應氣體,但由于吹掃氣體在專用管20內 流動時吹掃了測量光路,上述揮發(fā)物質和反應氣體并不能進入所述專用管20內, 并且被所述吹掃氣體帶走,從所述排氣口33排出測溫管30,從而保證了專用管 20內測量光路25的清潔;而且由于專用管20的底端與測溫管30的底端的距離 較近,也即,所述吹掃氣體從專用管20的另一端22流出后,由于吹掃氣體發(fā) 生湍流和擴散,會把測溫管20的底端與測溫管30的底端之間較短距離內的揮 發(fā)物質和反應氣體置換掉,從而更好地保證了整個測量光路25的清潔,進而顯 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進行分析,進而得到被測鋼水48的溫度。 實施例4:一種高溫連續(xù)測量裝置,應用在連鑄中包中鋼水的溫度連續(xù)測量中,與實 施例3中測量裝置不同的是如圖7、圖9所示,所述專用管20不再和所述測 溫管30共軸,而是安裝在連接裝置24的一側,并沿著所述測溫管30的內側延 伸到底部,該專用管20不阻擋測溫管30內的測量光路,開口端21與吹掃氣源 45相連通。本實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和專用管20;
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 提供的吹掃氣體經過流量控制裝置46后,從所述專用管20的一端21進入并向 所述測溫管30的封閉端方向流動,從另一端22流出后沿所述測溫管30和專用 管20間的間隙23向測溫管30的開口端方向流動,并通過排氣口33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)境下會產生揮發(fā)物質,還會因化學反 應生成反應氣體,但由于吹掃氣體在所述間隙23中流動時吹掃了所述測溫管30 內的測量光路25,上述揮發(fā)物質和反應氣體被所述吹掃氣體稀釋、并被帶著從 所述排氣口 33排出測溫管30,從而大大降低了揮發(fā)物質和反應氣體對測量光路 25的影響,進而提高了測溫精度;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進行分析,進而得到被測鋼水48的溫度。 實施例5:如圖3、圖8所示, 一種高溫連續(xù)測量裝置,應用在連鑄中包中鋼水的溫度 連續(xù)測量中,與實施例3中測量裝置不同的是該測量裝置還包括一抽氣裝置, 本實施例采用射流泵49,專用管20的開口端21與所述射流泵49相連通。所述 連接裝置24上不再設有凹槽33 。本實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和專用管20;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 提供的吹掃氣體經過流量控制裝置46后進入所述測溫探頭43內,之后從所述 連接件42進入測溫管30內,并沿測溫管30和專用管20間的間隙23向測溫管 30的封閉端方向流動;同時,所述射流泵49工作,造成測溫管30的內部是負 壓狀態(tài),測溫管30內的吹掃氣體從所述專用管20的一端22流進專用管20,并 向所述測溫管30的開口端方向流動,從另一端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)境下會產生揮發(fā)物質,還會因化學反應生成反應氣體, 但由于吹掃氣體在向所述測溫管30的封閉端方向流動時吹掃了所述測溫管30 內的測量光路25,抑制了上述揮發(fā)物質和反應氣體沿測量光路25向測溫管30 的開口端方向擴散,同時又由于測溫管30內部被射流泵49抽成負壓狀態(tài),上 述揮發(fā)物質和反應氣體在所述專用管20的一端22被抽進所述專用管20,并從 另一端21排出測溫管30,從而保證了測溫管內測量光路25的清潔,進而顯著 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進行分析,進而得到被測鋼水48的溫度。需要指出的是,上述實施方式不應理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。比如 說,上述高溫連續(xù)測量系統(tǒng)還可以應用在其它環(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)明的關鍵是,在單層測溫管中安裝了專用管,吹掃氣源提供的 吹掃氣體進入并向所述測溫管的封閉端方向流動,之后向所述測溫管的開口端 方向流動,并排出測溫管,所述吹掃氣體是沿著所述專用管的內部向所述測溫 管的封閉端方向流入或向開口端方向流出的;吹掃氣體在流動過程中吹掃了測 溫管內的測量光路,大大降低了測溫管產生的揮發(fā)物質或反應氣體對測量光路 的影響,從而保證了測量光路的清潔,進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落入本發(fā)明的保護 范圍之內。
權利要求
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;在所述測溫管內安裝專用管,所述專用管兩端均開口;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進入并向所述測溫管的封閉端方向流動,之后向所述測溫管的開口端方向流動,并排出測溫管,所述吹掃氣體是沿著所述專用管的內部向所述測溫管的封閉端方向流入或向開口端方向流出的;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;所述吹掃氣體在流動過程中吹掃了所述測溫管內的測量光路;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)出的光輻射進行分析,從而得到被測高溫環(huán)境的溫度。
2、 根據(jù)權利要求1所述的方法,其特征在于所述測溫管與所述專用管共軸。
3、 根據(jù)權利要求1所述的方法,其特征在于所述專用管安裝在所述測溫 管內的側部。
4、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的方法,其特征在于所述專用管的底端 到所述測溫管底端的距離小于或等于所述測溫管長度的一半。
5、 根據(jù)權利要求1或2或3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光的氣體。
6、 根據(jù)權利要求5所述的方法,其特征在于所述吹掃氣體是氮氣或惰性 氣體。
7、 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、專用管組成的吹掃裝置;所述專用管安裝在所述測溫管 內,兩端均開口。
8、 根據(jù)權利要求7所述的測量裝置,其特征在于所述測溫管與所述專用 管共軸。
9、 根據(jù)權利要求7所述的測量裝置,其特征在于所述專用管安裝在所述 測溫管內的側部。
10、 根據(jù)權利要求7或8或9所述的測量裝置,其特征在于所述測量裝置還包括抽氣裝置。
11、 根據(jù)權利要求7或8或9所述的測量裝置,其特征在于所述專用管的底端到所述測溫管底端的距離小于或等于所述測溫管長度的一半。
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,該測溫管一端封閉、一端開口;在測溫管內安裝專用管,該專用管兩端均開口;將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進入并向測溫管的封閉端方向流動,之后向測溫管的開口端方向流動,并排出測溫管,所述吹掃氣體是沿著所述專用管的內部向所述測溫管的封閉端方向流入或向開口端方向流出的;將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;所述吹掃氣體在流動過程中吹掃了測溫管內的測量光路;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現(xiàn)上述方法的高溫連續(xù)測量裝置。
文檔編號G01J5/02GK101118185SQ20071007028
公開日2008年2月6日 申請日期2007年8月13日 優(yōu)先權日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