无线喷枪制造技术

本发明专利技术披露一种以无线方式获得熔融金属的特性的测量结果的系统。所述系统包括一个接触块，所述接触块经配置以用操作方式连接到大体上中空的喷枪支架的第一端上。所述接触块用可拆卸的方式电连接到测量传感器上，并且从测量传感器接收模拟信号。所述接触块将接收到的模拟信号转换成超声波信号，并且通过喷枪支架的中空部分传输所述超声波信号。接收器块经配置以用操作方式连接到喷枪支架的第二端上。所述第二端与喷枪支架的第一端相对。所述接收器块从接触块接收超声波信号，并且将接收到的超声波信号转换成数字电压信号。

Wireless spray gun

A system for wirelessly obtaining measurements of characteristics of molten metals is disclosed. The system includes a contact block configured to be connected to the first end of the substantially hollow lance holder in an operating manner. The contact block is electrically connected to the measuring sensor in a detachable manner and receives an analog signal from the measuring sensor. The contact block converts the received analog signal into an ultrasonic signal and transmits the ultrasonic signal through the hollow part of the spray gun support. The receiver block is configured to be connected to the second end of the spray gun bracket in an operating mode. The second end is opposite to the first end of the spray gun support. The receiver block receives an ultrasonic signal from the contact block and converts the received ultrasonic signal into a digital voltage signal.

【技术实现步骤摘要】
无线喷枪
无
技术介绍
人们一般使用带有一次性浸没传感器的喷枪来测量熔融金属的特性。当把浸没传感器浸没到熔融金属中的时候，可以将温度等测量数据从传感器装置传送给接收仪器。以前这种传送操作是用模拟布线电路执行的，这些电路例如是通常用铜、铜合金或者是热电偶补偿电缆(thermocouplecompensatingcable)制造而成的电路。常规的一次性熔融金属浸没系统使用的装置中带有浸没传感器，这些浸没传感器可以进行一次性测量，然后可以丢弃掉，例如见美国专利第3,643,509号中的说明，该专利的全部披露以引用的方式并入本文中。这类浸没传感器一般固定在浸没装置的保护套的远端上。这种保护套通常是用卡纸板制造而成。传感器和卡纸板保护套经过布置，可以滑动式配合在中空导管上方，这个中空导管也可以称作喷枪支架。传感器连接到连接器构件上，这个连接器构件也可以称作接触块，参照美国专利第4,893,516号中的说明，该专利的全部披露以引用的方式并入本文中。接触块的位置在导管末端上，可以用来收纳浸没传感器的模拟电输出端。浸没传感器用可拆卸的方式连接到连接器构件上。喷枪支架的内部铺设了有护套的电缆，可以耐受接触块与接触块相对的末端上的插口(receptacle)之间的导管的热环境，请参照美国专利第5,043,023号中的说明，该专利的全部披露以引用的方式并入本文中。所述插口提供一个端子，用于通过另一条模拟电缆将这些电信号线延伸到一台仪器上，这台仪器可以解释和处理所述模拟信号，并且将传感器结果显示出来。这个包括浸没传感器、喷枪支架、信号电缆和仪器的电路通过线路和线路连接器连接在一起，并且可以拆卸开来。测量电路的每个部分，包括所有电连接、线路和电缆，优选都是用与热电偶或其他所用传感器的类型专门兼容并且与之互补的材料构造而成。所述一次性浸没传感器的卡纸板保护套包括两个主要部分，每个部分有不同用途。保护套的下部或远端部分与熔融金属直接接触，并且在与熔融金属还有热熔渣层发生剧烈反应时会被快速消耗掉，所述热熔渣层一般覆盖在熔融金属的表面上。如果要使传感器至少在完成测量操作之前经受得住反应并得到保护，卡纸板套的质量必须足够大。如果还没获得测量结果，浸没的卡纸板套就提前损坏，那么在最坏的情况下，熔融金属会破坏喷枪支架的电接点部分，这样造成的损害必须先得到修复，然后才能获得后面的测量结果。卡纸板管的第二邻接部分向上从熔融金属浴延伸出来，保护喷枪支架的远端免受金属喷溅的危害，并且不会因熔融金属浴、熔渣和任何靠近熔融金属密闭壳的热表面辐射出来的热量受到损害。如果保护卡纸板套在熔融金属浴上方的部分太低，无法遮挡辐射出来的热量，或者因大气中的氧气作用而发生剧烈燃烧，那么喷枪支架就会发生局部加热。在这个“热区”当中，喷枪支架的内部线路可能会遇到极端的热量，这可能会损害喷枪内部线路的绝缘的电学完整性，这样的话可能还需要先进行修复，然后才能获得后续的测量结果，如此便造成了延迟。在每次测量循环过程中，喷枪支架内的电路的不可置换部分，还有喷枪支架端子与仪器之间的那些部分，可能会遇到密集的辐射热量、熔融金属喷溅，还有与热熔融表面和其他固体受热表面发生直接接触。这些状况会造成线路、电缆和连接器发生绝缘击穿、拉伸、磨耗和损耗，从而导致电路的一个或一个以上部分最终发生故障。电路发生故障后，必须加以修复或更换，这又会产生额外的费用，而且在修复过程中，必要的设备将无法运转。如果使用的是自动机械浸没系统或机器人，那么在人力、材料和自动系统停工时间方面的维修和更换成本都很高。此外，在手动浸没情况下，连接喷枪支架与仪器用的电缆通常在地板上被拖来拖去，时常受到喷溅金属和移动设备的损害。这类电缆还可能会把附近的工人绊倒。遇到这类问题的设备不只有浸没喷枪。铸造厂和浇铸车间的测量场所也会使用一些带有内部线路电路的传感器，其中一部分金属会被移除到测量场所。因为上文所描述的极端状况，一段时间之后这些传感器可能会发生模拟线路故障。美国专利第4,056,407、5,037,211、5,804,006和5,388,908号中说明了这类传感器，这些专利全部以引用方式并入本文中。在钢铁制造工业环境中，不但通常会在熔融金属当中遇到高温，而且在制造和运输熔融金属的过程中使用的容器和处理管道中间和周围的表面和结构当中，也会遇到高温。在制造、监控和控制这些工艺时利用的传感器装置和对应测量电路，时常会反复遇到这些恶劣的状况，足以导致发生物理毁坏和/或变质，以至于度量结果不准确或者无法获得。在某些工业环境中，会用声学方式在一个结构或设备的固体材料内传输数据，例如石油钻塔的钻井套管。美国专利第5,568,448和5,675,325号中说明了一些井底遥测装置(Downholetelemetrydevice)，这些装置利用磁致伸缩材料在钻井套管的金属中产生超声波。这些专利披露了磁致伸缩致动器的使用，所述磁致伸缩致动器安装在钻管的中间位置中，其中钻管用作谐振管主体。在将致动器的磁致伸缩材料围起的线圈上用预定频率施加激磁电流，会让钻管发生变形。这种变形会产生声波或超声波，这些波在钻管材料中传播。传播波信号被放在致动器的井口位置的接收器接收，并且在地表上接受处理。这样产生的声波的传输效率在高频时(大体上大于400Hz)最好。波的传输在低频时(大体上低于400Hz)下降到可接受水平以下。根据上述专利的声学遥测系统需要精确放置致动器，并且需要对带有磁致伸缩装置的钻管部分进行独特的“调谐”，以便甚至在高频中也能实现最有效的传输。因为所有钻井通信系统都必须应对钻柱长度的不断改变，所以需要对声学装置进行调谐。考虑到石油钻井设备需要的资本投资，这种程度的关注在成本方面可能是合理的，但是在金属制造业不适合适应机械浸没装置的长度变化。所以，期望可以消除熔融金属测量系统中的内部线路，这样可以将受损的熔融金属测量系统的维护、维修和更换成本降至最低。还需要解决熔融金属测量用的有线测量系统引起的安全问题。
技术实现思路
本专利技术可以解决上述问题。本专利技术的特征为独立权利要求的特征。从属权利要求中说明了优选实施例。在一个实施例中，披露了一种以无线方式获得熔融金属的特性的测量结果的系统。所述系统包括一个接触块，所述接触块经配置以用操作方式连接到大体上中空的喷枪支架的第一端上。所述接触块用可拆卸的方式电连接到测量传感器上，并且从测量传感器处接收模拟信号。接触块将接收到的模拟信号转换成超声波信号，并且通过喷枪支架的中空部分传输所述超声波信号。接收器块经配置以用操作方式连接到喷枪支架的第二端上。第二端与喷枪支架的第一端相对。接收器块从接触块接收超声波信号，并且将接收到的超声波信号转换成数字电压信号。在另一个实施例中，披露了一种传输熔融金属的至少一个特性的方法。所述方法包括：接触块从测量传感器接收一个模拟信号，所述模拟信号描述熔融金属的至少一个特性。所述接触块以操作方式连接到喷枪支架的第一端上。模拟信号被转换成多个超声波脉冲。这多个超声波脉冲通过喷枪支架的中空主体传输到接收器中。接收器以操作方式连接到喷枪支架的第二端上，第二端与第一端相对。在又一个实施例中，披露了一种以无线方式获得熔融金属的特性的测量结果的系统。所述系统包括一个传输组件，所述传输组件包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以无线方式获得熔融金属的特性的测量结果的系统，所述系统包含：一个接触块，所述接触块经配置以用操作方式连接到大体上中空的喷枪支架的第一端上，所述接触块用可拆卸的方式电连接到测量传感器上，并且从所述测量传感器接收模拟信号，将所述接收到的模拟信号转换成超声波信号，并且通过所述喷枪支架的中空部分传输所述超声波信号；以及一个接收器块，所述接收器块经配置以用操作方式连接到所述喷枪支架的第二端上，所述接收器块从所述接触块接收所述超声波信号，并且将所述接收到的超声波信号转换成数字电压信号，其中所述第二端与所述喷枪支架的所述第一端相对。

【技术特征摘要】
2010.10.28 US 61/407,5131.一种以无线方式获得熔融金属的特性的测量结果的系统，所述系统包含：一个接触块，所述接触块经配置以用操作方式连接到大体上中空的喷枪支架的第一端上，所述接触块用可拆卸的方式电连接到测量传感器上，并且从所述测量传感器接收模拟信号，将所述接收到的模拟信号转换成超声波信号，并且通过所述喷枪支架的中空部分传输所述超声波信号；以及一个接收器块，所述接收器块经配置以用操作方式连接到所述喷枪支架的第二端上，所述接收器块从所述接触块接收所述超声波信号，并且将所述接收到的超声波信号转换成数字电压信号，其中所述第二端与所述喷枪支架的所述第一端相对。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触块进一步包含一个超声波换能器，用于将所述超声波信号传输到所述接收器块。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述接收器块进一步包含一个接收换能器，用于接收所述超声波信号。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述接收器块进一步包含一个大体上圆锥形的结构，所述结构有一个宽端和一个窄端，所述结构的位置靠近所述接收换能器，可以对所述接收换能器上的声音进行强化。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述圆锥形结构的所述宽端以操作方式连接到所述喷枪支架的所述第二端上。6.根据权利要求3所述的系统，其中所述接收器块进一步包含一个数/模转换器，用于将所述数字信号转换成模拟输出，所述模拟输出表示所述熔融金属的所述特性的测量结果。7.根据权利要求3所述的系统，其中所述数字信号被输出，用作对所述熔融金属的所述特性的所述测量结果的表示。8.根据权利要求3所述的系统，进一步包含所述大体上中空的喷枪支架，其中所述喷枪支架进一步包含一个大体上圆锥形的结构，所述结构有一个宽端和一个窄端，对所述接收换能器上的声音进行强化。9.根据权利要求3所述的系统，其中所述接收器块进一步包含一个冷却机构，用于冷却所述接收换能器。10.根据权利要求3所述的系统，其中所述接收器块进一步包含一个有线发射器，所述有线发射器连接到外部仪器上，用于输出一个表示所述熔融金属的所述特性的所述测量结果的信号。11.根据权利要求3所述的系统，其中所述接收器块进一步包含一个无线发射器，用于将一个表示所述熔融金属的所述特性的所述测量结果的信号输出到外部仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·F·孔蒂，杰克·安德鲁·库西克，雷努卡·罗德里戈，大卫·A·萨尔，
申请(专利权)人：贺利氏电子耐特国际股份公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE