一种熔融液体温度连续测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种熔融液体温度连续测量方法，包括以下步骤：将定位装置安装在传感器上，所述传感器中的连接管与测温管连接，传感器与定位装置间配合；将定位装置安装在熔融液体的液面上方，所述测温管的封闭端插入拟定深度并浮在被测熔融液体中；当熔融液体液面波动时，所述测温管随着液面波动，所述传感器在所述定位装置中上下移动，测温管插入熔融液体的深度保持不变；测温管的封闭端感知熔融液体温度并发出辐射；接收测温管的封闭端发出的辐射，经分析得到熔融液体的温度。本发明专利技术还公开了一种用于实现上述方法的装置。本发明专利技术测温成本低、测温精度高，应用在钢水等熔融液体的温度连续测量中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及黑体空腔辐射高温测定，特别涉及一种用于连续测量熔融液体 温度的方法及装置。
技术介绍
在冶金和玻璃生产等行业中，实现对熔融金属、玻璃等温度的连续测量对 调整生产工艺、降低能耗、提高质量有重要意义。美国专利US5180228公开了一种铁水或钢水温度测量的方法及装置，如图 l所示，该技术方案利用黑体空腔辐射测温技术，具体方案为 一端开口的测温 管11插入铁水或钢水14中，铁水或钢水14表面漂浮渣13，测温管11上端连 接连接管12。工作方式为测温管11插入铁水或钢水14中，插入深度与测温 管11内径之比大于10，此时测温管11接近为一黑体空腔，底端感知铁水或钢 水14的温度并发出辐射，接收所述辐射，经过分析得到铁水或钢水14的温度。 测温管ll使用锆系陶瓷，成本高。为了提高昂贵的测温管11的使用寿命，在 所述测温管11外设置了可浮在渣13上的环形保护器15,把渣13与测温管11 隔离开来，避免了在测温过程中渣13侵蚀所述测温管11，大大提高了测温管 11的使用寿命。上述技术方案实现了对铁水或钢水温度的连续测量，但也有如 下不足1、结构复杂，需要专门配备一个新部件环形保护器；2、测温精度 低，由于是利用黑体空腔技术进行辐射测温，因此对插入液面的深度与测温管 的内径之比有要求通常大于某一特定值，而在整个测温过程中，液面是不断波动的，造成测温管插入深度会随着液面的波动而波动，然而上述技术方案中 又是固定测温管的位置，因此，当液面下降时，如炼钢连铸工艺中更换大包时， 中间包钢水液面通常会有较大幅度的下降，会出现插入深度不足，此时测温管 不能被视为黑体空腔，进而造成测温精度严重下降。日本专利JP7-12650公开了一种用于熔融金属连续测温的辐射温度计装置，如图2所示，该装置也是利用黑体空腔辐射测温技术，具体技术方案为该装置包括测温管23及测温探头、分析仪表24。工作方式为测温管23插入熔池 21中的熔融金属22中一定深度，使测温管23接近于一个黑体，测温管23的底 端感知熔融金属温度并发出辐射，测温探头接收所述辐射信号，经所述分析仪 表24分析后得到熔融金属22的温度。该装置实现了对熔融金属内部温度的连 续测量，但也有如下不足1、 测温管成本高，体现在以下方面第一，在测温过程中，测温管的位置 固定，插入熔融金属的长度有限(测温管满足黑体空腔需要即可)，液面之上的 测温管长度较长(尤其是当液面下降时)，而这部分测温管并没有起到测温作用， 浪费了这部分测温管，提高了测温成本。第二，为了满足黑体空腔的要求，测 温管插入深度与内径之比必须大于某一特定值，而由于模具的限制(测温管越 长，所需的内腔模具也就越长，为保证模具强度，模具的直径就必须越大)，此 类测温管内腔直径通常比较大，因此插入深度也就比较大，造成测温管总长度 比较大。通常使用的测温管长度为1100mm左右，如果采用价格低廉的铝碳材 料，重15公斤，而铝碳材料价格为30000元/吨，因此每根测温管的造价约为 450元，采用锆系陶瓷的测温管价格更高。第三，熔融液体如钢水表面会有一层 侵蚀性很强的渣，因此，测温管往往是在渣线处断裂，使用寿命大大下降。渣 线处理手段有两种 一种是加大测温管在渣线位置的壁厚，另一种是强化测温 管在渣线位置的材料(加强材料的成本很高)。对于位置固定的测温管，液面渣 线波动，且不同应用场合渣线位置不同，所以，测温管若要进行渣线处理，则 必须处理很长的范围(比如200mm)才能保证其普适性。测温管壁厚的增大提 高了测温管的质量会从15公斤提高到16公斤，如采用价格低廉的铝碳管， 每天更换一根测温管，则每个应用点每年的耗材费用就超过17万元，因此，降 低测温的运行成本成了业界急需解决的问题。2、 测温管加工难，由于上述方案中使用的测温管较长，而要在较长的测温 管内加工出较小的内径很难，对模具的要求也高。3、 测温精度低，由于是利用黑体空腔技术进行辐射测温，因此对插入液面 的深度与测温管的内径之比有要求通常大于某一特定值，而在整个测温过程中，液面是不断波动的，造成测温管插入深度会随着液面的波动而波动，然而 上述技术方案中又是固定测温管的位置，因此，当液面下降时，会出现插入深 度不足，此时测温管不能被视为黑体空腔，从而造成测温精度严重下降。如图3所示，中国专利CN1116593C公开了一种和上述日本专利类似的钢 水温度连续测量方法以及测温管。还有较多专利文献公开了和上述技术方案类 似的方法和装置，如日本专利平4-166730、俄罗斯专利RU2150091C1、中国专 利CN2788937Y和CN101071079A等，但都具有和上述方法及装置相同的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中的上述不足，提供了一种运行成本低、测 温精度高的熔融液体温度连续测量方法，还提供了一种成本低、部件加工容易、 测温精度高的熔融液体温度连续测量装置。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案 一种熔融液体温度连续测量方法，包括以下步骤将定位装置安装在传感器上，所述传感器中的连接管与测温管连接，传感 器与定位装置间配合；将定位装置安装在熔融液体的液面上方，所述测温管的封闭端插入拟定深 度并浮在被测熔融液体中;当熔融液体液面波动时，所述测温管随着液面波动，所述传感器在所述定位装置中上下移动，而测温管插入熔融液体的深度保持不变；测温管的封闭端感知熔融液体温度并发出辐射； 接收测温管的封闭端发出的辐射，经分析得到熔融液体的温度。 作为优选，所述拟定深度与测温管的内径之比大于或等于14。 作为优选，所述测温管在接触熔融液体表面的渣线部分的壁厚大于其它部 分的厚度。作为优选，在测温过程中，所述连接管内通有冷却气体并自上而下流动， 并排出。为实现上述方法，本专利技术还提出了这样一种熔融液体温度连续测量装置， 包括传感器、分析仪表，所述传感器包括一端开口一端封闭的测温管、与测温管连接的连接管、测温探头；所述测量装置还包括定位装置，所述传感器穿过 并与所述定位装置间滑动或滚动配合；所述传感器受到的重力C7肖满足如下关系:Gft = Fi￥ ， &为所述测温管的封闭端插入熔融液体为拟定深度时受到的浮力。作为优选，所述拟定深度与测温管内径之比大于或等于14。 作为优选，所述测温管的从封闭端向开口端且距离与测温管内径之比大于 或等于14的部分的壁厚大于其它部分的厚度。作为优选，所述连接管内设有气体通道，所述测温管上设置有排气通道。 作为优选，所述连接管上还设置限位装置。本专利技术的基本原理是通过设计传感器的质量和测温管的长度，从而使测 温管插入拟定深度并浮在熔融液体中，插入拟定深度与测温管内径的比例关系 满足测温管接近黑体空腔的需要，如比例为14;当液面波动时，通过定位装置 去限定传感器只是在竖直方向上随液面的波动而上下移动，而测温管插入熔融 液体的深度保持不变，使测温管始终接近于黑体空腔。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果1、 测温管成本低，体现在以下方面第一，无论液面如何波动，测温管的 插入深度保持固定，不会出现过剩的情况(插入深度与测温管内径比例很大时 也没有更好的效果)，因此，保证黑体空腔的同时最大限度地减少了液面以下测 温管的浪费，从而节省了成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔融液体温度连续测量方法，包括以下步骤：将定位装置安装在传感器上，所述传感器中的连接管与测温管连接，传感器与定位装置间配合；将定位装置安装在熔融液体的液面上方，所述测温管的封闭端插入拟定深度并浮在被测熔融液体中；当熔融液 体液面波动时，所述测温管随着液面波动，所述传感器在所述定位装置中上下移动，测温管插入熔融液体的深度保持不变；测温管的封闭端感知熔融液体温度并发出辐射；接收测温管的封闭端发出的辐射，经分析得到熔融液体的温度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳辉，王健，
申请(专利权)人：聚光科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]