用于测量熔融金属浴温度的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于测量熔融浴的参数的装置，其具有带套壳的光纤和连接到所述光纤的检测器，其中所述套壳以多层包绕所述光纤，一个层包括金属管以及布置在所述金属管下方的中间层，所述中间层包括粉末或者纤维或者颗粒材料，其中所述中间层的材料以多部分的方式包围所述光纤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种借助于由套壳包绕的光纤来测量熔融浴参数的方法，上述参数尤其是温度，熔融浴尤其是熔融金属浴，所述光纤浸入在熔融金属浴中，并且把熔融金属浴中的光纤吸收的辐射馈送到检测器中，其中当浸入熔融浴中时所述光纤被加热。此外，本专利技术还涉及一种测量熔融浴参数的装置，上述参数尤其是温度，熔融浴尤其是熔融金属浴，该装 置具有带套壳的光纤和连接到所述光纤的检测器，其中所述套壳以多层的方式包绕所述光纤。在本专利技术意义上的参数还可以是例如熔融金属浴的高度或者组成，换言之，可以是成 分的比例。还可以在其它的熔融浴中进行测量，譬如熔融的盐浴、熔融冰晶石浴或者熔融玻 璃浴。
技术介绍
这种方法例如从JP 11118607中所公知。该文献描述如何使用光纤在熔融金属浴 中测量温度。从线轴上退巻光纤，并且经馈送管线将光纤送到熔融金属浴中。通过检测器 测算由光纤吸收的辐射。对应的光纤例如从JP 10176954中公知。在此文献中所描述的光 纤在远端由金属管包绕。围绕该金属管，布置由绝热材料制造的管，该绝热材料制造的管由 外部金属管包绕。该结构防止内部的金属管熔化过快。绝热材料制造的管包含碳颗粒，从 而在对应的管部浸入熔融金属浴中之前，内部的金属管不会熔化。把光纤浸入进熔融金属 浴中，并且以事先确定的速度跟踪光纤，从而可以即使在光纤的端部被摧毁了的情况下也 可以连续地测量。 一种用于测量温度的类似的光纤披露于JP7151918中。该文献描述的光 纤由包以塑料材料层的保护性金属管包绕。 还公知这样的多层线，在钢铁厂中将其用于选择性地把掺杂物引入到熔融金属浴 中(例如在DE 199 16 235、 DE 37 12 619、 DE 19623 194、 US 6， 770， 366中)。
技术实现思路
本专利技术的目的是改进借助于光纤在熔融金属浴中的参数测量。 根据本专利技术的一个方面，提供一种通过光纤测量熔融浴参数的方法，上述参数尤 其是熔融浴的温度，熔融浴尤其是熔融金属浴，该光纤由套壳包绕，该光纤浸入熔融浴中， 并且把熔融浴中光纤吸收的辐射馈送到检测器中，其中，当浸入熔融浴中时光纤被加热，光 纤的加热曲线具有至少一个点P(t。、T。)，其中，在第一时间间隔t。-At中经过时间At后光 纤的温度T达到温度T。的增量为A 1\，以及，在紧接其后的第二时间间隔t。+ A t中，经过时 间At后光纤温度的增量为AT2， ATi小于AT2。 当光纤浸入进熔融金属浴中时，或者当它接近熔融金属浴时或者接近熔融金属浴 上方的浮渣时(例如在熔融钢浴的情况下)，所述光纤自然被加热。加热尤其涉及光纤的端3部或者说浸入端。因为石英玻璃不能够长时间耐受熔融钢浴的高温，光传导件通常为石英 玻璃的光纤在相关的端部处必须不断地更换。因此，根据本专利技术的方法在各情况下涉及渗 入进熔融浴中或者熔融浴上方的熔渣层中的光纤前部。根据本专利技术，光纤的加热曲线(加 热曲线代表作为时间t的函数的温度T的增量)具有至少一个点P(t。、T。)，其中，在第一时 间间隔t。-A t中经过时间A t后光纤温度达到温度T。的增量为AI\，以及，在随后的第二 时间间隔t。+At中经过时间At后光纤温度的增量为AT2， AL小于AT2。 这种类型的温度进程意味着从加热曲线上的特定时刻起，原则上具有弯曲(近 似不连续性)，在此处，与以前的进程相比加热速度显著地增加。已经证明，光纤或者紧靠其 周围的环境产生机械运动，该机械运动的幅度取决于加热速度变化的大小和所对应时间间 隔縮短的量。加热速度的改变越大且所述时间间隔At越小，在加热曲线中发生这种近似 不稳定的变化时，光纤或者紧靠其周围的环境的机械运动越大。该运动辅助光纤浸入熔融 浴中以及辅助光纤端部的更换，光纤端部几乎是通过突然的上升运动(振动)推出，从而可 以跟踪还没有被高温损毁的玻璃纤维的新端部。 在第二时间间隔t。+ A t后温度T的增量A T2是第一时间间隔t。_ A t中温度的增 量ATJ勺至少5倍，更好为至少10倍，优选为至少20倍。在所述第二时间区域中，温度增 量特别优选的是50倍，或者更好是IOO倍。两个时间区域的持续时间At有利地应当最长 为500ms，优选的是最长为200ms。 在两个时间间隔之间t。时刻处的光纤温度T。适宜设定为最高60(TC，较佳的是最 高20(TC，优选的是最高IO(TC。狭义的实际光纤温度，换言之石英玻璃的温度，应当如此考 虑。加速速度的变化基于该温度T。， T。越低，则这种变化就可以越强并且更有效。 光纤浸入所述熔融金属浴中或者说馈送进熔融金属浴中的速度对应于其端部玻 璃结构损毁的速度，从而持续地馈给适于接收和传送辐射的新的玻璃纤维材料，而没有因 为损毁的纤维结构而导致的辐射损耗。 根据本专利技术，一种测量参数特别是温度参数的装置，上述参数尤其是熔融浴的温 度，尤其是熔融金属浴，该装置具有带套壳的光纤以及连接到光纤的检测器，其中套壳以多 层包绕光纤，其特征在于一个层设计成金属管，以及，布置在金属管下的中间层由粉末或者 纤维或者颗粒材料形成，其中，中间层的材料以多个分开的部分包围所述纤维。在本专利技术 中，中间层的材料以多个分开的部分包围纤维的特征指的是，多个部分的结构存在于工作 状态，换言之，存在于浸入要测量的熔融浴的过程中或者之后。在此情况下，温度至少为 IOO(TC，优选为至少1400°C。在此状态下，粘接剂(制造过程中可能用在中间层的部分之 间)被分解或者烧除，从而各个部分不再相互连接，或者在很大程度上不再相互连接。这些 部分既可以形成小的颗粒也可以形成较大的粘结单元，譬如堆集体，或者例如布置在纤维 周围的壳。因此，中间层的材料整体上不是刚性的，而是至少本身有限程度可移动。 在光纤浸入熔融金属浴或者熔融金属浴上的熔渣层的过程中，这种中间层被加 热，出人预料的事实证明，对于金属管与中间层(由粉末或者纤维或者颗粒材料制成并布 置于金属管上)的组合，从存在气体的加热曲线上特定时刻起，在加热时，即如果把金属管 加热到这样的程度，因加热而使中间层气体膨胀从而在金属管内部引起压力，而金属管不 能再耐受这样的压力时，中间层的这种材料能够突然大程度膨胀。在此情况下，快速上升的 应力形成在金属管内侧，直到其突然破裂，或者以某种其他方式被摧毁为止，从而使光纤的套壳几乎爆裂式从纤维脱离。总体上，根据本专利技术的装置的特征在于，在金属管摧毁过程中 或者金属管解体后，中间层作为层体会快速崩解，其组成部分从纤维脱离。以此方式，一方 面光纤在其浸入端部非常快速并突然地暴露于熔融金属浴，另一方面使光纤端部推进到熔 融金属浴中的操作相当容易。 中间层优选用二氧化硅、氧化铝或者对熔融金属浴耐火的材料或者惰性材料形 成。中间层的材料本身不是刚性的，但是各材料颗粒可以彼此相对移动，从而，一方面使带 有光纤的套壳尽可能具备柔性，另一方面，又保证了这种材料胀裂或者释放的突发性。所述 套壳可以具有金属外层，尤其是锌外层；也可以具有陶瓷纸、纸板或者塑料材料的外层。 所述套壳优选具有振动器，或者在套壳上或者挨着套壳布置振动器，以改进从光 纤释放套壳材料或者光纤被毁端部的去除(断开)。振动器也可以由中间层的材料形成，因 为事实已经证明，在加热时中间层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量熔融浴的参数的装置，具有带套壳的光纤和连接到所述光纤的检测器，其中所述套壳以多层包绕所述光纤，一个层包括金属管以及布置在所述金属管下方的中间层，所述中间层包括粉末或者纤维或者颗粒材料，其中所述中间层的材料以多部分的方式包围所述光纤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：F达姆斯，F佐伊腾斯，RC惠特克，
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：BE[比利时]