BRPI0601409B1 - Immersion measuring probe, particularly falling probe - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SONDA DE MEDIÇÃO DE IMERSÃO, PARTICULARMENTE SONDA DE MEDIÇÃO EM QUEDA".

[001] A invenção refere-se a uma sonda de medição de imersão, particularmente à sonda de medição em queda para banhos de metal em fusão tendo uma cabeça de medição na qual pelo menos um portador de sensor com pelo menos um sensor é disposto, em que o portador de sensor é retido em ou em uma abertura da cabeça de medição.

[002] Tais sondas de medição são conhecidas, por exemplo, da patente alemã 198 49 433 C1. As sondas de medição de abaixar são lançadas de certa altura de um retentor para um metal em fusão. A cabeça de medição montada em uma extremidade de um tubo portador é geralmente feita de aço, a fim de prover a massa requerida para penetração na camada de escória formada no aço ou ferro em fusão. No interior do tubo portador um cabo de sinal é enrolado, que é conectado com um sistema de medição e que desenrola-se do tubo portador durante a caída no metal em fusão. Na cabeça de medição, um portador de sensor tendo pelo menos um sensor é disposto, por exemplo, um sensor de temperatura ou um elemento eletroquímico para medição do teor do oxigênio do metal em fusão. Quando penetrar na camada de escória que fica no topo de um aço em fusão, a escória pode aderir à cabeça de medição. Esta escória que adere na cabeça de medição e talvez na capa protetora para os sensores pode influenciar a medição das propriedades do aço em fusão e conduzir a erros de medição.

[003] Além do contato de seu material de eletrólito sólido com o metal em fusão, os sensores eletroquímicos também necessitam de um chamado contato de banho entre seu chamado contra-eletrodo e o metal em fusão. O contato de banho é frequentemente conseguido fo- ra da sonda de medição através de linhas de sinal para o metal em fusão (Patente alemã 30 21 949 C2) ou como descrito, por exemplo, na Patente Alemã 195 31 661 A1 ou Patente alemã 196 52 596 Al, como um componente adicional que deve ele próprio ser correspondentemente protegido. Estas publicações, todavia, não se referem às sondas de medição de abaixar e não são apropriadas para as cargas mecânicas particulares ("particularly shock loads") de tais sondas.

[004] Uma unidade de sensor é conhecida de Patente alemã 102 03 121 A1, em que um portador de sensor é localizado em uma cabeça de medição, em que o portador de sensor tem um sensor e em que a cabeça de medição fica em contato elétrico com as partes do sensor. Um sensor similar é conhecido da Patente europeia 363 6116 A2. Ainda, um tubo de eletrólito sólido é conhecido da Patente Alemã 101 03 701 C1, que é usado em um sistema de medição para a determinação de oxigênio em metais em fusão. O tubo de eletrólito sólido é fechado na sua extremidade do lado traseiro com uma capa de travamento.

[005] A invenção é baseada no objetivo de proporcionar uma sonda de medição de imersão simplesmente construída e que funciona confiavelmente, particularmente uma sonda de medição em queda.

[006] Uma vez que pelo menos uma parte da cabeça de medição fica em contato elétrico com um contra-eletrodo de um sensor eletro-químico disposto na cabeça de medição e forma um contato de banho para o sensor eletroquímico, um contato de banho confiável resulta deste modo de trajetos de contato curto, simples e superfície de contato de banho grande. A construção é muito estável e pode suportar as cargas mecânicas durante o abaixamento da sonda no aço em fusão. A cabeça de medição é de preferência feita de metal. Em particular, é conveniente para o portador de sensor ter uma conexão de trava com a cabeça de medição, a fim de assegurar uma instalação simples. No portador de sensor, de preferência na sua extremidade disposta dentro da cabeça de medição, um primeiro elemento de travamento é disposto que engata com um segundo elemento de travamento localizado na cabeça de medição. É, ainda mais vantajoso para um elemento de contato ser disposto no portador de sensor, de preferência na sua extremidade disposta dentro da cabeça de medição, que conecta eletricamente o contra - eletrodo com a cabeça de medição. É conveniente para o primeiro elemento de travamento ser localizado neste elemento de contato.

[007] Uma concretização da invenção é explicada em maiores detalhes abaixo com referência a um desenho.

No desenho: [008] a figura 1 é uma seção transversal de uma concretização da cabeça de medição, junto com uma vista do topo;

[009] a Figura 2 é um elemento de contato.

[0010] a figura 1 mostra uma cabeça de medição 1 de uma sonda de medição em queda. A cabeça de medição 1 é usualmente montada em uma extremidade de um tubo portador, que pode ser feito de papelão. O sulco de anel 2 ou o sulco de anel 14 da cabeça de medição 1 pode ser usado para este propósito. O tubo portador não é mostrado no desenho por razões de maior clareza.

[0011] A cabeça de medição 1 é feita de aço. Ela possui um furo longitudinal central 3. Na extremidade da imersão da cabeça de medição 1, um portador de sensor 4 é montado no furo 3. O portador de sensor 4 possui, na sua extremidade posterior voltando-se distante da extremidade de imersão, um ou mais ganchos 5, como um primeiro elemento de trava, que engatam em um sulco anular 6, como um segundo elemento de trava, quando o portador de sensor 4 é inserido no furo 3 e fixa o portador de sensor 4 no furo 3. A cabeça do sensor 4 possui um ou mais sensores sob uma capa protetora 7, por exemplo, um termo elemento e/ou um sensor eletroquímico para determinação do teor de gás do aço em fusão para cuja análise a sonda de medição de imersão é usada. O sensor é conectado através de contatos 8 na extremidade traseira do portador de sensor 4 nas linhas de sinal, que são conectados através do furo 3 à uma unidade de medição ou computador.

[0012] O portador de sensor 4 disposto no furo 3 da cabeça de medição 1 possui um anel 9 feito de areia de fundição. É, também, possível formar o portador de sensor todo 4 de areia de fundição. Pelo menos o anel 9 pode também ser feito de papelão ou um material poroso combustível ou contendo gás similar. O sensor do portador de sensor é coberto por uma capa protetora 7, que por sua vez é coberta com um capa de papelão IO. Ambas, a capa de papelão 10 e a capa protetora 7 são destruídas na entrada para o aço em fusão, de modo que o sensor entra em contato com o aço em fusão. Enquanto penetrando na camada de escória que fica no topo do aço em fusão ou quando imersa no aço em fusão, a cabeça de medição é rapidamente aquecida até a temperatura do aço em fusão. O gás presente nos poros da areia de fundição deste modo experimenta um rápido aumento no volume, de modo que ele emerja muito rapidamente do anel 9, e deste modo realmente arranca longe qualquer escória que se adere no portador de sensor 4 ou capa protetora 7. Consequentemente, a escória não influi na vizinhança imediata do sensor, de modo que a precisão da medição seja aumentada.

[0013] O portador de sensor 4 pode também ser feito de aço. A cabeça de medição 1 pode, em princípio, também ser usada sem um tubo portador.

[0014] Um elemento eletroquímico disposto no portador de sensor 4 necessita de um chamado contato de banho para seu funcionamento. Este contato de banho é convenientemente produzido pelo contato correspondente do elemento eletroquímico que vem do lado inferior do portador de sensor 4 (contra-eletrodo) sendo diretamente conectado eletricamente através de um elemento de contato 11 (mostrado na Figura 2) a cabeça de medição metálica 1, de modo que o corpo da cabeça de medição em si faz o contato elétrico com o metal em fusão. O elemento de contato 11 é essencialmente formado como um anel de metal e é disposto na extremidade dianteira do portador de sensor 4 no interior da cabeça de medição 1. Uma tira de contato 12 serve para contato com o contra-eletrodo e outra tira de contato 13 serve para contato com a cabeça de medição 1. Isto possibilita, por um lado a montagem simples do portador de sensor 4 na cabeça de medição 1, uma vez que ambas devem ser meramente inseridas uma na outra e então a conexão de trava é engatada. Por outro lado, um contato de banho seguro resulta dos trajetos de contato curto, simples e uma superfície de contato de banho grande. A construção é muito estável e pode suportar a carga mecânica no abaixamento da sonda no aço em fusão.

REIVINDICAÇÕES

Claims (4)

1. Sonda de medição de imersão, particularmente uma sonda de medição em queda, para banhos em fusão de metal, tendo uma cabeça de medição (1) na qual pelo menos um portador de sensor (4) com pelo menos um sensor é disposto, onde o portador de sensor (4) é retido em ou em uma abertura na cabeça de medição (1), onde pelo menos uma parte da cabeça de medição (1) está em contato elétrico com um contra-eletrodo de um sensor eletroquímico disposto na cabeça de medição (1) e forma um contato de banho com o sensor eletroquímico, caracterizada pelo fato de que um primeiro elemento de trava (5) é disposto no portador de sensor (4) que se engata com um segundo elemento de trava (6) disposto na cabeça de medição (1), sendo que um elemento de contato (11) é disposto no portador de sensor (4), onde o elemento de contato (11) faz uma conexão eletricamente condutiva do contra-eletrodo com a cabeça de medição (1) e onde o primeiro elemento de trava (5) e o elemento de contato (11) são feitos de uma mesma peça.

2. Sonda de medição de imersão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a cabeça de medição (1) é feita de metal.

3. Sonda de medição de imersão de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o portador de sensor (4) fica em conexão de trava com a cabeça de medição (1).

4. Sonda de medição de imersão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que um primeiro elemento de trava (5) é disposto na extremidade do portador de sensor (4) localizado no interior da cabeça de medição (1).