CN100551569C - 热轧带钢温度测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热轧带钢温度测量装置。包括测量腔、喷嘴和非接触式测温传感元件。喷嘴进气口沿圆周切向布置，喷嘴安装在测量腔的下部，喷嘴凸台和喷嘴顶部隔板与测量腔形成滑动配合，测量腔进气口位于喷嘴凸台和喷嘴顶部隔板之间，喷嘴顶部隔板上面的测量腔中装有非接触式测温传感元件，测量腔进气口的气流，经切向布置的喷嘴进气口从喷嘴的下方旋转喷出到热轧带钢的表面吹开覆盖在热轧带钢表面的冷却水和雾气，喷嘴在自稳定的流体力和重力的作用下悬浮在热轧带钢的表面，非接触式测温传感元件透过喷嘴顶部隔板对下方的热轧带钢的表面温度进行测量。本发明结构简单、工艺性好、操作简单等优点，消除了冷却水和雾气对非接触式温度测量的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及温度测量装置，尤其涉及一种热轧带钢温度测量装置。
背景技术
热轧带钢表面温度的准确测量是热轧带钢温度精确控制的前提，目前主要采用红外高温计对带钢表面温度进行非接触式测量，当带钢表面出现冷却水、雾气等的干扰时，其测量精度难以保证。
要消除测温点的冷却水、雾气的影响，可利用高速喷射的气体，吹开覆盖在带钢表面的冷却水和雾气。由于喷射气体的动能随喷射的距离急剧衰减，这使得气体喷嘴与带钢的距离不能太大，但是热轧带钢的板形波动以及振动，会使带钢表面在竖直方向上大幅度的运动，为确保测量的安全性，要求气体喷嘴能够保持与带钢的距离，避免碰撞。
WO 00/09975利用垂直喷射的气体在喷嘴下表面产生的气垫效用将喷嘴悬浮在带钢表面，使得喷嘴总是贴近带钢但不接触，从喷嘴竖直喷射出的气体吹开覆盖在带钢表面的冷却水和雾气，排除冷却水和雾气对测量的影响，安装在喷嘴顶部的红外光纤测温仪能够准确的测量出带钢表面的温度。由于气体从喷嘴底部垂直喷出，下部气流易受干扰，气体的排水能力较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热轧带钢温度测量装置，通过喷嘴产生的旋转气流将覆盖在热轧带钢表面的水和雾气吹开，旋转气流在喷嘴顶部隔板上产生的吸力或斥力使喷嘴无接触的悬浮在热轧带钢表面，温度检测通过安装在测量腔中的非接触式测温传感元件完成。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
包括测量腔、喷嘴和非接触式测温传感元件；喷嘴外圆柱面上有喷嘴凸台，喷嘴顶端面装有喷嘴顶部隔板，喷嘴进气口沿圆周切向布置，测量腔下圆柱面上开有测量腔进气口，喷嘴安装在测量腔的下部，喷嘴凸台和喷嘴顶部隔板与测量腔形成滑动配合，测量腔进气口位于喷嘴凸台和喷嘴顶部隔板之间，喷嘴顶部隔板上面的测量腔中装有非接触式测温传感元件，测量腔进气口的气流，经切向布置的喷嘴进气口从喷嘴的下方旋转喷出到热轧带钢的表面。
所述的喷嘴顶部隔板的材料为玻璃、有机玻璃或聚碳酸酯。所述的喷嘴进气口为1～2个。
本发明通过研究喷嘴气流状态和气体的排水能力的关系发现，旋转气流的动能除通过喷嘴上下的压力差产生的垂直动能外，还包括气流旋转所具有的旋转动能。旋转气流相比于垂直喷出的无旋转气流能够更好的排开覆盖在带钢表面的冷却水或雾气。
通过研究喷嘴气流状态与喷嘴受力的关系发现，当喷嘴与热轧带钢的距离大于一定的阈值，喷嘴顶部隔板的下表面受到旋转气流的吸力，当喷嘴与热轧带钢的距离小于一定的阈值，喷嘴顶部隔板的下表面受到的旋转气流的排斥力。喷嘴在该力的作用下，稳定的悬浮在热轧带钢表面。
本发明具有的有益的效果是：
沿圆周切向布置的喷嘴进气口，使进入喷嘴的压缩气体发生旋转运动，旋转气流从喷嘴下方喷出，吹开覆盖在热轧带钢表面的冷却水和雾气，确保消除冷却水和雾气对非接触式温度测量的干扰；旋转气流对喷嘴顶部隔板的作用力能够实现喷嘴的自稳定悬浮，避免喷嘴与热轧带钢的碰撞。本发明具有结构简单、工艺性好、操作简单等优点，能够吹开覆盖在热轧带钢表面的冷却水和雾气，实现热轧带钢表面温度的准确测量。
附图说明
图1是本发明的喷嘴的外形结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的B-B剖视图。
图4是喷嘴顶部隔板的受力与喷嘴和带钢之间的间距的关系图。
图5是本发明的结构示意图。
图中：1.喷嘴，2.喷嘴进气口，3.喷嘴凸台，4.喷嘴顶部隔板，5.旋转气流，6.非接触式测温传感元件，7.测量腔进气口，8.测量腔，9.热轧带钢。
具体实施方式
如图1、图2、、图3、图5所示，本发明包括测量腔8、喷嘴1和非接触式测温传感元件6；喷嘴1外圆柱面上有喷嘴凸台3，喷嘴1顶端面装有喷嘴顶部隔板4，喷嘴进气口2沿圆周切向布置，测量腔8下圆柱面上开有测量腔进气口7，喷嘴1安装在测量腔8的下部，喷嘴凸台3和喷嘴顶部隔板4与测量腔8形成滑动配合，测量腔进气口7位于喷嘴凸台3和喷嘴顶部隔板4之间，喷嘴顶部隔板4上面的测量腔8中装有非接触式测温传感元件6，测量腔进气口7的气流，经切向布置的喷嘴进气口2从喷嘴1的下方旋转喷出到热轧带钢的表面。
所述的喷嘴顶部隔板4的材料为玻璃、有机玻璃或聚碳酸酯。所述的喷嘴进气口2为1～2个。
如图2所示，压缩气体从沿圆周切向布置的喷嘴进气口2进入喷嘴1后，在喷嘴1内部产生旋转气流5。
如图4和图5所示，当喷嘴1与热轧带钢9的间距大于阈值，喷嘴内的旋转气流5对喷嘴顶部隔板4下表面的作用力方向向下，驱使喷嘴1向下运动，减小喷嘴1与热轧带钢9的间距；当喷嘴1与热轧带钢9的间距小于阈值，喷嘴内的旋转气流5对喷嘴顶部隔板4下表面的作用力方向向上，驱使喷嘴1向上运动，增大喷嘴1与热轧带钢9的间距。由于喷嘴1受到这种自稳定的流体力和重力的作用下，喷嘴1能够始终稳定的悬浮在热轧带钢9表面，避免了与热轧带钢9的碰撞。
通过本发明，可以有效的消除冷却水与雾气对非接触式温度测量的干扰，确保喷嘴1与热轧带钢9不发生碰撞，满足热轧带钢表面温度精确测量的要求。
上述热轧带钢温度测量装置工作过程如下：
压缩气体由测量腔进气口7进入喷嘴顶部隔板4和喷嘴凸台3之间的区域，然后进入喷嘴进气口2，在喷嘴内部形成旋转气流5，旋转气流5从喷嘴1底部旋转喷出，吹开覆盖在热轧带钢9表面的冷却水和雾气；喷嘴1在旋转气流5形成的自稳定的流体力的作用下，稳定的悬浮在热轧带钢9表面；非接触式测温传感元件6透过透明的喷嘴顶部隔板4对热轧带钢9表面温度进行测量，测量到的温度信号由导线传送到外部记录装置，非接触测温传感元件为红外传感元件。由于覆盖在热轧带钢9表面的冷却水被喷嘴1喷出的旋转气流5吹开，同时喷嘴1稳定的悬浮在热轧带钢9表面，故对热轧带钢9表面的非接触式温度测量能够安全可靠的进行。
Claims (3)
1.一种热轧带钢温度测量装置，其特征在于：包括测量腔(8)、喷嘴(1)和非接触式测温传感元件(6)；喷嘴(1)外圆柱面上有喷嘴凸台(3)，喷嘴(1)顶端面装有喷嘴顶部隔板(4)，喷嘴进气口(2)沿圆周切向布置，测量腔(8)下圆柱面上开有测量腔进气口(7)，喷嘴(1)安装在测量腔(8)的下部，喷嘴凸台(3)和喷嘴顶部隔板(4)与测量腔(8)形成滑动配合，测量腔进气口(7)位于喷嘴凸台(3)和喷嘴顶部隔板(4)之间，喷嘴顶部隔板(4)上面的测量腔(8)中装有非接触式测温传感元件(6)，测量腔进气口(7)的气流，经切向布置的喷嘴进气口(2)从喷嘴(1)的下方旋转喷出到热轧带钢的表面。
2.根据权利要求1所述的一种热轧带钢温度测量装置，其特征在于：所述的喷嘴顶部隔板(4)的材料为玻璃、有机玻璃或聚碳酸酯。
3.根据权利要求1所述的一种热轧带钢温度测量装置，其特征在于：所述的喷嘴进气口(2)为1～2个。
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