CN101029848B - 一种应用于高温液体的连续测温方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于高温液体的连续测温方法，所述高温液体表面有浮渣层；所述方法包括以下步骤：a.将测温管穿过浮渣层后插入到高温液体中；b.改变所述测温管在所述高温液体中的插入深度；c.测得所述测温管的感知温度，进而得到高温液体的温度。此外，本发明还公开了用于实施该方法的装置，所述装置包括一端插入高温液体的测温管、与测温管另一端相连接的测温仪；所述测温装置还包括驱动所述测温管以使测温管在所述高温液体中插入深度改变的驱动装置以及对所述测温管的运动方式作出控制的控制装置；所述驱动装置和控制装置配合使测温管在高温液体中的插入深度在测量过程中连续或间断地改变。

Description

一种应用于高温液体的连续测温方法
技术领域
本发明涉及温度测量，特别涉及一种应用于高温液体的连续测温方法和装置。 
背景技术
在冶金和玻璃等的生产过程中，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。 
公告号为CN1116593C的中国专利公开了“一种钢水温度连续测量方法和测温管”，具体方法为：提供一个测温管，该测温管是复合管，内、外两套管均是一端开口，一端封闭；将所述测温管的封闭端插入钢水中，插入的长度与所述测温管的内径之比等于或大于15，与所述测温管的外径之比大于3；将所述测温管的另一端与测温仪相连；通过所述测温仪对所述测温管插入钢水中的内套管端部发出的热辐射进行分析，从而计算出钢水的温度。所述发明专利中使用了双层管，增大了所述测温管的使用寿命，提高了连续测量的时间。但该方法也有不足：在钢水冶炼过程中，钢水的液面上漂浮一层钢渣，所述钢渣是固态、液态和气态的三相混合体，对处在钢渣层的测温管的腐蚀和侵蚀特别严重，往往造成测温管在渣线处断裂，浪费了整根测温管，提高了运行成本。 
公告号为CN2729672Y的中国专利公开了一种“高温液体测温装置”，该装置的工作方式为：单层测温管感知高温液体的温度并发出热辐射，窥视管中的光学系统接收测温管底端的辐射光波并送光电比色传感器，光电传感器对光信号进行滤波和分光，并将两个不同波长的红外光送光电池转换为电信号，智能仪表根据电信号测得实际温度。本专利同样没有解决高温液体对测温管腐蚀和侵蚀严重的问题。 
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种有效延长测温管使用寿命的应用于高温液体的连续测温方法和装置。 
为实现上述目的，本发明采用以下方法实现对高温液体温度的连续测量： 
一种应用于高温液体的连续测温方法，所述高温液体表面有浮渣层；所述方法包括以下步骤： 
a.将所述测温管穿过浮渣层后插入到高温液体中； 
b.改变所述测温管在所述高温液体中的插入深度，用于改变所述测温管被所述浮渣层腐蚀或侵蚀的位置； 
c.测得所述测温管的感知温度，进而得到高温液体的温度。 
所述步骤b中，采用连续或间断的方式来改变所述测温管在所述高温液体中的插入深度。 
当采用间断方式时，改变测温管在所述高温液体中的插入深度的移动步长大于或等于所述浮渣层的厚度。 
测量过程中还测得所述高温液体的液面高度。 
所述高温液体是钢水。 
所述改变测温管在所述高温液体中的插入深度的方式为增加或减小所述插入深度。
所述测温方法采用辐射测温技术、亮度测温技术、比色测温技术和热电偶测温技术中的一种。 
为实现上述方法，本发明还提出了这样一种应用于高温液体的连续测温装置，包括一端插入高温液体的测温管、与测温管另一端相连接的测温仪；所述测温装置还包括驱动所述测温管以使测温管在所述高温液体中插入深度改变的驱动装置以及对所述测温管的运动方式作出控制的控制装置；所述驱动装置和控制装置配合使测温管在高温液体中的插入深度在测量过程中连续或间断地改变。 
所述测温装置还包括用于测量高温液体液面的液面测量装置。 
所述高温液体是钢水。 
按照本发明的技术方案，由于考虑到了高温液体在渣线处对测温管腐蚀和侵蚀严重的问题，采用逐段地使测温管与高温液体的表面浮渣相接触，从而有效地延长整个测温管的使用寿命，降低了运行成本。 
附图说明
图1是本发明的一种温度连续测量装置的结构示意图； 
图2是实施例1中测温管插入深度与时间关系图； 
图3是实施例2中测温管插入深度与时间关系图； 
图4是实施例3中测温管插入深度与时间关系图。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详尽描述。 
实施例1： 
如图1所示，用于对高温液体温度进行连续测量的装置，应用在钢包6中钢水7连续测温中，所述测量装置包括测温管2、测温仪、驱动装置11和控制装置。所述钢水7表面有一层浮渣8。所述测温仪是一辐射测温装置，包括安装在测温管2一端的测温探头3、光纤4、信号处理器1。所述液面测量装置5如压力传感器安装在钢包6的底部，利用称重法测得钢水7的液面高度。当然也可以用高温液位计等装置去取代所述压力传感器。所述测温管2是一是由内管和外管构成的复合管，内外套管均是一端开口，一端封闭。 
所述驱动装置11用于使所述测温管2与所述钢水7液面的位置发生相对移动，也即使所述测温管2插入到所述钢水7的长度变大或变小。所述驱动装置11可以是液压装置或由步进马达控制的移动装置等(本实施例采用后者)。所述驱动装置11安装在竖杆10上，可以沿竖杆10上下移动并可绕竖杆10旋转。所述控制装置安装在所述信号处理器1中，用于控制所述驱动装置11或连续或间断地移动，从而使所述测温管或连续或间断地在所述钢水7中运动。所述测温管2及测温探头3吊装在与所述驱动装置11相连接的横杆12上。 
本实施例还揭示了一种应用于钢水的连续测温方法，也即上述连续测温装置的工作过程，如图2所示，所述方法包括以下步骤： 
a.控制所述驱动装置11，将所述测温管2穿过浮渣8后插入到钢水7中，使插入深度为L1；所述测温管2在钢水中插入深度为L1处的停留时间Δt＝t2-t1要短于测温管2被浮渣8腐蚀和侵蚀而发生断落的时间，具体时间和所述钢水7和浮渣8的类别以及所述测温管2所使用的材料有关，所述停留时间Δt存储在 所述控制装置中； 
b.当所述停留时间Δt一过，所述控制装置和所述驱动装置11相配合使所述测温管2插入到钢水7中的深度变大，也即在时间t2→t3内使测温管插入到钢水的深度变成L2，增大的插入深度为ΔL＝L2-L1，其值大于或等于所述钢水7表面的浮渣8的厚度；所述测温管2在钢水中插入深度为L2处的停留时间为上述的Δt。 
重复步骤b中的移动方式，不断地增加测温管在钢水中的插入深度(移动到位置L3、L4...处)，使所述测温管2逐段被所述浮渣8腐蚀和侵蚀，从而达到延长所述测温管2的使用寿命。 
c.测温管2的底端发出红外辐射；测温探头3接收测温管2底端发出的红外辐射信号，并通过光纤4送至信号处理器1；钢水液面测量装置5测得钢水7液面的高度并送信号处理器1；信号处理器根据钢水7液面高度信号、钢包底部到所述横杆的距离和所述测温管的长度得到测温管2插入到钢水7中的深度，进而得到测温管2的有效发射率；根据接收到的测温管2内底端的光辐射信号和测温管2的有效发射率，利用辐射测温技术计算出钢水7的温度。 
实施例2： 
如图1所示，用于对钢水温度进行连续测量的装置，与实施例1不同的是，所述控制装置是安装在驱动装置中的控制电路，所述测温管是单层管，一端开口，一端封闭。 
本实施例还揭示了一种应用于钢水的连续测温方法，也即上述连续测温装置的工作过程，如图3所示，所述方法包括以下步骤： 
a.具体过程与实施例1中的步骤a相同； 
b.所述驱动装置11连续地工作，使所述测温管2插入到所述钢水7中的深度从L1缓慢地连续增大，从而避免出现测温管2长时间停留在同一位置而被腐蚀和侵蚀发生断落的情况，插入深度增大的速率与所述测温管2在钢渣8处被腐蚀和被侵蚀的速率决定，具体和所述钢水7和钢渣8的类别以及所述测温管2所使用的材料有关； 
c.具体过程与实施例1中的步骤c不同的是利用比色测温技术。 
实施例3： 
如图1所示，用于对钢水7温度进行连续测量的装置，与实施例1不同的是，所述控制装置是安装在驱动装置中的控制电路。 
本实施例揭示了一种应用于钢水的连续测温方法，也即上述连续测温装置的工作过程，如图4所示，所述方法包括以下步骤： 
a.具体过程与实施例1中的步骤a相同； 
b.所述驱动装置11连续地工作，使所述测温管2插入到所述钢水7中的深度从L1缓慢地连续减小到L2，从而避免出现测温管2长时间停留在同一位置而被腐蚀和侵蚀发生断落的情况，深度减小的速率与所述测温管2在钢水7表层处被腐蚀和被侵蚀的速率决定，具体和所述钢水7和钢渣8的类别以及所述测温管2所使用的材料有关；之后所述驱动装置11连续地工作，使所述测温管2插入到所述钢水7中的长度从L2缓慢地连续增大到L1，之后遵照上述循环； 
c.具体过程与实施例1中的步骤c不同的是利用亮度测温技术。 
实施例4： 
如图1所示，用于对钢水7温度进行连续测量的装置，与实施例1不同的是，所述测温管内安装有测温热电偶，但不再使用测温探头，所述热电偶与由于采用不同测温原理而发生相应改变的信号处理器间电气连接。 
本实施例还揭示了一种应用于钢水的连续测温方法，也即上述连续测温装置的工作过程，如图2所示，所述方法包括以下步骤： 
a.具体过程与实施例1中的步骤a相同； 
b.具体过程与实施例1中的步骤b相同； 
c.测温管底端感知钢水温度并通过热电偶转换为电信号，进而得到钢水温度。 
需要指出的是，上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。本发明的关键是，通过或连续或间断地增大或减小所述测温管插入到高温液体的深度，从而通过改变测温管被腐蚀或侵蚀的位置来有效地延长测温管的使用寿命。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明作出的任何形式的改变均应落入本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种应用于高温液体的连续测温方法，所述高温液体表面有浮渣层，所述方法包括以下步骤：
a.将测温管的封闭端穿过浮渣层后插入到高温液体中；所述测温管一端开口，一端封闭；
b.改变所述测温管在所述高温液体中的插入深度，用于改变所述测温管被所述浮渣层腐蚀或侵蚀的位置，从而延长所述测温管的使用寿命；
测得所述高温液体的液面高度，根据所述液面高度、测温管的长度、盛装所述高温液体的容器的底部到吊装所述测温管的横杆的距离得出所述测温管插入到高温液体的深度，从而得出所述测温管的有效发射率；
c.所述测温管的底端发出红外辐射，分析所述红外辐射和有效发射率而获得所述测温管的感知温度，进而得到高温液体的温度。
2.根据权利要求1所述的测温方法，其特征在于：所述步骤b中，采用连续或间断的方式来改变所述测温管在所述高温液体中的插入深度。
3.根据权利要求2所述的测温方法，其特征在于：当采用间断方式时，改变测温管在所述高温液体中的插入深度的移动步长大于或等于所述浮渣层的厚度。
4.根据权利要求1至3任一所述的测温方法，其特征在于：所述高温液体是钢水。
5.根据权利要求1至3任一所述的测温方法，其特征在于：所述改变测温管在所述高温液体中的插入深度的方式为增加或减小所述插入深度。
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