CN108195471A - 一种温度测量装置和测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种温度测量装置和测量方法。所述温度测量装置包括红外测温仪，红外测温仪与中空的测温枪杆连接，测温枪杆内腔中靠近红外测温仪的一端安装有镜片，测温枪杆的另一端套入套筒，并且，套筒的顶端安装有易熔筒帽。本发明提出的温度测量装置和测量方法，能够在很短的时间内精确的测量出温度高于2000℃的高温熔液的温度，具有安装简单、测量精确的优点，有效克服了现有技术中存在的测量误差的问题，实现了超高温度熔液的准确测量。
Description
技术领域
本发明涉及冶金仪表测量领域，具体涉及一种温度测量装置和测量方法。
背景技术
冶炼钢铁和电石时，需要测量熔炼炉内的温度，根据炉内的温度来调整炉况至合适的工艺温度区间。其中，接触式测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高，但是，其测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，并需要一定的时间才能达到热平衡，存在测温延迟现象。并且，受到耐高温材料的限制，现有的热电偶及材料不能长时间测量超过2000℃的温度，通常采用快速测温热电偶。
铂铑热电偶最高测温为1800℃。钨铼热电偶最高测温可达到2300℃，但是极易氧化，不能用于含碳气氛中。因为，在含碳氢化合物的气氛中使用时，温度超过1000℃即会腐蚀钨铼热电偶，在有氢气存在的情况下，会加速碳化，钨或钨铼在含碳气氛中容易生成稳定的碳化物，以致降低其灵敏度并引起脆断。然而，冶炼炉内环境即为含碳还原性气氛，现有技术中只是勉强在使用快速测温热电偶测量，忽略了由于热电偶碳化造成的误差。
非接触式测温仪表如红外测量技术，是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需要与被测介质接触。其中，红外测温仪测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快。但是，由于冶炼炉内通常有一层炉渣作为保温材料，炉渣表面温度和实际熔池料温之间存在很大的误差。所以，采用非接触式测温也不能准确测得熔池内温度。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种新型的温度测量装置，及用来测量温度的方法，能够用来测量超高温度的待测熔液，使用过程中安装简单、测量精确。
本发明提供了一种温度测量装置，包括红外测温仪，所述红外测温仪与中空的测温枪杆连接，所述测温枪杆内腔中靠近所述红外测温仪的一端安装有镜片，所述测温枪杆的另一端套入套筒，并且，所述套筒的顶端安装有易熔筒帽。
进一步地，所述套筒为双层结构，包括内层筒壁和外层筒壁，其中，所述内层筒壁位于所述测温枪杆的杆壁内侧，所述外层筒壁位于所述测温枪杆的杆壁外侧。
更进一步地，所述套筒为纸筒，所述套筒的内层筒壁和外层筒壁的厚度均为1～10mm。
作为本发明优选的实施方式，所述测温枪杆的内径为10～80mm。
作为本发明优选的实施方式，所述易熔筒帽的厚度为0.5～2mm。
进一步地，所述测温枪杆的材质为钢材。
本发明还提出了一种利用上述温度测量装置进行测量温度的方法，将顶端安装有所述易熔筒帽的套筒全部套在所述测温枪杆上，然后将所述测温枪杆的所述易熔筒帽所在端部插入待测熔液中，所述易熔筒帽熔化，所述待测熔液发出的红外信号通过所述测温枪杆传输给所述红外测温仪，得到所述待测熔液的温度。
作为本发明优选的实施方式，所述测温枪杆插入所述待测熔液的深度与所述套筒长度的比值≤1/3。
进一步地，所述测温枪杆在所述待测熔液中的时间为1～2s。
本发明提出的温度测量装置和测量方法，能够在很短的时间内精确的测量出温度高于2000℃的高温熔液的温度。该温度测量装置具有安装简单、测量精确的优点，有效克服了现有技术中存在的测量误差的问题，实现了超高温度熔液的准确测量。
附图说明
图1为本发明中温度测量装置的结构示意图。
附图中的附图标记如下：
1-信号线；
2-红外测温仪；
3-镜片；
4-测温枪杆；
5-套筒；
6-易熔筒帽。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
如图1所示，为本发明提供的温度测量装置的结构示意图。所述温度测量装置包括红外测温仪2，红外测温仪2是整个温度测量装置的核心部分，通过测量接收到的红外信号测量温度。优选的，红外测温仪2的一端通过信号线1与显示装置或控制系统连接，可以直接显示温度或进入控制系统直接参与控制。具体的，红外测温仪2可通过信号线1与计算机实现连接。
红外测温仪2的另一端与中空的测温枪杆4连接。其中，测温枪杆4的材质为钢材，将测温枪杆4制作为空心通透的钢管，有利于温度的快速传输。
进一步地，在测温枪杆4的内腔中靠近红外测温仪2的一端安装有镜片3，用于保护红外测温仪2的镜头不会被高温喷溅的熔液、熔渣和热气灼伤造成损坏。作为本发明优选的实施方式，测温枪杆4的内径为10～80mm。更优选的，测温枪杆4的内径为20～50mm。
在进行温度测量时，在测温枪杆4远离红外测温仪2的一端套入套筒5。其中，套筒5为双层结构，包括内层筒壁和外层筒壁。内层筒壁位于测温枪杆4的杆壁内侧，外层筒壁位于测温枪杆4的杆壁外侧，从而能够在内部和外部同时保护测温枪杆4。在测量温度的过程中，套筒5会在高温熔液中碳化，在测温枪杆4表面形成一层碳包覆层，从而保护测温枪杆4在短时间内不会被高温熔液损坏。
进一步地，套筒5为内外两层结构的纸筒。作为本发明优选的实施方式，套筒5的内层筒壁和外层筒壁的厚度均为1～10mm。
更进一步地，在套筒5的顶端安装有易熔筒帽6，易熔筒帽6套在套筒5的外部。其中，易熔筒帽6是由具有一定强度的易熔金属薄片制成的。具体的，易熔筒帽6由延展性好、熔点低的铝制成。作为本发明优选的实施方式，易熔筒帽6的厚度为0.5～2mm。更优选的，易熔筒帽6的厚度为0.8～1.5mm。
本发明还提出了一种利用上述温度测量装置进行测量温度的方法，测量过程如下：
需要测量温度时，首先将顶端安装有易熔筒帽6的套筒5全部套在测温枪杆4上，套筒5可以直接插拔，使用比较方便。然后，将测温枪杆4的易熔筒帽6所在端部插入待测熔液中，由于熔液温度较高，易熔筒帽6很快就会熔化。易熔筒帽6熔化后，待测熔液发出的红外信号通过测温枪杆4传输到红外测温仪2的镜头中，从而能得到待测熔液的温度。同时，温度信号还可以通过信号线1传输至控制系统中。
测温完成后，需要将测温枪杆4快速的撤出待测熔液的高温区域，保护测温枪杆4和红外测温仪2不会被损坏。
本发明的测温过程可以手动操作完成，也可以安装在自动支架上做自动测温使用。
作为本发明优选的实施方式，测温枪杆4插入待测熔液的深度与套筒5长度的比值≤1/3，防止高温熔液的喷溅对测温枪杆4的损坏。
进一步地，测温枪杆4在待测熔液中的时间为1～2s。
利用本发明的温度测量装置和测量方法，能够在很短的时间内精确的测量出高温熔液的温度，且能够测量温度高于2000℃的熔液的温度。由于红外测温的响应速度很快，而且非接触测温的一大优势就是不需要进行热交换，所以在很短的时间内就可以精确的测量出高温熔液的温度。
对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种温度测量装置，其特征在于，所述温度测量装置包括红外测温仪，所述红外测温仪与中空的测温枪杆连接，所述测温枪杆内腔中靠近所述红外测温仪的一端安装有镜片，所述测温枪杆的另一端套入套筒，并且，所述套筒的顶端安装有易熔筒帽。
2.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，所述套筒为双层结构，包括内层筒壁和外层筒壁，其中，所述内层筒壁位于所述测温枪杆的杆壁内侧，所述外层筒壁位于所述测温枪杆的杆壁外侧。
3.根据权利要求2所述的温度测量装置，其特征在于，所述套筒为纸筒，所述套筒的内层筒壁和外层筒壁的厚度均为1～10mm。
4.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，所述测温枪杆的内径为10～80mm。
5.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，所述易熔筒帽的厚度为0.5～2mm。
6.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，所述测温枪杆的材质为钢材。
7.一种利用权利要求1-6任一所述的温度测量装置测量温度的方法，其特征在于，将顶端安装有所述易熔筒帽的套筒全部套在所述测温枪杆上，然后将所述测温枪杆的所述易熔筒帽所在端部插入待测熔液中，所述易熔筒帽熔化，所述待测熔液发出的红外信号通过所述测温枪杆传输给所述红外测温仪，得到所述待测熔液的温度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述测温枪杆插入所述待测熔液的深度与所述套筒长度的比值≤1/3。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述测温枪杆在所述待测熔液中的时间为1～2s。
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