CN111609934A - 一种连续测温的黑体空腔传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及温度检测设备领域,具体公开了一种连续测温的黑体空腔传感器,包括外管和内管,所述外管的顶端设置有与所述内管连通的进气管,所述内管的外部套设有筒体,所述筒体与所述内管之间设置有气旋通道,所述气旋通道包括沿所述内管的轴向螺旋延伸的第一通道和第二通道,所述第一通道和所述第二通道连通,所述气旋通道与所述内管连通,本发明的内管的外部套设有筒体,所述筒体与所述内管之间设置有气旋通道,向所述气旋通道内注入高速气流,使得气旋通道内的压强变小,在气旋通道与内管之间的压力差的作用下,使得内管内的空气移动至气旋通道内并排出,减少烟气对测温光路的影响,提高测温效果。
Description
技术领域
本发明涉及温度检测设备技术领域,尤其涉及一种连续测温的黑体空腔传感器。
背景技术
现有技术中的黑体空腔传感器主要由外管、内管、连接管和金属保护套组成,传感器插入到钢水中时,由于保护套管的材料具有一定的热容量、导热系数等因素和感温原件本身固有的热惯性,导致传感器相应速度慢和动态特性差。高温条件下,刚玉材质的内管发生高温蠕变,在传感器插拔过程中,温度剧烈变化,发生热震现象,这些都会造成刚玉管应力集中,造成刚玉管断裂,严重影响传感器寿命。为了解决上述问题,将底端封闭的刚玉管截断,并适当减小长度,但是由于刚玉管开放,导致烟气进入测温光路,烟气的主要成分为氧化钠,在1275℃以上以气态形式存在,不影响测温,但是温度在1275℃时,就形成了影响测温的烟气颗粒,遮挡测温光路,影响测温的稳定性。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种连续测温的黑体空腔传感器。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种连续测温的黑体空腔传感器,包括外管和内管,所述外管的顶端设置有与所述内管连通的进气管,所述内管的外部套设有筒体,所述筒体与所述内管之间设置有气旋通道,所述气旋通道包括沿所述内管的轴向螺旋延伸的第一通道和第二通道,所述第一通道和所述第二通道连通,所述气旋通道与所述内管连通,向所述气旋通道内注入高速气流,使得气旋通道内的压强变小,在气旋通道与内管之间的压力差的作用下,使得内管内的空气移动至气旋通道内并排出。
优选的,所述第一通道的顶端设置有第一入口,所述第一通道的底端设置有第一出口,所述第二通道的顶端设置有与所述第一出口连通的第二入口,所述第二通道的底端设置有第二出口。
优选的,所述外管的顶端设置有连接管,所述连接管包括第一管体和第二管体,所述第一入口与所述第一管体连通,所述第二入口与所述第二管体连通。
优选的,所述气旋通道的外壁与所述筒体的内壁抵持。
优选的,所述气旋通道靠近内管的一侧设置有第一通孔,所述内管正对所述第一通孔处设置有第二通孔。
优选的,所述气旋通道的内壁正对第一通孔处设置有凸起。
优选的,所述第一通孔在所述第一通道和所述第二通道上沿螺旋延伸的方向均匀设置。
优选的,所述第一通道以及所述第二通道的截面形状均为矩形、或圆形、或椭圆形、或三角形、或梯形。
本发明的有益效果是:
本发明的内管的外部套设有筒体,所述筒体与所述内管之间设置有气旋通道,向所述气旋通道内注入高速气流,使得气旋通道内的压强变小,在气旋通道与内管之间的压力差的作用下,使得内管内的空气移动至气旋通道内并排出,减少烟气对测温光路的影响,提高测温效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种连续测温的黑体空腔传感器的立体图;
图2为本发明提出的一种连续测温的黑体空腔传感器的正视图;
图3为图2中A-A处的剖视图;
图4为图1中筒体、内管与气旋通道的局部剖视图;
图5为图1中管体的立体图;
图6为图1中内管、气旋通道与筒体分离状态下的立体图;
图7为图6在另一视角下的立体图;
图8为图6在另一视角下的立体图。
图中:1进气管、2连接管、21第一管体、22第二管体、3外管、4内管、41第二通孔、5气旋通道、51第一通道、511第一入口、512第一出口、52第二通道、521第二出口、522第二入口、53凸起、54第一通孔、6筒体、7进气路径、8排气路径。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参照图1-图8,一种连续测温的黑体空腔传感器,包括外管3和内管4,所述外管3的顶端设置有与所述内管4连通的进气管1,所述内管4的外部套设有筒体6,所述筒体6与所述内管4之间设置有气旋通道5,所述气旋通道5包括沿所述内管4的轴向螺旋延伸的第一通道51和第二通道52,所述第一通道51和所述第二通道52连通,所述气旋通道5与所述内管4连通,向所述气旋通道5内注入高速气流,使得气旋通道5内的压强变小,在气旋通道5与内管4之间的压力差的作用下,使得内管4内的空气移动至气旋通道5内并排出。
请参照图1-图5,为了避免在传感器插拔过程中,由于温度剧烈变化,发生热震现象,导致刚玉管断裂的问题,将底端封闭的刚玉管截断,此时烟气进入测温光路,烟气的主要成分为氧化钠,在1275℃以上以气态形式存在,不影响测温,但是温度在1275℃以及以下时,就形成了影响测温的烟气颗粒,遮挡测温光路。所述气旋通道5靠近内管4的一侧设置有第一通孔54,需要说明的是,第一通孔54在所述第一通道51和第二通道52上沿螺旋延伸的方向均匀设置。所述内管4正对所述第一通孔54处设置有第二通孔41。所述第一通道51的顶端设置有第一入口511,第一通道51的底端设置有第一出口512。第二通道52的顶端设置有与所述第一出口512连通的第二入口522,第二通道52的底端设置有第二出口521。所述外管3的顶端设置有连接管2,连接管2包括第一管体21和第二管体22,所述第一入口511与所述第一管体21连通,所述第二入口522与所述第二管体22连通。需要说明的是,所述气旋通道5的外壁与所述筒体6的内壁抵持,进而能够使得从第一通道51出来的空气进入筒体6后能够进入第二通道52。
请参照图2、图6-图8,将第一管体21与气泵的输出端连通,气泵将空气通过第一管体21以及与第一管体21连通的第一入口511输入至第一通道51内,并沿第一通道51螺旋下移至第一出口512,图7中标号7为空气进入第一通道51后在第一通道51内的进气路径。第一通道51内的空气通过第一出口512排出至筒体6内,由第二通道52的底端的第二入口522进入第二通道52内,并沿第二通道52螺旋上移至第二出口521,最后通过与第二出口521连通的第二管体22排出,图8中标号8为空气进入第二通道52后在第二通道52内的排气路径。空气在第一通道51以及第二通道52内高速流动的过程中,能够使得第一通道51以及第二通道52内的气压减小,并且,气旋通道5内的空气流速越快,气旋通道5内的气压越小,气旋通道5内与内管4内的压力差越大,越容易将内管4内的空气吸入气旋通道5内,并最终排出气旋通道5。在气旋通道5与内管4之间的压力差的作用下,内管4内的烟气能够通过距离烟气最近的第一通孔54以及第二通孔41进入气旋通道5内,烟气在内管4内沿内管4的径向移动,能够高效率地将烟气排出内管4,最大程度地减少烟气对测温光路的影响,提高测温效果。
请参照3图-图4,进一步的,为了提高第一通孔54和第二通孔41处的吸力,所述气旋通道5的内壁正对第一通孔54处设置有凸起53,凸起53能够减小气旋通道5中空气在此处的过流断面,进而增加空气在凸起53处的流速,从而增加气旋通道5与内管4之间的压力差。
可以理解地,为了减少从进气管1进入内管4的空气带入杂质,所述进气管1的一端设置有过滤装置。
本实施方式中,第一通道51以及第二通道52的截面形状均为矩形,在其他未示出的实施方式中,第一通道51以及第二通道52的截面形状还可以为圆形、椭圆形、三角形、梯形。
本实施例中,针对不同的外管3长度、通入气旋通道5的气流流速、内管4距离靶面距离,测量内管4内的颗粒浓度,结果如下:
外管3长度为550mm,以内管4距离靶面距离(mm)为横轴,气流流速(m3/h)为纵轴,内管4内的颗粒浓度(e-7)测量结果如下:
外管3长度为650mm,以内管4距离靶面距离(mm)为横轴,气流流速(m3/h)为纵轴,内管4内的颗粒浓度(e-7)测量结果如下:
350 | 400 | 450 | 500 | 550 | |
0.3 | 5.7 | 22.7 | 67.5 | 163.2 | 315.7 |
0.6 | 5.2 | 19.1 | 51.6 | 143.6 | 298.5 |
0.9 | 5.4 | 17.0 | 45.3 | 93.4 | 274.3 |
1.2 | 5.7 | 17.5 | 45.8 | 92.9 | 255.7 |
1.5 | 5.2 | 17.9 | 42.4 | 89.0 | 234.3 |
外管3长度为750mm,以内管4距离靶面距离(mm)为横轴,气流流速(m3/h)为纵轴,内管4内的颗粒浓度(e-7)测量结果如下:
350 | 400 | 450 | 500 | 550 | |
0.3 | 6.5 | 25.4 | 70.6 | 185.5 | 352.2 |
0.6 | 5.6 | 22.0 | 59.3 | 169.9 | 325.1 |
0.9 | 5.8 | 21.3 | 49.9 | 105.6 | 300.9 |
1.2 | 5.3 | 21.7 | 51.0 | 102.0 | 286.4 |
1.5 | 5.8 | 21.2 | 53.7 | 95.4 | 255.0 |
外管3长度为850mm,以内管4距离靶面距离(mm)为横轴,气流流速(m3/h)为纵轴,内管4内的颗粒浓度(e-7)测量结果如下:
350 | 400 | 450 | 500 | 550 | |
0.3 | 9.7 | 32.0 | 105.4 | 253.5 | 420.1 |
0.6 | 8.8 | 28.7 | 69.0 | 235.4 | 395.3 |
0.9 | 7.0 | 25.2 | 63.4 | 183.8 | 365.0 |
1.2 | 7.1 | 26.8 | 60.6 | 157.2 | 352.9 |
1.5 | 7.5 | 24.9 | 59.3 | 146.1 | 249.5 |
外管3长度为950mm,以内管4距离靶面距离(mm)为横轴,气流流速(m3/h)为纵轴,内管4内的颗粒浓度(e-7)测量结果如下:
350 | 400 | 450 | 500 | 550 | |
0.3 | 15.6 | 48.5 | 133.2 | 295.1 | 620.9 |
0.6 | 12.3 | 38.8 | 98.5 | 245.8 | 465.7 |
0.9 | 11.7 | 35.4 | 85.2 | 208.4 | 535.4 |
1.2 | 12.2 | 36.2 | 73.8 | 217.3 | 682.2 |
1.5 | 10.3 | 34.5 | 79.5 | 256.5 | 799.7 |
由上述数据可知,气流流速越大,内管4内的颗粒浓度越小;内管4距离靶面距离越大,内管4内的颗粒浓度越大;外管3的长度越大,内管4内的颗粒浓度越大。优选的,外管3长度为550mm,内管4距离靶面距离为350mm,气流流速为0.6m3/h,内管4内的颗粒浓度越小,对测温光路的影响越小。
本发明内管4的外部套设有筒体6,所述筒体6与所述内管4之间设置有气旋通道5,向所述气旋通道5内注入高速气流,使得气旋通道5内的压强变小,在气旋通道5与内管4之间的压力差的作用下,使得内管4内的空气移动至气旋通道5内并排出,减少烟气对测温光路的影响,提高测温效果。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种连续测温的黑体空腔传感器,其特征在于:包括外管(3)和内管(4),所述外管(3)的顶端设置有与所述内管(4)连通的进气管(1),所述内管(4)的外部套设有筒体(6),所述筒体(6)与所述内管(4)之间设置有气旋通道(5),所述气旋通道(5)包括:沿所述内管(4)的轴向螺旋延伸的第一通道(51)和第二通道(52)所述第一通道(51)和所述第二通道(52)连通;所述气旋通道(5)与所述内管(4)连通,向所述气旋通道(5)内注入高速气流,使得气旋通道(5)内的压强变小,在气旋通道(5)与内管(4)之间的压力差的作用下,使得内管(4)内的空气移动至气旋通道(5)内并排出。
2.根据权利要求1所述的一种连续测温的黑体空腔传感器,其特征在于:所述第一通道(51)的顶端设置有第一入口(511),所述第一通道(51)的底端设置有第一出口(512),所述第二通道(52)的顶端设置有与所述第一出口(512)连通的第二入口(522),所述第二通道(52)的底端设置有第二出口(521)。
3.根据权利要求2所述的一种连续测温的黑体空腔传感器,其特征在于:所述外管(3)的顶端设置有连接管(2),所述连接管(2)包括第一管体(21)和第二管体(22),所述第一入口(511)与所述第一管体(21)连通,所述第二入口(522)与所述第二管体(22)连通。
4.根据权利要求1所述的一种连续测温的黑体空腔传感器,其特征在于:所述气旋通道(5)的外壁与所述筒体(6)的内壁抵持。
5.根据权利要求1所述的一种连续测温的黑体空腔传感器,其特征在于:所述气旋通道(5)靠近所述内管(4)的一侧设置有第一通孔(54),所述内管(4)正对所述第一通孔(54)处设置有第二通孔(41)。
6.根据权利要求1所述的一种连续测温的黑体空腔传感器,其特征在于:所述气旋通道(5)的内壁正对所述第一通孔(54)处设置有凸起(53)。
7.根据权利要求5所述的一种连续测温的黑体空腔传感器,其特征在于:所述第一通孔(54)在所述第一通道(51)和所述第二通道(52)上沿螺旋延伸的方向均匀设置。
8.根据权利要求1所述的一种连续测温的黑体空腔传感器,其特征在于:所述第一通道(51)以及所述第二通道(52)的截面形状均为矩形、或圆形、或椭圆形、或三角形、或梯形。
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