CN112074735A

CN112074735A - 输出参考电压的喷枪探针

Info

Publication number: CN112074735A
Application number: CN201980030096.7A
Authority: CN
Inventors: 阿德南·胡萨科维克; 弗兰祖·哈特尔; 安德烈亚斯·罗霍尔非; 保罗·菲舍; 托马斯·库哈斯; 安娜·迈尔霍费尔; 伯恩哈德·福格尔迈
Original assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Current assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2020-12-11
Anticipated expiration: 2039-05-08
Also published as: WO2019215205A1; CN112074735B; PL3791178T3; EP3791178B1; RU2771285C1; EP3791178A1; EP3567370A1; BR112020022647A2

Abstract

一种用于喷枪(2)的探针(1)，探针用于浸入金属熔体(4)中，基本上相对于探针轴线(5)是旋转对称的，特别是圆柱形的。探针(1)是能插式的，探针(1)通过沿探针轴线(5)的方向插到冶金容器(3)的喷枪(2)上。探针(1)具有多个信号触点(6)和多个其他的触点(7)，在将探针(1)插到喷枪(2)上时，这些触点与喷枪(2)的相应的配合触点(8)接触。探针(1)具有参考电路(9)，该参考电路设计为，使得其为每个信号触点(6)生成多个参考电压(U)，并将参考电压经由相应的信号触点(6)输出至相应的配合触点(8)。该探针具有切换装置(15)，该切换装置在第一开关状态下将参考电路(9)连接至信号触点并且在第二开关状态下将传感器装置(14)代替参考电路(9)连接至信号触点(6)。

Description

输出参考电压的喷枪探针

技术领域

本发明涉及一种用于喷枪的探针，探针用于浸入金属熔体中，

-其中，探针基本上相对于探针轴线是旋转对称的，特别是圆柱形的，

-其中，探针是能插式的，能够将探针通过沿探针轴线的方向插到喷枪上以浸入金属熔体中，

-其中，探针具有多个信号触点和多个其他的触点，在将探针插到喷枪上时这些触点与喷枪的相应的配合触点接触。

本发明还涉及一组这种探针，

-其中，探针具有相同的机械结构，

-其中，探针的信号触点中的一个是探针触点，

-其中，在将相应的探针插入喷枪中时，探针的探针触点接触相同的配合触点。

背景技术

这种探针特别地在炼钢工业中使用，以便借助于集成在探针中的传感器装置来检测位于冶金容器中的金属熔体的状态变量，例如金属熔体的温度或氧气活性。此外，也能够借助这种浸入式探针从金属熔体中抽出样品，随后在实验室中分析该样品。探针通常是一次性浸入式探针。探针分别插到喷枪上。然后进行测量过程。所检测到的状态变量或与其相应的测量信号经由探针的附属的信号触点和喷枪的附属的配合触点并且还经由喷枪的布线被引导至评估装置。在那里，这些状态变量或其相应的测量信号自动地被评估或由操作员评估。在测量过程之后，将相应的探针从喷枪抽离。该过程能够按需手动地或自动地进行。然后，将相应的探针丢弃。这是必要的，因为尤其相应的探针的传感器装置因金属熔体的大热量而被破坏。必要时，在丢弃之前提取所抽出的样品。

为了提供尽可能精确地与分别检测到的实际状态变量相对应的测量信号，相应的传感器装置本身必须首先无故障地工作。这通过探针制造商根据相应的质量控制来保证。此外，通常在mV范围中移动的测量信号在到评估设备的路径上不应被扭曲。信号扭曲的可能来源尤其是从信号触点和/或其他的触点到相应相关联的配合触点的过渡电阻。此外，通过喷枪的配合触点和评估装置之间的布线也能够导致信号扭曲。特别地，布线的不足的热绝缘能够导致测量误差。

现有技术的一次性浸入式探针由缠绕的纸板制成。纸板在测量过程期间、尤其在浸入到金属熔体中时碳化。尤其由于该碳化，例如会在配合触点处堆积燃烧残余物。这种堆积物能够导致一方面信号触点/其他的触点和另一方面配合触点之间的过渡电阻的显著变化。

只要扭曲的测量结果被错误使用，扭曲的测量结果就导致错误的过程控制与全部与其关联的后果，即例如生产中的延迟、使用不需要的添加材料或能量载体、改变生产计划或质量受损。

为了检查喷枪的配合触点和喷枪的布线的完好的功能，存在专用的测试设备。这种测试设备是所谓的手持设备，该手持设备经由线缆与适配器连接。适配器相对小。适配器通常具有约3cm的直径和约7cm至约10cm的长度。适配器能够与喷枪的配合触点连接。在适配器已经与配合触点连接之后，操作员操作测试设备的操作元件，使得测试设备输出所确定的参考电压并且由此模拟相应的测量信号。如果所确定的参考电压被正确地传输给评估装置，则能够推断出无故障的测量电路。如果传输有错误地进行，则操作员必须清洁配合触点并且执行重新的测试测量。如果这也没有成功，则必须在现场更换包括配合触点的喷枪的触点段。

仅在冶金过程的生产间隙期间才能够使用这种测试设备。此外，操作员必须行前往到包括冶金容器的设施的危险区域中执行测试。因此，操作员暴露于增大的安全风险。由于该增大的风险，这种测试大多不是定期进行，而是当由于在其他情况下怀疑存在不正常测量时才执行。

全自动工作的测试系统也已经是已知的。在这种测试系统中，适配器同样经由线缆与实际的测试设备连接。与上述处理方式的区别主要在于，适配器与喷枪的连接以及适配器与喷枪的脱离都借助于机器人进行，并且测试设备在如下范围中结合自动化技术装置，即自动地触发参考电压的输出，以及自动地告知自动化装置何时进行测试测量。

在DE2140571A1中示出一种具有能沉到熔体中的测量探针的测量装置。

在DD208665A1中公开一种用于浸入式测量探针的测量头，用于确定液态金属中的温度、液相并采样。

发明内容

本发明的目的在于，提供用于以简单且可靠的方式，尤其也在冶金过程的持续运行中可以检查测量电路故障的可行性。

该目的通过具有权利要求1的特征的探针来实现。探针的有利的设计方案是从属权利要求2至11的主题。

根据本发明，开始所提出类型的探针通过如下方式形成，

-探针具有参考电路，该参考电路设计为，使得其为每个信号触点生成多个参考电压，并将参考电压其经由相应的信号触点输出至相应的配合触点，以及

-关于相应的信号触点，要么参考电压的数量等于一，要么参考电压形成依次输出的参考电压的序列。

通过探针的根据本发明的设计方案尤其可行的是，探针几何上设计为以与常规探针相同的形状，进而也以简单的方式和方法(例如借助于机器人)操作。因此尤其可行的是，即使在冶金过程期间也随时使用这种探针。

在仅输出单独的参考电压的情况下，输出的电压值能够用于检查测量电路(好/不好)或者用于定量地求出测量电路误差。在后一种情况下，能够根据可能的测量电路误差求出补偿，该补偿在随后实际测量时能够被考虑。在给出参考电压序列的情况下，尤其可行的是，求出将相应的参考电压与相应的测量值关联的网格点区域，并且该网格点区域为了随后内插“真实的”测量值而在随后的实际测量的范围中被考虑。

相应的参考电压是直流电压。该参考电压在如下时间段期间保持，该时间段显著大于用于接通和/或切断参考电压的时间段或者(在参考电压的序列的情况下)用于从一个参考电压切换到下一参考电压的时间段。特别地，该时间段至少是用于接通和/或切断参考电压的时间段或用于从一个参考电压切换到下一参考电压的时间段的五倍大，优选至少十倍大。可行的是，探针仅生成参考电压并且将参考电压经由信号触点输出至配合触点。探针被设计为，

-使得探针具有多个传感器装置，借助这些传感器装置能够分别检测在冶金容器中的金属熔体的状态变量，并且能够输出与相应的状态变量相对应的测量信号，并且

-探针具有切换装置，该切换装置在第一开关状态下将参考电路接通至信号触点并且在第二开关状态下将传感器装置代替参考电路接通至信号触点。

如果探针这样设计，那么在冶金过程的持续运行中在每次“真实”测量之前借助于探针的传感器装置首先提前检查附属的测量电路。检查的结果如已经阐述的那样能够用于求出补偿和/或支撑点区域(Stützstellenfeldes)。

为了生成一个或多个参考电压，存在不同的可行性。最简单的是，这能够通过如下方式实现，即参考电路具有电压发生器，该电压发生器生成基础电压，并且经由分压器从基础电压生成参考电压。以足够的精度生成基础电压的电压发生器本身是普遍已知的。纯示例性地也能够参考德州仪器公司的系列REF 32xx(其中xx＝12、20、25、30、33、40)。

分压器能够按需设计为无源分压器或有源分压器。无源分压器仅由无源的非放大的元件、通常仅由电阻构成。能够尤其简单地实现无源分压器。有源分压器包括放大器电路。该放大器电路具有如下优点，电压发生器的载流能力的可能的限制不是关键的并且可能也能够生成如下大于电压发生器的基础电压的参考电压。

分压器能够替代地被固定地设定或者是能设定的。例如，在无源分压器的情况下替代地也能够使用不可变的电阻或者能够使用至少一个变化的电阻，例如电位器。

优选地，分压器设计为温度补偿的分压器。由此，输出的参考电压与无关或至少近似与环境温度无关。

可行的是，切换装置具有操作装置，借助该操作装置操作员能够将切换装置手动地置于第一开关状态和第二开关状态。在这种情况下，操作装置例如能够被设计为(以机械的或以其他方式设计的)键盘，使得通过操作键盘将切换装置转化到第一开关状态中，而切换装置在未操作键盘时在第二开关状态中。替代地，操作装置例如能够是(机械的或以其他方式设计的)开关，该开关在第一和第二开关状态之间双稳态地往复开通和关断。

替代于存在操作装置而可行的是，切换装置具有信号输入端，该信号输入端与其他的触点之一连接。在这种情况下切换装置借助于经由相对应的配合触点输送给其他的触点的切换信号能够被置于第一开关状态和第二开关状态。因此，能够远程控制在第一和第二开关状态之间的切换。

替代地又可行的是，切换装置设计为，切换装置在将探针插到喷枪上时总是首先具有第一开关状态，并且之后才过渡到第二开关状态中。能够以不同的方式和方法确定该之后的时间点。

-一个实例是预设的时间间隔的结束。例如，探针能够具有计时器，该计时器在将探针插到喷枪上时启动并且在预设时间之后结束。计时器的启动例如能够通过如下方式引起，即经由喷枪向探针供应电能。

-另一实例在于，对于探针的供电，例如经由电阻对电容器逐渐充电，并且当在电容器上下降的电压达到或超过极限值时，切换装置从第一开关状态转换到第二开关状态。

-在输出参考电压的序列的情况下可行的是，探针独立自主地检查参考电压序列的输出是否结束，并且此后过渡到第二开关状态中。

-另一实例在于，切换装置由于预设切换信号而经由其他的触点之一过渡到第二开关状态中。与之前阐述的、能够在第一和第二开关状态之间进行远程控制切换的处理方式的区别在这种情况下能够在于，能够仅一次性地从第一开关状态过渡到第二开关状态中，但是此后不变地保持第二开关状态。

优选地，探针具有附加电路，该附加电路驱控切换装置。附加电路能够按需由分立结构元件(线圈、电容器、电阻、可能的附加的二极管和/或晶体管)实现。替代地可行的是，利用集成电路实现附加电路。以类似的方式可行的是，利用分立结构元件和/或集成电路实现参考电路。

切换装置能够按需设计为机电切换装置或电子切换装置。在机电实施方案的情况下，优选使用继电器，在电子实施方案的情况下使用半导体开关元件、例如MOSFETs。

在一个特别优选的设计方案中，探针具有空腔，借助该空腔能够从在冶金容器中的金属熔体中提取样品。由此能够提取样品。

探针的侧表面优选由纸板构成，尤其由缠绕的纸板构成。由此，能够以极其便宜的方式制造探针。探针的侧表面能够不仅在除了参考电路之外具有多个传感器装置和切换装置的探针中由纸板构成。当探针仅具有参考电路、即也不具有传感器装置和切换装置时相同的设计方案也是可行的。因为在这种情况下，能够便宜地制造探针，使得其能够在没有显著经济成本的情况下被用作为一次性探针。但是，在纯参考探针(即没有传感器装置并且没有切换装置的探针)的情况下，也能够再次使用探针。

此外，该目的通过具有权利要求12的特征的探针组来实现。探针组的有利的设计方案是从属权利要求13的主题。

根据本发明，通过如下方式设计开始提出类型的探针组，

-通过以下来区分探针：

--探针是否并且可能以何种程度具有另外的信号触点，探针经由这些另外的信号触点分别将多个参考电压输出至相应的配合触点，和/或

--探针是否具有传感器装置和切换装置，使得探针经由探针触点替代于多个参考电压能够输出测量信号，和/或

--探针是否并且可能以何种程度具有另外的传感器装置，并且经由切换装置替代于多个参考电压能够输出其他的测量信号，和/或

--探针可能具有哪些传感器装置，并且相关联的测量信号与在冶金容器中的金属熔体的何种状态变量相对应，和/或

--探针是否具有空腔，借助该空腔能够从在冶金容器中的金属熔体中提取样品，以及

-此外，还通过以下来区分探针，即探针经由探针触点输出的参考电压的值和/或参考电压的顺序彼此不同。

由此，在参考电压的范畴内，当探针因此经由其信号触点和喷枪的附属的配合触点输出参考电压时，根据经由专用触点输出的一个或多个参考电压识别是哪种类型的探针。

专用触点优选这样确定，在能够经由专用触点传输测量信号的所有探针中，附属的传感器装置是温度测量装置。因此，与所使用的探针类型无关，探针实际上至少检测金属熔体的温度并且经由非常特定的信号触点、即专用触点和相应的配合触点输出相应的测量值。

附图说明

结合下面结合附图对实施例的描述更详细地说明本发明的上述特征、特点和优点以及如何实现它们的方式和方法。在此以示意图示出：

图1示出探针的侧视图，

图2示出当插到喷枪上时的探针，

图3示出探针、喷枪和冶金容器，

图4示出电路图，

图5示出经由信号触点输出的参考电压，

图6示出参考电路的一部分，

图7示出参考电路的一部分的替选设计方案，

图8示出图6的修改，

图9示出另一电路图，

图10示出图9的修改，

图11示出切换装置和附加电路，

图12示出切换装置和参考电路，

图13示出另一电路图，

图14示出电压图，以及

图15示出时间图。

具体实施方式

根据图1，供喷枪2(见图2)的用于浸入金属熔体4中(见图3)的探针1构成为纵向延伸的基本上圆柱形的体。在使用探针1时浸入位于冶金容器3中的金属熔体4中的前部区域中，探针1能够根据图1至3中所示的那样被倒圆角。因此，探针1基本上相对于探针轴线5旋转对称。探针1的长度1能够在50cm和250cm的范围中，尤其在75cm至200cm之间。探针1的直径d显著更小。其通常在5m至15cm之间，尤其在7cm和12cm之间。

探针1如图2中通过箭头表明的那样能够沿探针轴线5的方向的插入来插到喷枪2上。在该状态中，探针1与喷枪2机械连接，使得探针1在喷枪2移动时一起移动。特别地，如图3中通过箭头表明的那样可行的是，通过喷枪2的相应的运动将探针1浸入位于冶金容器3中的金属熔体4中。金属熔体4例如能够为钢熔体。

探针1根据图4所示具有多个信号触点6。此外，探针1具有多个其他的触点7。信号触点6和其他的触点7在将探针1插到喷枪2上时与喷枪2的相应的配合触点8接触。配合触点从那里经由在喷枪2中延伸的未示出的布线输送给同样未示出的评估装置。信号触点6的数量最小为一。同样地，其他的触点的数量最小为一。然而通常存在多于一个信号触点6和/或多于一个其他的触点7。例如，存在两个其他的触点7用于对探针1供应能量和一个或两个信号触点6用于将电压值传输给喷枪2。但是其他数量也是可行的。

的结构至今为止阐述了，对应于探针1在现有技术中对于这种探针1常见的相同的结构是怎样的。然而，根据本发明，探针1具有参考电路9。参考电路9设计为，使得参考电路9为每个信号触点6生成多个参考电压U并且经由相应的信号触点6输出至相应的配合触点8。参见图5中左侧视图，可行的是，参考电路9关于相应的信号触点6仅生成唯一的参考电压U。选择两个参考电压U的视图，因为例如也能够存在两个信号触点6。替代地，参见图5中右侧视图，可行的是，参考电路9关于相应的信号触点6生成多个参考电压U作为时间t的函数。在这种情况下，参考电压U形成依次输出的参考电压U的序列。参考电压U的序列或参考电压U的值和可能还有该序列的参考电压U的数量能够按需来确定。

为了生成一个或多个参考电压U，根据图6和7中的视图，参考电路9例如能够具有电压发生器10，该电压发生器生成固定的基础电压U0。在罕见的个别情况下，基础电压U0能够与期望的参考电压U一致。然而，在各种情况下，该基础电压与期望的参考电压U不同。在这种情况下，参考电路9能够具有分压器11，借助分压器由基础电压U0生成期望的参考电压U。

分压器11根据图6中的视图能够设计为无源分压器。在这种情况下，分压器11仅具有无源元件、特别是电阻12。替代地，分压器根据图7中的视图能够被设计为有源分压器。在这种情况下，分压器11具有有源元件，例如运算放大器13，运送放大器经由未示出的电阻合适的地接线。

电压生成器10通常高度精确地生成基础电压U0。因此，基础电压U0的值在宽的界限内与电压发生器10的供电电压无关或几乎无关，并且也与电压发生器10的环境温度无关或几乎无关。相应的电压发生器10对于本领域技术人员是普遍已知的。例如，根据图6和7中的视图，电压发生器10能够被设计为德州仪器公司的REF 3225型的集成电路。在这种情况下，基础电压U0的值为2.5V。也能够使用型号系列REF 32xx的其他电路和其他制造商的相应的电路。

图6的无源分压器能够被固定地设定。例如，图6的无源分压器仅具有电阻12，该电阻具有固定的电阻值。在这种情况下，需要被生成的每个参考电压U必须分别存在自己的无源分压器。替代地可行的是，能够设定图6的无源分压器。在这种情况下，例如根据图8中的视图能够设定电阻12中的至少一个。能设定性能够是从外部手动进行或以电子方式进行。在电子能设定性的情况下，为了顺序地生成多个参考电压U，可能能够使用一个或相同的无源分压器。类似的事实在有源分压器的情况下也是可行的。

分压器11优选地被设计为温度补偿的分压器。这例如能够在无源分压器中通过如下方式实现，即使用的电阻12具有相同类型的温度特性。类似的设计方案(固定设定或可固定设定、从外部手动进行或以电子方式进行的能设定性)在分压器11设计为有源分压器的情况下也是可行的。

根据图4至图8的至今为止阐述的设计方案为探针1的最低限度设计方案，其中，探针1仅用于提供参考电压U。相反，利用这种探针1无法进行真正的测量。然而可行的是，探针1设计成不仅能够提供参考电压U而且能够执行实际的测量。这在下文中结合图9和以其为基础的附图来详细阐述。

根据图9，探针1除了参考电路9之外具有多个传感器装置14。最少存在唯一的传感器装置14。但是也能够存在多个传感器装置14。借助于传感器装置14分别能够检测金属熔体4所具有的状态变量。例如，能够借助于相应的传感器装置14检测金属熔体4的温度、金属熔体4的氧含量、金属熔体4的碳含量等。相应的传感器装置14对于本领域技术人员是普遍已知的。也能够检测其他的变量。通常，存在至少一个传感器装置14用于检测金属熔体4的温度。附加地，能够存在用于检测金属熔体4的氧含量和/或碳含量的传感器装置14。相应的传感器装置14输出测量信号M，该测量信号与由相应的传感器装置14所检测到的相应的状态变量的测量信号M相一致。

此外，探针1具有切换装置15。切换装置15要么在第一开关状态中要么在第二开关状态中。在(图9中以实线示出的)第一开关状态中，切换装置15将切换参考电路9接通至信号触点6，进而将由参考电路9输出的参考电压U接通至信号触点6。在(图9中以虚线示出的)第二开关状态中，开关装置15代替开关参考电路9将开关传感器装置14接通至信号触点6，进而将由传感器装置14输出的测量信号M接通至信号触点6。由此可行的是，首先(在切换装置15的第一开关状态中)将参考电压U输出至配合触点8，并且随后(在切换装置15的第二开关状态中)将测量信号M输出至配合触点8。

通常，参考电路9为每个信号触点6分别生成至少一个参考电压U，经由这些信号触点在切换装置15的第二开关状态中输出测量信号M。如果例如存在两个信号触点6，在第二开关状态中经由这些信号触点输出金属熔体4的温度的测量信号M和金属熔体4的氧含量的测量信号M，参考电路9为这两个信号触点6分别生成一个自己的参考电压U或分别生成参考电压U的自己的序列。

为了切换装置15的切换存在不同的可行性。

因此，例如根据图9中的视图可行的是，切换装置15具有操作装置16，借助于该操作装置操作员17能够将切换装置15手动地置于第一和第二开关状态中。

替代地，根据图10中的视图可行的是，切换装置15具有信号输入端18。信号输入端18在这种情况下能够与其他的触点7之一连接。在这种情况下可行的是，将切换信号S经由相应的配合触点8、相应的其他的触点7和信号输入端18输送给切换装置15。根据切换信号S具有何种值，切换装置15具有第一或第二开关状态。切换装置15由此能够以远程控制的方式有针对性地从第一开关状态引入第二开关状态并且相反地也有针对性地从第二开关状态引入第一开关状态。

替代地，根据图11中的视图可行的是，切换装置15被设计为使得在将探针1插到喷枪2上时总是首先具有第一开关状态。在这种情况下，能够以不同的方式和方法完成到第二开关状态中的过渡。

例如，能够将附加电路19与切换装置15相关联，该附加电路在预先确定的时间间隔到期之后引起切换装置15从第一开关状态切换到第二开关状态。附加电路19例如能够被设计为计时器，即计数器，该计时器以脉冲激发的方式递增并且在特定计数器状态中输出二进制信号。替代地，附加电路19(纯示例性地)根据图11中的视图具有电容器20和串联的串联电阻21，使得电容器20自将探针1插到喷枪2上起经由输送给探针1的供电电压来充电。在电容器20上下降的电容器电压UC在这种情况下能够输送给开关装置22，并在达到临界值时操作开关装置22，该开关装置给出切换信号S。开关装置22的操作在这种情况下引起切换信号S改变其数值并且由此将切换装置15从第一开关状态转移到第二开关状态中。开关装置22例如能够设计为相应布线的晶体管。但是其他设计方案也是可行的。

替代地，根据图12中的视图可行的是，参考电路9输出切换信号S。然后，当参考电路9不仅输出唯一的参考电压U，而是输出参考电压U的序列时该设计方案是尤其有意义的。在这种情况下，只要输出参考电压U的序列，参考电路9就将切换信号S保持在第一开关状态的值。在输出参考电压U的序列结束之后，参考电路9将切换信号S的值改变为第二开关状态的值。

替代地，根据图13中的视图可行的是，切换装置15的切换信号S(类似于图10)经由其他的触点7之一被预设。然而，在图13的设计方案的情况下，切换装置15设计为使得其尽管能够一次性地从第一开关状态转移到第二开关状态，但是之后却不再能够变回到第一开关状态中。因此，在这种情况下，用于切换到第二开关状态的切换信号S的预设引起不可逆地过渡到第二开关状态中。

可行的是，驱控切换装置15的附加电路19由分立结构元件(例如电容器20、串联电阻21和开关装置22)实现。替代地可行的是，利用集成电路实现附加电路19。切换装置15本身能够设计为机电切换装置或设计为电子切换装置。切换装置15的开关元件在前者情况下例如能够设计为继电器并且在后者情况下例如能够设计为MOSFETs。

如果探针1除了参考电路9之外也具有传感器装置14和切换装置15，则探针1还根据图1中的视图能够具有空腔23。在这种情况下可行的是，借助于空腔23从金属熔体4中提取样品。所提取的样品稍后能够在实验室被分析。然而，与探针1除了参考电路9之外是否也具有传感器装置14和切换装置15无关，探针1的侧表面24(如在现有技术中那样)能够由纸板构成，尤其由缠绕的纸板构成。

从上述实施方案中可见的是，能够存在不同类型的探针1，这些探针尽管全部都输出参考电压U，并且进而设计为根据本发明的探针1，但是在其他方面彼此不同。例如，能够存在如下探针1：

-设计为纯参考探针的探针1，这种探针无法执行实际测量。这种探针下面称作为参考探针并且设有附图标记1a。

-能够用于检测金属熔体4的温度的探针1。这种探针下面称作为T探针并且设有附图标记1b。

-能够用于检测金属熔体4的温度和金属熔体4的氧含量的探针1。这种探针下面称作为TO探针并且设有附图标记1c。

-能够用于检测金属熔体4的温度和金属熔体4的碳含量的探针1。这种探针下面称作为TC探针并且设有附图标记1d。

-能够用于检测金属熔体4的温度并且能够附加地抽取金属熔体4的样品的探针1。这种探针下面称作为TS探针并且设有附图标记1e。

-能够用于检测金属熔体4的温度和金属熔体4的氧含量，并且能够附加地抽取金属熔体4的样品的探针1。这种探针下面称作为TSO探针并且设有附图标记1f。

-能够用于检测金属熔体4的温度和金属熔体4的碳含量并且能够附加地抽取金属熔体4的样品的探针1。这种探针下面称作为TSC探针并且设有附图标记1g。

所有这些探针1、即探针1a至1g能够具有相同的机械结构。此外，在所有探针1中除了参考探针1a之外将金属熔体4的温度和相关联的测量信号M输送给相同的配合触点8。因此，附属的传感器装置14是温度测量装置。因此，经由其将金属熔体4的温度的测量信号M输送给所提及的配合触点8的信号触点6在将相应的探针1插到喷枪2上之后总是在其接触该配合触点8的位置。下面，探针1的相应的信号触点6被称作为专用触点并且设有附图标记6’。然而，不将专门的功能、而是仅将用于与探针1的其他信号触点6区分的言语上的个性化与称作为专用触点和给与附图标记6’联系在一起。

一般而言，探针1因此通过下述标准中的至少一个彼此区分：

-对探针1是否且可能以何种程度具有其他的信号触点6的问题的答案，探针经由这些其他的信号触点分别将多个参考电压U输出至相应的配合触点8。特别地，在参考探针1a中有意义的是，经由两个信号触点6、即除了专用触点6’之外经由另一信号触点6输出参考电压U。相同情况适用于TO探针1c、TC探针1d、TSO探针1f和TSC探针1g。相反，对于T探针1b和TS探针1e足够的是，仅经由专用触点6’给出参考电压U或参考电压U的序列。如果应当存在能够用于检测多于两个测量信号M的探针1，则在参考探针1a的情况下也能够有意义的是，同样经由多于两个信号触点输出相应的参考电压U。

-对探针1是否具有传感器装置14和切换装置15，使得探针经由专用触点6’替代于多个参考电压U能够输出测量信号M的问题的答案。特别地，不能够经由参考探针1a的专用触点6’输出测量信号M，而在其他探针1b至1g中则是这种情况。

-对探针1是否且可能以何种程度具有其他的传感器装置14，并且经由切换装置15替代于多个参考电压U能够将其他的测量信号M输出至与专用触点6’不同的信号触点6的问题的答案。特别地，不能够借助于参考探针1a输出测量信号M。另一方面，能够借助于T探针1b和TS探针1e仅输出金属熔体4的温度的测量信号M。相反地，能够借助于TO探针1c、借助于TC探针1d、借助于TSO探针1f和借助于TSC探针1g除了金属熔体4的温度的测量信号M之外输出金属熔体4的氧含量或碳含量的另一测量信号M。也能够考虑一种探针1，其中除了金属熔体4的温度的测量信号M之外能够检测多个其他的测量信号M，例如碳含量和氧含量的测量信号。

-对探针1可能具有哪些传感器装置14并且相关联的测量信号M与金属熔体4的哪些状态变量相一致的问题的答案。例如，能够存在不同类型的温度传感器，这些温度传感器的测量信号M在金属熔体4温度相同的情况下给出彼此不同的测量值M。状态变量也能够在探针1与探针1之间不同。例如，TO探针1c、TC探针1d、TSO探针1f和TSC探针1g虽然能够将金属熔体4的氧含量或碳含量的测量信号M分别输送给喷枪2的相同的配合触点8。但是，该测量信号M的含义根据相关的探针1一方面是否为TO探针1c或TSO探针1f，或者另一方面是否为TC探针1d或TSC探针1g来区分。在前两种情况下，测量信号M表征金属熔体4的氧含量，在后两种情况下，测量信号M表征金属熔体4的碳含量。

-对探针1是否具有空腔23、是否能够因此借助于相应的探针1从金属熔体4中提取样品的问题的答案。特别地，在TS探针1e、TSO探针1f和TSC探针1g的情况下提取样品是可行的，而在参考探针1a、T探针1b、TO探针1c和TC探针1d的情况下提取样品是不可行的。

可行的是，对于所有探针1，输出的参考电压U或参考电压U的序列是相同的。然而优选地，探针1在如下方面不同，即参考电压U的值和/或探针1经由专用触点6’输出的参考电压U的次序彼此不同。如果探针1经由专用触点6’分别输出单独的参考电压U，则例如能够根据探针1是否为探针1a、探针1b等，根据图14中的视图，参考电压U能够分别具有另一值。参考电压U在图14中分别补充有小写字母a至g，以便表明相应的参考电压U适用于探针1a至1g中的哪个。如果探针1经由专用触点6’分别输出参考电压U的序列，则例如能够根据探针1是否为探针1a、探针1b等分别个别地定义参考电压U的相应的序列。例如，根据图15中的视图可行的是，

-为参考探针1a输出彼此相随的严格单调上升的参考电压U的序列25a，

-为参考探针1b输出彼此相随的严格单调下降的参考电压U的序列25b，

-为参考探针1c输出彼此相随的严格单调上升的参考电压U的序列25c，这些参考电压在序列末端处以明显更低的值结束，以及

-为参考探针1b输出彼此相随的严格单调下降的参考电压U的序列25d，这些参考电压在序列末端处以明显更高的值结束。

如果仅存在这四种类型的探针1，即仅存在参考探针1a、T探针1b、TO探针1c和TC探针1d，则由此能够单义地识别这四种类型的探针1并且彼此区分。但是，以类似的方式也能够为TS探针1e、为TSO探针1f和为TSC探针1g分别输出参考电压U的相应的序列，使得在多于四种类型探针1的情况下也能够单义地识别相应探针1的类型。

本发明具有大量优点。通过参考电路9、切换装置15和传感器装置14的组合可行的是，在每次测量过程之前、即在每次使用探针1之前，可靠地检查相应的测量电路并且甚至可能求出用于抵消测量误差的补偿。能够识别测量误差，并且在许多情况下甚至能够抵消测量误差。相应的参考电压U或参考电压U的相应的序列能够被合适地确定，使得序列位于在实践中出现的测量范围中或覆盖该测量范围。例如，在钢熔体的情况下，能够为应当用于检测金属熔体4的温度的传感器装置14选择参考电压U，该参考电压对应于1600℃和1700℃之间范围中的温度。此外，容易可行地是，在评估装置本身方面识别参考电压U。因为这时已知相应的探针1在哪个时间与喷枪2连接，则也已知首先输出参考电压U并且随后才输出可能的测量信号M。

尽管详细地通过优选的实施例详细阐明和描述本发明，但本发明不被所公开的实例来限制，并且能够由本领域技术人员在不偏离本发明的保护范围内从中推导出其他的变体方案。

附图标记列表

1、1a至1g 探针

2 喷枪

3 冶金容器

4 金属熔体

5 探针轴线

6 信号触点

6’ 探针触点

7 其他的触点

8 配合触点

9 参考电路

10 电压生成器

11 分压器

12 电阻

13 运算放大器

14 传感器装置

15 切换装置

16 操作装置

17 操作员

18 信号输入端

19 附加电路

20 电容器

21 串联电阻

22 开关装置

23 空腔

24 侧表面

25a至25d 序列

d 直径

M 测量信号

l 长度

S 切换信号

t 时间

U、Ua至Ug 参考电压

U0 基础电压

UC 电容器电压。

Claims

1.一种用于喷枪(2)的探针，所述探针用于浸入金属熔体(4)中，

-其中，所述探针基本上相对于探针轴线(5)是旋转对称的，特别是圆柱形的，

-其中，能够所述探针是能插式的，将所述探针通过沿所述探针轴线(5)的方向插到所述喷枪(2)上以浸入金属熔体(4)中，

-其中，所述探针具有多个信号触点(6)和多个其他的触点(7)，在将所述探针插到所述喷枪(2)上时，所述多个信号触点和多个所述其他的触点与所述喷枪(2)的相应的配合触点(8)接触，

其特征在于，

-所述探针具有参考电路(9)，所述参考电路设计为，使得其为每个信号触点(6)生成多个参考电压(U)，并且经由相应的所述信号触点(6)将所述多个参考电压输出至相应的所述配合触点(8)，以及

-关于相应的所述信号触点(6)，或者参考电压(U)的数量等于一，或者所述参考电压(U)形成依次输出的所述参考电压(U)的序列，

-所述探针具有多个传感器装置(14)，借助所述传感器装置能够分别检测在冶金容器(3)中的所述金属熔体(4)的状态变量，并且能够输出与相应的所述状态变量相对应的测量信号(M)，并且

d-所述探针具有切换装置(15)，所述切换装置在第一开关状态下将所述参考电路(9)连接至所述信号触点，并且在第二开关状态下将所述传感器装置(14)代替所述参考电路(9)连接至所述信号触点(6)。

2.根据权利要求1所述的探针，

其特征在于，

所述参考电路(9)具有电压生成器(10)，所述电压生成器生成基础电压(U0)，并且经由分压器(11)从所述基础电压(U0)生成所述参考电压(U)。

3.根据权利要求2所述的探针，

其特征在于，

所述分压器(11)设计为无源分压器或有源分压器。

4.根据权利要求2或3所述的探针，

其特征在于，

所述分压器(11)被固定地设定或者是能设定的。

5.根据权利要求2、3或4所述的探针，

其特征在于，

所述分压器(11)设计为温度补偿的分压器。

6.根据权利要求1所述的探针，

其特征在于，

-所述切换装置(15)具有操作装置(16)，借助所述操作装置能够由操作员(17)将所述切换装置(15)手动地转入所述第一开关状态和所述第二开关状态，或者

-所述切换装置(15)具有信号输入端(18)，所述信号输入端与所述其他的触点(7)之一连接，并且所述切换装置(15)借助于经由相对应的所述配合触点(8)输送给所述其他的触点(7)之一的切换信号(S)能够转入所述第一开关状态和所述第二开关状态，或者

-所述切换装置(15)设计为，在将所述探针插到所述喷枪(2)上时，所述切换装置总是首先具有所述第一开关状态，并且在以下情况过渡到所述第二开关状态，

--在预设的时间间隔到期之后，

--在输出所述参考电压(U)的序列的情况下，在输出所述参考电压(U)的所述序列结束之后，或者

--由于经由所述其他的触点(7)中的一个预设切换信号(S)。

7.根据权利要求1至6所述的探针，

其特征在于，

所述探针具有附加电路(19)，所述附加电路驱控所述切换装置(15)并且所述附加电路(19)由分立结构元件实现或借助集成电路实现。

8.根据权利要求1至7所述的探针，

其特征在于，

所述切换装置(15)设计为机电切换装置或电子切换装置。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的探针，

其特征在于，

所述探针具有空腔(23)，借助所述空腔能够从在所述冶金容器(3)中的金属熔体(4)中提取样品。

10.根据前述权利要求中任一项所述的探针，

其特征在于，

所述探针的侧表面(24)由纸板构成，尤其由缠绕的纸板构成。

11.一种根据权利要求1至10中任一项所述的探针(1)的组，

-其中，所述探针(1)具有相同的机械结构，

-其中，所述探针(1)的信号触点(6)中的一个是探针触点(6’)，

-其中，所述探针(1)的所述探针触点(6’)在将相应的所述探针(1)插入所述喷枪(2)中时接触相同的配合触点(8)，

其特征在于，

-通过以下来区分所述探针(1)，

--所述探针是否并且可能以何种程度具有另外的信号触点(6)，所述探针经由所述另外的信号触点分别将多个参考电压(U)输出至相应的所述配合触点(8)，和/或

--所述探针是否具有传感器装置(14)和切换装置(15)，使得所述探针经由所述探针触点(6’)替代于所述多个参考电压(U)能够输出测量信号(M)，和/或

--所述探针是否并且可能以何种程度具有另外的传感器装置(14)，并且经由所述切换装置(15)替代于所述多个参考电压(U)能够输出其他的测量信号(M)和/或

--所述探针可能具有哪些传感器装置(14)，并且附属的所述测量信号(M)与在所述冶金容器(3)中的所述金属熔体(4)的何种状态变量相对应，和/或

--所述探针(1)是否具有空腔(23)，借助所述空腔能够从在所述冶金容器(3)中的所述金属熔体(4)中提取样品，以及

-还通过以下区分所述探针(1)，即所述探针(1)经由所述探针触点(6’)输出的所述参考电压(U)的值和/或所述参考电压(U)的顺序彼此不同。

12.根据权利要求11所述的探针(1)的组，

其特征在于，

在能够经由所述探针触点(6’)传输测量信号(M)的所有所述探针(1)中，附属的所述传感器装置(14)是温度测量装置。