CN115479687A - 测温装置和测温方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测温装置和测温方法。测温装置用于对热处理炉内的处理对象的温度进行测量，并包括：热电偶组件，该热电偶组件能够至少部分地伸入热处理炉内并且在热处理炉内运动，热电偶组件包括热电偶，热电偶适于在其测量端接触处理对象时对处理对象的温度进行测量；致动器，该致动器配置成用于致动热电偶组件；以及控制器，该控制器配置成用于控制致动器；其中，控制器配置成用于判断热电偶是否运动到测温位置，并且在确定热电偶运动到测温位置时使致动器停动。根据本发明的测温装置和测量方法能够实现无损测温，提高测温效率，且测量数据具有较好的一致性。

Description

测温装置和测温方法

技术领域

本发明总体涉及用于高温环境的测温装置，具体地涉及用于测量热处理炉内金属坯料或工件的温度的测温装置和测温方法。

背景技术

金属热处理是将金属坯料或工件(比如，板材、卷材、机加工后的零件等)放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来控制金属坯料或工件的性能。在金属热处理过程(尤其是金属坯料或工件在炉内被加热的过程)中，金属坯料或工件的温度控制对于获得期望的性能指标至关重要。

在一些测温方案中，可以通过红外测温仪扫描出炉坯料或工件的不同位置的温度，来反映炉温的均匀性，但这种方案不能实时测量坯料或工件在炉内的温度。在另一些测温方案中，可以对金属坯料或工件进行钻孔处理并将热电偶安置在孔内，以实时测量金属温度。然而，这种测温方式会对金属坯料或工件造成损伤，而且钻孔需要人为操作，操作复杂耗时，且一致性较差。

发明内容

本发明的目的就在于解决上述现有技术中存在的问题，提出一种改进的用于在金属热处理过程中测量金属坯料或工件的温度的测温装置。

为此，本发明的第一方面提供了一种测温装置，所述测温装置用于对热处理炉内的处理对象的温度进行测量，所述测温装置包括：热电偶组件，所述热电偶组件能够至少部分地伸入所述热处理炉内并且在所述热处理炉内运动，所述热电偶组件包括热电偶，所述热电偶适于在其测量端接触所述处理对象时对所述处理对象的温度进行测量；致动器，所述致动器配置成用于致动所述热电偶组件；以及控制器，所述控制器配置成用于控制所述致动器；其中，所述控制器配置成用于判断所述热电偶是否运动到测温位置，并且在确定所述热电偶运动到所述测温位置时使所述致动器停动。

根据本发明的测温装置能够判断热电偶是否运动到测温位置(即与处理对象接触且能稳定采集温度的位置)，从而确保所测量的温度是测量对象本身的温度而不是热处理炉的炉温。此外，相较于常规的钻孔测温法，通过本发明的测温装置对测量对象进行测温无需进行打孔操作，提高了测温效率，避免了对测量对象的损伤，且测量数据具有较好的一致性。

根据上述技术构思，本发明的第一方面可进一步包括任何一个或多个如下的可选形式。

在一些可选形式中，所述热电偶包括两个热电极，所述两个热电极的测量端彼此分离；其中，所述热电偶仅在所述两个热电极的测量端均与所述处理对象接触而彼此电导通时产生有效输出信号。

在一些可选形式中，所述控制器与所述热电偶通信，并基于所述热电偶的输出信号来判断所述热电偶是否运动到所述测温位置，优选地，所述控制器在接收到所述热电偶的有效输出信号时确定所述热电偶运动到所述测温位置。

在一些可选形式中，所述热电偶组件还包括：热电偶套筒，所述致动器与所述热电偶套筒联接，所述热电偶容纳在所述热电偶套筒中并且能够随所述热电偶套筒运动；弹性件，所述弹性件对所述热电偶施加偏置力，所述热电偶在所述偏置力的作用下相对于所述热电偶套筒处于初始位置，并且在所述测量端抵接所述处理对象时克服所述偏置力而相对于所述热电偶套筒偏移。

在一些可选形式中，所述测温装置还包括传感器，所述传感器与所述控制器通信，并且所述传感器配置成使得其输出信号反映所述热电偶相对于所述热电偶套筒的偏移量；并且所述控制器基于所述传感器的输出信号来判断所述热电偶是否运动到所述测温位置。

在一些可选形式中，所述控制器在所述传感器的输出信号达到预定值时确定所述热电偶运动到所述测温位置。

在一些可选形式中，所述传感器为接近传感器、位移传感器或者压力传感器。

在一些可选形式中，所述热电偶组件还包括第一法兰和第二法兰，所述第一法兰固定至所述热电偶套筒的端部，所述第二法兰与所述第一法兰在所述热电偶套筒的纵向方向上以一间距彼此固定；所述热电偶穿过所述第一法兰和所述第二法兰至少部分地设置在所述热电偶套筒内，并且所述热电偶具有位于所述第一法兰和所述第二法兰之间的肩部；所述弹性件的一端由所述第二法兰支承，所述弹性件的另一端对所述肩部施加偏置力，所述肩部适于在所述偏置力的作用下与所述第一法兰抵接以使所述热电偶相对于所述热电偶套筒处于初始位置。

在一些可选形式中，所述控制器配置成对所述致动器的速度和/或输出扭矩的数据进行采集，并基于所述速度和/或输出扭矩的数据判断所述热电偶组件是否正常运动。

在一些可选形式中，所述控制器配置成基于所述处理对象在所述热处理炉中的位置和/或所述处理对象的尺寸来确定所述处理对象的测温端面的位置，并且基于所述测温端面的位置确定所述致动器的致动杆的初步位移量；所述控制器配置成控制所述致动器使得：所述致动杆以第一速度运动达到所述初步位移量，之后以第二速度运动直到所述控制器确定所述热电偶运动到所述测温位置，其中，所述第一速度大于所述第二速度。通过变速控制，可以更快速高效地完成测温操作，而且有助于精确判断热电偶是否运动到测温位置。

在一些可选形式中，所述处理对象为卷材，所述卷材在所述热处理炉中由料架支承，所述控制器基于所述料架的位置确定所述卷材在所述热处理炉中的位置；所述卷材的测温端面为所述卷材的纵向端面，确定所述测温端面的位置所用的所述卷材的尺寸为所述卷材的纵向尺寸。

在一些可选形式中，所述测温装置还包括用于引导所述热电偶套筒运动的至少一个导向组件，所述导向组件布置在所述热处理炉内和/或所述热处理炉外。

在一些可选形式中，所述导向组件包括导向滚轮，所述导向滚轮支承所述热电偶套筒。

在一些可选形式中，所述导向组件能够调节位置以保证所述热电偶组件稳定地往复运动。这在热电偶组件由于反复在炉内高温环境和炉外室温环境往复运动而发生变形或者运动方向出现偏差的情况下是特别有利的。

在一些可选形式中，所述热电偶套筒穿过所述热处理炉的炉壁，所述导向组件引导所述热电偶套筒大致垂直于所述炉壁运动。

在一些可选形式中，所述测温装置还包括位于所述热处理炉外的支承座，所述支承座固定至所述炉壁并支承所述致动器。

在一些可选形式中，所述控制器为可编程控制器。

本发明的第二方面提供了一种通过根据本发明的第一方面所述的测温装置对热处理炉内的处理对象的温度进行测量的方法，包括：提供热电偶组件；通过控制器启动致动器以致动所述热电偶组件在热处理炉内运动；通过所述控制器判断所述热电偶是否运动到测温位置，并且在确定所述热电偶运动到测温位置时使所述致动器停动；通过所述控制器接收所述热电偶的输出信号。

根据上述技术构思，本发明的第二方面可进一步包括任何一个或多个如下的可选形式。

在一些可选形式中，所述控制器在所述测温装置的整个运行过程中接收所述热电偶的输出信号，所述热电偶在运动到所述测温位置后产生的输出信号指示所述处理对象的温度。

在一些可选形式中，所述热电偶包括两个热电极，所述两个热电极的测量端彼此分离，其中，所述热电偶仅在所述两个热电极的测量端均与所述处理对象接触而彼此电导通时产生有效输出信号；并且所述方法还包括：通过所述控制器基于所述热电偶的输出信号来判断所述热电偶是否运动到所述测温位置。

在一些可选形式中，所述控制器在接收到所述热电偶的有效输出信号时确定所述热电偶运动到所述测温位置。

在一些可选形式中，所述热电偶组件还包括热电偶套筒和对所述热电偶施加偏置力的弹性件，所述热电偶在所述偏置力的作用下相对于所述热电偶套筒处于初始位置，并且在所述测量端抵接所述处理对象时克服所述偏置力而相对于所述热电偶套筒偏移；所述方法还包括：提供传感器，所述传感器配置成使得其输出信号反映所述热电偶相对于所述热电偶套筒的偏移量；通过所述控制器接收所述传感器的输出信号，并基于所述传感器的输出信号来判断所述热电偶是否运动到所述测温位置。

在一些可选形式中，所述控制器在所述传感器的输出信号达到预定值时确定所述热电偶运动到所述测温位置。

在一些可选形式中，所述方法还包括：通过所述控制器对所述致动器的速度和/或输出扭矩的数据进行采集，并基于所述速度和/或输出扭矩的数据判断所述热电偶组件是否正常运动。

在一些可选形式中，所述方法还包括：通过所述控制器基于所述处理对象在所述热处理炉中的位置和/或所述处理对象的尺寸确定所述处理对象的测温端面的位置，并且基于所述测温端面的位置确定所述致动器的致动杆的初步位移量；通过所述控制器控制所述致动器，使得：所述致动杆以第一速度运动达到所述初步位移量，之后以第二速度运动直到所述控制器确定所述热电偶运动到所述测温位置，其中，所述第一速度大于所述第二速度。

根据本发明的测温装置和测量方法能够实现无损测量，提高测温效率，且测量数据具有较好的一致性。

附图说明

本发明的其他特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的可选实施方式更好地理解，附图中相同的附图标记标识相同或相似的部件，其中：

图1示出了根据本发明的示例性实施例的测温装置的示意性结构图；

图2示出了根据本发明的示例性实施例的测温装置应用于测量处理对象的温度的示意性立体图；

图3示出了根据本发明的示例性实施例的测温装置的测温对象的示意性立体图；

图4示出了根据本发明的示例性实施例的测温装置的示意性局部立体图，其中测温装置安装在热处理炉的炉壁处；

图5示出了根据本发明的示例性实施例的测温装置的另一示意性局部立体图，其中测温装置安装在热处理炉的炉壁处；

图6A示出了根据本发明的示例性实施例的测温装置的热电偶组件的示意性立体图；

图6B示出了根据本发明的示例性实施例的测温装置的热电偶组件的示意性正视图；

图7A示出了根据本发明的示例性实施例的测温装置的热电偶组件的热电极、第一法兰和弹性件的示意性正视图；

图7B示出了根据本发明的示例性实施例的测温装置的热电偶组件的热电极的示意性正视图；以及

图8示出了采用根据本发明的的示例性实施例的测温装置与常规的对金属坯料钻孔的测温方式对金属坯料的温度进行测量的结果。

具体实施方式

下面详细讨论实施方式的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施方式仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。

在本发明中，部件的纵向方向指的是部件的长度方向，部件的横向方向指的是部件的宽度方向。热电偶的测温位置指的是能够相对稳定地采集到热处理对象自身温度的位置。

参照图1至图3和图6A，根据本发明的测温装置100用于对热处理炉200内的处理对象300的表面温度进行测量。在图示的实施例中，处理对象300可以为卷材，比如为诸如铝卷的金属卷材。可以理解的是，处理对象300可以为各种坯料、半成品以及成品工件。处理对象300在热处理炉200中可以由料架202支承。

在图示的实施例中，测温装置100可以设置在热处理炉200的炉壁204处。测温装置100可以主要包括热电偶组件102、致动器104以及控制器106。其中，热电偶组件102能够至少部分地伸入热处理炉200内并且在热处理炉200内运动。热电偶组件102包括热电偶108和热电偶套筒110。热电偶108容纳在热电偶套筒110中并且能够随热电偶套筒110运动。热电偶108适于在其测量端112接触处理对象300时对处理对象300的测温端面302(即纵向端面)的温度进行测量。致动器104配置成用于致动热电偶组件102。控制器106配置成用于控制致动器104，并且配置成用于判断热电偶108是否运动到测温位置并在确定热电偶108运动到测温位置时使致动器104停动。可选地，测温装置100还可以包括支承座114、衬套116以及导向组件118a、118b、118c等配件。

参照图2，支承座114位于热处理炉200外部并且固定至炉壁204。在图示的实施例中，支承座114沿大致水平方向延伸。支承座114的一端固定至竖向炉壁204，另一端用于支承致动器104。

参照图4和图6A，致动器104可以是电动致动器，例如电动线性致动器。致动器104可以包括致动杆120。致动杆120可以通过例如套箍组件122联接至热电偶组件102(具体地，热电偶套筒110)，以致动热电偶组件102。

衬套116可以沿大致垂直于热处理炉200的炉壁204的方向穿过炉壁204伸入热处理炉200内。衬套116的位于热处理炉200外的一端部117直接固定至炉壁204的外侧。衬套116的位于热处理炉200内的另一端部119通过穿过炉壁204的拉杆组件124连接至炉壁204。

参照图2、图5和图6A，热电偶组件102的热电偶套筒110可以穿过炉壁204处的衬套116伸入热处理炉200内。

导向组件118a、118b、118c可以用于引导热电偶套筒110大致垂直于炉壁204运动。导向组件118a、118b、118c可以分别包括导向滚轮126a、126b、126c，用于支承和引导热电偶套筒110。在图示的实施例中，导向组件118a还包括设置在支承座114上的两个导轨128，套箍组件122的两侧各设置有一个导向滚轮126a。导轨128具有导向槽129，以用于引导导向滚轮126a以及通过套箍组件122与导向滚轮126a联接的热电偶组件102运动。导向滚轮126b设置在炉壁204的外侧处。导向滚轮126c设置在热处理炉200内且连接至衬套116的端部119。

导向滚轮126c还可以通过拉杆组件124调节位置。拉杆组件124包括具有外螺纹的拉杆130和设置在拉杆130两端的螺母132。拉杆130可以通过螺母132分别连接至衬套116的端部119和炉壁204的外侧。通过沿着拉杆130调节螺母132的位置即可调节拉杆130两端连接点之间的拉杆长度，进而调节衬套116和与其相连的导向滚轮126c相对于水平方向的角度。

拉杆组件124允许调节导向滚轮126c的位置，进而允许通过调节导向滚轮126c的位置使热电偶组件102能够顺利通过衬套116从而稳定地往复运动。这在热电偶组件102由于反复在炉内高温环境和炉外室温环境往复运动而发生变形或者运动方向出现偏差的情况下是特别有利的。

参照图6A至图7B，热电偶组件102的热电偶108可以包括两个热电极134。两个热电极134可以分别包括第一导体或半导体和第二导体或半导体(未示出)，两个热电极134在其两端(一端可以称为测量端112或热端，另一端称为参考端或冷端)分别连接时能够构成回路，只要两端连接处的温度不同，回路中将产生一个电动势。该电动势的方向和大小与第一导体或半导体和第二导体或半导体的材料及两端连接处的温度有关，在参考端温度已知(例如为室温)的情况下，通过所产生的电动势即可获得测量端112的温度。

热电偶108的两个热电极134各自的测量端112彼此分离。其中，热电偶108仅在两个热电极134的测量端112均与金属的处理对象300接触而彼此导通时产生有效输出信号。在两个热电极134的测量端112未同时与金属的处理对象300接触时，两个测量端112未电导通，无法构成上述回路，热电偶108无法产生有效输出信号。而在两个热电极134的测量端112同时与金属的处理对象300接触时，则可产生有效输出信号，换言之，产生该有效输出信号也指示两个热电极134的测量端112均已与处理对象300接触，此时所测得的温度即为处理对象300自身的温度，而非环境温度。

参照图6A至图7B，热电偶组件102还可以包括第一法兰136、第二法兰138以及弹性件140。第一法兰136固定至热电偶套筒110的一端。第二法兰138与第一法兰136在热电偶套筒110的纵向方向上以一间距彼此固定。热电偶108(具体地，两个热电极134)可以穿过第一法兰136和第二法兰138至少部分地设置在热电偶套筒110内。每个热电极134具有位于第一法兰136和第二法兰138之间的肩部142。每个热电极134的外部套设有弹性件140。弹性件140可以为螺旋弹簧。弹性件140的一端由第二法兰138支承，更具体地，由第二法兰138的止挡板139支承。弹性件140的另一端抵接热电极134的肩部142以对热电极134的肩部142施加偏置力，从而使得热电极134的肩部142与第一法兰136抵接，进而使热电偶108相对于热电偶套筒110处于彼此相对静止的初始位置。

结合参照图2，在热电偶108相对于热电偶套筒110处于初始位置时，热电偶108能够随热电偶套筒110运动。在热电偶108随热电偶套筒110运动直至热电偶108的测量端112开始抵接处理对象300时，热电偶108会克服弹性件140的偏置力而相对于热电偶套筒110偏移。在热电偶套筒110继续朝向处理对象300运动时，热电偶108会相对于热电偶套筒110向右(相对于图6B中热电偶组件102的布置而言)运动。此时，弹性件140被进一步压缩而对热电偶108施加更大的偏置力，使得热电偶108的测量端112能够紧密抵接处理对象300的表面，而保证能够稳定地测量处理对象300的温度。换言之，热电偶108相对于热电偶套筒110的偏移量与热电偶108的测量端112抵接处理对象300表面的紧密程度正相关。

结合参照图1，测温装置100还可以包括传感器144，传感器144配置成使得其输出信号能够反映热电偶108相对于热电偶套筒110的偏移量。当传感器144的输出信号达预定值时，表明热电偶108的测量端112抵接处理对象300表面的紧密程度达到期望水平，可以保证对处理对象300进行稳定测温。

可选地，传感器144可以为接近传感器、位移传感器或者压力传感器。例如，传感器144可以为接近传感器，并且设置在第二法兰138上且靠近弹性件140。该传感器144用于感测热电极134的肩部142向第二法兰138的靠近，其输出信号可以反映热电偶108相对于热电偶套筒110的偏移量。例如，传感器144可以为压力传感器，并且设置在弹性件140的端部与止挡板139之间，其输出信号可以反映弹性件140的压缩量，从而反映热电偶108相对于热电偶套筒110的偏移量。

控制器106能够基于热电偶108的输出信号和/或传感器144的输出信号来判断热电偶108是否运动到测温位置并在确定热电偶108运动到测温位置时使致动器104停动。控制器106例如为可编程控制器。

具体地，控制器106可以与热电偶108通信，并基于热电偶108的输出信号来判断热电偶组件102是否运动到测温位置。可选地，控制器106在接收到热电偶108的有效输出信号时确定热电偶108运动到测温位置。比如，控制器106在预定时间段内持续稳定地接收到有效输出信号时确定热电偶108运动到测温位置。

控制器106可以与传感器144通信，并且基于传感器144的输出信号来判断热电偶108是否运动到测温位置。可选地，控制器106在传感器144的输出信号达到预定值时确定热电偶108运动到测温位置。

可以理解，控制器106可以基于热电偶108的输出信号和传感器144的输出信号中的一者或者两者来判断热电偶108是否运动到测温位置。在控制器106仅基于热电偶108的输出信号进行判断的情况下，被测温的处理对象300需要是金属材质的。在控制器106仅基于传感器144的输出信号进行判断的情况下，对被测温的处理对象300的材质没有限制，并且可以使用常规热电偶(即热电极的测量端始终连接在一起的热电偶)。在控制器106基于两种输出信号进行判断的情况下，被测温的处理对象300需要是金属材质的，并且控制器106在接收到热电偶108的有效输出信号并且传感器144的输出信号达到预定值时确定热电偶108运动到测温位置。

图8示出了采用根据本发明的测温装置100与通过常规的对坯料钻孔的测温方式对金属坯料的温度进行测量的结果。图8中的曲线(a)、(b)、(c)分别代表炉温、通过直接对金属坯料钻孔并放置热电偶所测得的金属坯料温度、以及通过测温装置100所测得的金属坯料温度。从图中可以看出，通过测温装置100所测得的金属坯料温度与直接对金属坯料钻孔并放置热电偶所测得的金属坯料温度能够较好吻合，因而根据本发明的测温装置能够准确地测量金属坯料的温度，而无需对坯料钻孔对坯料造成损伤。

下面结合图1至图7B对通过根据本发明的测温装置100对热处理炉200内的金属的处理对象300的温度进行测量的方法进行说明。

该方法可以包括：提供热电偶组件102；通过控制器106启动致动器104以致动热电偶组件102在热处理炉200内运动；通过控制器106判断热电偶组件102的热电偶108是否运动到测温位置，并且在确定热电偶108运动到测温位置时使致动器104停动；以及通过控制器106接收热电偶108的输出信号。

可选地，所提供的热电偶组件102的热电偶108可以包括测量端112彼此分离的两个热电极134，并且热电偶108仅在两个热电极134的测量端112均与处理对象300接触而彼此电导通时产生有效输出信号。在该情况下，该方法可以包括通过控制器106基于热电偶108的输出信号来判断热电偶108是否运动到测温位置。可选地，控制器106在接收到热电偶108的有效输出信号时确定热电偶108运动到测温位置。

可选地，所提供的热电偶组件102可以包括热电偶套筒110和对热电偶108施加偏置力的弹性件140，其中，热电偶108在偏置力的作用下相对于热电偶套筒110处于初始位置，并且在测量端112抵接处理对象300时克服偏置力而相对于热电偶套筒110偏移。在该情况下，该方法还可以包括提供传感器144，传感器144配置成使得其输出信号能够反映热电偶108相对于热电偶套筒110的偏移量。进一步地，该方法可以包括通过控制器106接收传感器144的输出信号，并基于传感器144的输出信号来判断热电偶108是否运动到测温位置。可选地，控制器106在传感器144的输出信号达到预定值时确定热电偶108运动到测温位置。

可选地，所提供的热电偶组件102可以包括如上文所述的两个测量端112彼此分离的热电偶108以及对热电偶108施加偏置力的弹性件140和传感器144。在该情况下，该方法可以包括通过控制器106接收热电偶108和传感器144的输出信号，并基于热电偶108和传感器144的输出信号来判断热电偶108是否运动到测温位置。可选地，控制器106在接收到热电偶108的有效输出信号且传感器144的输出信号达到预定值时确定热电偶108运动到测温位置。

可选地，通过控制器106接收热电偶108的输出信号可以发生在测温装置100的整个运行过程中。比如在致动器104启动的同时开始通过控制器106接收热电偶组件102的热电偶108的输出信号，并且在通过控制器106确定热电偶108已运动到测温位置后继续在测温位置接收热电偶108的输出信号以获得期望的温度数据。

可选地，在仅通过传感器144的输出信号判断热电偶108是否运动到测温位置的情况下，可以在确定热电偶108已运动到测温位置后开始接收热电偶108的输出信号以获得期望的温度数据。

可选地，该方法还可以包括：通过控制器106基于处理对象300在热处理炉200中的位置和/或处理对象300的尺寸确定处理对象300的测温端面302的位置，并且基于测温端面302的位置确定致动器104的致动杆120的初步位移量。在此情况下，该方法可以进一步包括通过控制器106控制致动器104，使得：致动杆120以第一速度运动达到初步位移量，之后以第二速度运动直到控制器106确定热电偶108运动到测温位置，其中，第一速度大于第二速度。在处理对象300为卷材且在热处理炉200中由料架202支承的情况下，控制器106可以基于料架202的位置确定处理对象300在热处理炉200中的位置；处理对象300的测温端面302为卷材的纵向端面，确定测温端面302的位置所用的处理对象300的尺寸为卷材的纵向尺寸。通过上述变速控制方式，可以更快速高效地完成测温操作，而且有助于精确判断热电偶是否运动到测温位置。

可选地，该方法还可以包括：在控制器106确定热电偶108运动到测温位置并且已经在测温位置接收到期望的温度数据之后，通过控制器106启动致动器104以致动热电偶组件102，使其运动远离处理对象300。可选地，可以使热电偶组件102在测温结束后运动离开热处理炉200，避免长时间高温对热电偶组件102造成不利影响。

可以理解的是，该方法可以包括多个测温循环。每个测温循环可以包括：致动热电偶组件102使其运动靠近处理对象300；通过控制器106判断热电偶108是否运动到测温位置；在确定热电偶108到达测温位置时通过控制器106接收热电偶108的输出信号以对处理对象300进行测温；致动热电偶组件102使其运动远离处理对象300。

可选地，该方法还可以包括：通过控制器106对致动器104的速度和/或输出扭矩的数据进行采集，并基于速度和/或输出扭矩的数据判断热电偶组件102是否正常运动。如果所采集到的致动器104的速度低于预定值或者输出扭矩高于预定值，则表示热电偶组件102的运动发生卡阻。此时，则可以通过调节导向装置对其运动方向进行调节，以解决运动卡阻的问题。

应当理解的是，图1至图7B所示的实施例仅显示了根据本发明的测温装置的各个可选部件的形状、尺寸和布置方式，然而其仅为示意而非限制，在不背离本发明的思想和范围的情况下，亦可采取其他形状、尺寸和布置方式。上文在一般描述或示例中所描述的所有活动/步骤并非都是需要的，具体活动/步骤的一部分可能不是需要的，并且除了所描述的活动/步骤之外，还可以执行一个或多个另外的活动/步骤。更进一步地，列出活动/步骤的顺序不一定是其执行活动/步骤的顺序。

以上已揭示本发明的技术内容及技术特点，然而可以理解的是，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本发明的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。

Claims (23)

1.一种测温装置，所述测温装置用于对热处理炉内的处理对象的温度进行测量，其特征在于，所述测温装置包括：

热电偶组件，所述热电偶组件能够至少部分地伸入所述热处理炉内并且在所述热处理炉内运动，所述热电偶组件包括热电偶，所述热电偶适于在其测量端接触所述处理对象时对所述处理对象的温度进行测量；

致动器，所述致动器配置成用于致动所述热电偶组件；以及

控制器，所述控制器配置成用于控制所述致动器；

其中，所述控制器配置成用于判断所述热电偶是否运动到测温位置，并且在确定所述热电偶运动到所述测温位置时使所述致动器停动。

2.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于，所述热电偶包括两个热电极，所述两个热电极的测量端彼此分离；

其中，所述热电偶仅在所述两个热电极的测量端均与所述处理对象接触而彼此电导通时产生有效输出信号。

3.根据权利要求2所述的测温装置，其特征在于，所述控制器与所述热电偶通信，并基于所述热电偶的输出信号来判断所述热电偶是否运动到所述测温位置，优选地，所述控制器在接收到所述热电偶的有效输出信号时确定所述热电偶运动到所述测温位置。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的测温装置，其特征在于，所述热电偶组件还包括：

热电偶套筒，所述致动器与所述热电偶套筒联接，所述热电偶容纳在所述热电偶套筒中并且能够随所述热电偶套筒运动，

弹性件，所述弹性件对所述热电偶施加偏置力，所述热电偶在所述偏置力的作用下相对于所述热电偶套筒处于初始位置，并且在所述测量端抵接所述处理对象时克服所述偏置力而相对于所述热电偶套筒偏移。

5.根据权利要求4所述的测温装置，其特征在于，所述测温装置还包括传感器，所述传感器与所述控制器通信，并且所述传感器配置成使得其输出信号反映所述热电偶相对于所述热电偶套筒的偏移量；并且

所述控制器基于所述传感器的输出信号来判断所述热电偶是否运动到所述测温位置。

6.根据权利要求5所述的测温装置，其特征在于，所述控制器在所述传感器的输出信号达到预定值时确定所述热电偶运动到所述测温位置。

7.根据权利要求5所述的测温装置，其特征在于，所述传感器为接近传感器、位移传感器或者压力传感器。

8.根据权利要求4所述的测温装置，其特征在于，所述热电偶组件还包括第一法兰和第二法兰，所述第一法兰固定至所述热电偶套筒的端部，所述第二法兰与所述第一法兰在所述热电偶套筒的纵向方向上以一间距彼此固定；

所述热电偶穿过所述第一法兰和所述第二法兰至少部分地设置在所述热电偶套筒内，并且所述热电偶具有位于所述第一法兰和所述第二法兰之间的肩部；

所述弹性件的一端由所述第二法兰支承，所述弹性件的另一端对所述肩部施加偏置力，所述肩部适于在所述偏置力的作用下与所述第一法兰抵接以使所述热电偶相对于所述热电偶套筒处于初始位置。

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的测温装置，其特征在于，所述控制器配置成对所述致动器的速度和/或输出扭矩的数据进行采集，并基于所述速度和/或输出扭矩的数据判断所述热电偶组件是否正常运动。

10.根据权利要求1至3中的任一项所述的测温装置，其特征在于，所述控制器配置成基于所述处理对象在所述热处理炉中的位置和/或所述处理对象的尺寸来确定所述处理对象的测温端面的位置，并且基于所述测温端面的位置确定所述致动器的致动杆的初步位移量；

所述控制器配置成控制所述致动器使得：所述致动杆以第一速度运动达到所述初步位移量，之后以第二速度运动直到所述控制器确定所述热电偶运动到所述测温位置，

其中，所述第一速度大于所述第二速度。

11.根据权利要求4所述的测温装置，其特征在于，所述测温装置还包括用于引导所述热电偶套筒运动的至少一个导向组件，所述导向组件布置在所述热处理炉内和/或所述热处理炉外。

12.根据权利要求11所述的测温装置，其特征在于，所述导向组件包括导向滚轮，所述导向滚轮支承所述热电偶套筒。

13.根据权利要求11所述的测温装置，其特征在于，所述导向组件能够调节位置以保证所述热电偶组件稳定地往复运动。

14.根据权利要求11所述的测温装置，其特征在于，所述热电偶套筒穿过所述热处理炉的炉壁，所述导向组件引导所述热电偶套筒大致垂直于所述炉壁运动。

15.根据权利要求14所述的测温装置，其特征在于，所述测温装置还包括位于所述热处理炉外的支承座，所述支承座固定至所述炉壁并支承所述致动器。

16.一种通过根据权利要求1至15中的任一项所述的测温装置对热处理炉内的处理对象的温度进行测量的方法，包括：

提供热电偶组件；

通过控制器启动致动器以致动所述热电偶组件在热处理炉内运动；

通过所述控制器判断所述热电偶组件的热电偶是否运动到测温位置，并且在确定所述热电偶运动到测温位置时使所述致动器停动；

通过所述控制器接收所述热电偶的输出信号。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述控制器在所述测温装置的整个运行过程中接收所述热电偶的输出信号，所述热电偶在运动到所述测温位置后产生的输出信号指示所述处理对象的温度。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述热电偶包括两个热电极，所述两个热电极的测量端彼此分离，其中，所述热电偶仅在所述两个热电极的测量端均与所述处理对象接触而彼此电导通时产生有效输出信号；并且

所述方法还包括：通过所述控制器基于所述热电偶的输出信号来判断所述热电偶是否运动到所述测温位置。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述控制器在接收到所述热电偶的有效输出信号时确定所述热电偶运动到所述测温位置。

20.根据权利要求16至19中的任一项所述的方法，其特征在于，所述热电偶组件包括热电偶套筒和对所述热电偶施加偏置力的弹性件，所述热电偶在所述偏置力的作用下相对于所述热电偶套筒处于初始位置，并且在所述测量端抵接所述处理对象时克服所述偏置力而相对于所述热电偶套筒偏移；

所述方法还包括：提供传感器，所述传感器配置成使得其输出信号反映所述热电偶相对于所述热电偶套筒的偏移量；通过所述控制器接收所述传感器的输出信号，并基于所述传感器的输出信号来判断所述热电偶是否运动到所述测温位置。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述控制器在所述传感器的输出信号达到预定值时确定所述热电偶运动到所述测温位置。

22.根据权利要求16至19中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过所述控制器对所述致动器的速度和/或输出扭矩的数据进行采集，并基于所述速度和/或输出扭矩的数据判断所述热电偶组件是否正常运动。

23.根据权利要求16至19中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过所述控制器基于所述处理对象在所述热处理炉中的位置和/或所述处理对象的尺寸确定所述处理对象的测温端面的位置，并且基于所述测温端面的位置确定所述致动器的致动杆的初步位移量；

通过所述控制器控制所述致动器，使得：所述致动杆以第一速度运动达到所述初步位移量，之后以第二速度运动直到所述控制器确定所述热电偶运动到所述测温位置，

其中，所述第一速度大于所述第二速度。

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