CN216246510U - 铜液测温测氧传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铜液测温测氧传感器，包括高温陶瓷载体，所述高温陶瓷载体前部设置有测氧元件、测温元件、回路极，所述高温陶瓷载体内部设置有回路极铜管，所述回路极铜管外部设有保护纸管，所述保护纸管外部设有阻燃管，所述回路极铜管内部设置有冷端保护盒，所述高温陶瓷载体后部设置有补偿导线正极和补偿导线负极，所述高温陶瓷载体后部与塑料接插件对接。本实用新型改变了传统的操作方式，准确预报铜冶金原料及工艺过程参数，实现节能减排，冶炼精品铜材需要。

Description

铜液测温测氧传感器

技术领域

本实用新型有色冶金液态测控领域，更具体地说，涉及一种铜液测温测氧传感器。

背景技术

计算机在有色冶炼行业有了飞速的发展，我国是传统的有色冶炼大国。但是在精品铜材与西方相比还有差距，现在许多先进的有色冶炼技术装备、传感器技术引进国内，推动了我国这方面的发展，传感技术过程测控技术的核心，没有先进的冶炼传感器技术，就不可能实现对冶炼精品铜材的测控。我们必须开发国产高新的有色冶炼传感器产品，实现向有色冶炼强国迈进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种能够准确预报铜冶金原料及工艺过程参数，实现节能减排，冶炼精品铜材铜液测温测氧传感器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种铜液测温测氧传感器，包括高温陶瓷载体，所述高温陶瓷载体前部设置有测氧元件、测温元件、回路极，所述高温陶瓷载体内部设置有回路极铜管，所述回路极铜管外部设有保护纸管，所述保护纸管外部设有阻燃管，所述回路极铜管内部设置有冷端保护盒，所述高温陶瓷载体后部设置有补偿导线正极和补偿导线负极，所述高温陶瓷载体后部与塑料接插件对接。

按上述方案，所述回路极铜管内设置有高温填料。

按上述方案，所述高温陶瓷载体前部设置有保护帽，所述保护帽外部设置有保护纸帽，所述保护帽套设在所述测氧元件、测温元件、回路极的外部。

按上述方案，所述测氧元件、测温元件、回路极等距离均匀的设置在所述高温陶瓷载体前部，所述测氧元件、测温元件、回路极相邻的间距5mm。

按上述方案，所述测氧元件、测温元件、回路极的电信号共正极电子线路。

按上述方案，所述回路极铜管的尾部与保护纸管通过螺纹连接。

按上述方案，所述高温陶瓷载体设置成锥度结构。

按上述方案，所述测氧元件设置的高度为15～20mm，测氧元件1设置有内纸帽，所述测温元件设置高度为10～18mm，所述回路极设置的高度为15～20mm.。

按上述方案，所述测温元件为两端开孔的U型石英管，所述U型石英管短的一侧为正极，长的一侧为负极，所述U型石英管内孔按照正负极穿设有热电偶金属丝，所述热电偶金属丝正、负极与补偿导线按正、负极对应连接，形成所述补偿导线正极，补偿导线负极。

实施本实用新型的铜液测温测氧传感器，具有以下有益效果：

本实用新型产品，可用于铜熔炼炉、铜精炼炉等工艺生产工艺过程的测控；实现对铜液温度、氧活度、重复性等参数的在线检测和预报，为计算机提供信息数据；改变了传统的操作方式，准确预报铜冶金原料及工艺过程参数，实现节能减排，冶炼精品铜材需要。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型铜液测温测氧传感器的结构示意图；

图2是本实用新型铜液测温测氧传感器的分解图；

图3是本实用新型铜液测温测氧传感器中的有氧元件的剖视图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-3所示，本实用新型的铜液测温测氧传感器包括高温陶瓷载体11，高温陶瓷载体11设置成锥度结构，在插入铜液时，减少液面阻力，实现快速进入铜测量。高温陶瓷载体11前部设置有测氧元件1、测温元件2、回路极12，其内部设置有回路极铜管10，回路极铜管10内部设置有冷端保护盒3，回路极铜管10外部设有保护纸管7，保护纸管7外部设有阻燃管9，回路极铜管10尾部与保护纸管7通过螺纹连接，回路极铜管10的尾部螺纹上抹胶后旋进保护纸管7内径。高温陶瓷载体11前部设置有保护铜帽13，保护铜帽13外部设置有保护纸帽14，保护铜帽13套设在测氧元件1、测温元件2、回路极12的外部，保护在搬运过程中产生的振动冲击对传感器的影响，能够保护传感器。高温陶瓷载体11后部设置有补偿导线正极5和补偿导线负极6，高温陶瓷载体11后部与塑料接插件8对接。

回路极铜管10内设置有高温填料4。回路极铜管10内部设置的冷端保护盒3为塑料材质，测氧元件1、测温元件2的冷端先焊接在补偿导线上，然后嵌入冷端保护盒3内的塑料卡槽内紧固，回路极12焊接在回路极铜管10上。回路极铜管10内填充的高温填料4有保护性，保证采样过程稳定性。回路极12采用焊接技术，先在回路极铜管10前部位10mm处开两个2mm孔，将回路极12的一端穿入2mm孔内进行定位，采用氩弧焊机焊接，确保焊接可靠。

测氧元件1、测温元件2、回路极12等距离均匀的设置在高温陶瓷载体11前部，三者相邻的间距5mm，保证采样互不影响。测氧元件1设置的高度为15～20mm，测氧元件11设置有内纸帽，测温元件2设置高度为10～18mm，回路极12设置的高度为15～20mm.。测氧元件1、测温元件2，回路极12的电信号输出，采取共正极电子线路设计，减少电磁干扰。

测温元件2设有热电偶金属丝(S或R分度)的选择开关。测温元件2为U型结构的石英管，热电偶金属丝正负极分别从U型石英管内孔穿过。U型石英管短的一侧为正极，长的一侧为负极，开孔处用高温材料封闭固化。热电偶金属丝正、负极与补偿导线按正、负极对应焊接，形成补偿导线正极5、补偿导线负极6；热电偶金属丝与塑料接插件8对接，保证测量的稳定可靠。

测氧元件1的正极为回路极12，回路极12与回路极铜管10焊接，回路极铜管10的尾部设有凸凹点，作为氧正极回路。氧负极回路，将钼丝与铁片一端焊接后，再将铁片的另一端焊接在补偿导线负极6上。

本实用新型用于铜熔炼炉、铜精炼炉等生产工艺过程的测控，检测在线点测铜液中的温度和氧活度，测氧元件1的测氧范围1--12000ppm，测温范围1100℃，测量精度符合燃烧分析数据及冶金规律。

本实用新型的优选实施例中，测氧元件1的制备包括：氧化锆基电解质管(CaO稳定)，参比电极Co+CoO,Al2O3，Mu等材料，参比电极中插有钼丝作为电动势引出极，参比电极引出极钼丝为负极，回路极铜管10氧正极与塑料接插件8连接。在线测量实时信号，传输给在线分析计算机并发出数据。如图3所示，依据氧浓差电池测量原理，设计测氧元件1的结构、焊接及热处理工艺，具体步骤如下；

①→所有器件氧化物净化处理；

②→氩气流量按标准调试；

③→氩气压力按标准调试；

④→焊机电压按标准调试；

⑤→上电极平面检验；

⑥→下电极平面检验；

⑦→钼丝与铁片焊接；

⑧→检查焊点无虚焊焊点接触良好；

⑨→干燥处理检验；

⑩→合格品包装备用；

设计测温元件2的焊接及热处理工艺，具体步骤如下：

①→所有器件氧化物净化处理；

②→氩气流量按标准调试；

③→氩气压力按标准调试；

④→焊机电压按标准调试；

⑤→上电极平面检验；

⑥→下电极平面检验；

⑦→热电偶正极与负极丝焊接；

⑧→检查焊点无虚焊焊点接触良好；

⑨→热电偶正极与负极丝焊接极性是否正确；

⑩→按设定程序进行热电偶丝干燥处理；

→合格品包装备用。

设计测氧元件1、测温元件2的产品总装工艺，具体步骤如下：

①→测氧元件1、测温元件2装入回路极铜管10；

②→回路极铜管10填入高温填料4；

③→回路极铜管10放进加热模内加温；

④→加热模加温完后取出回路极铜管10；

⑤→回路极铜管10安装好保护铜帽13和保护纸帽14；

⑥→回路极铜管10粘接在高温陶瓷载体11上；

⑦→高温陶瓷载体11与保护纸管7粘接；

⑧→保护纸管7与阻燃管9粘接；

⑨→按标准产品检验；

⑩→产品检验合格品包装入库。

测氧元件1按以下具体操作实施。先准备如下原材料：氧化锆基电解质管(CaO稳定)，操作前手必需洗净，戴手套；氧化锆基电解质管的表面必须洁净，不得有污物、油脂、裂纹等问题。参比电极Co+CoO粉末检查是否合格，Al₂O₃粉末检查是否合格，Mo丝等封口胶料要确认及检查。具体操作步骤如下：向氧化锆基电解质管内填充参比电极Co+CoO粉末，再将Al₂O₃粉末填充管内并振动密实，插入Mo丝；将调制好的胶封在锆管口上，将Mo丝与锆管口封装紧密，放入干燥箱处理即可备用。参比电极中插入Mo丝作为电动势引出极，参比电极引出极Mo丝为负极，回路极铜管10是氧正极。

测温元件2按以下具体操作实施。先准备如下原材料：U型石英管、热电偶丝、封口材料等，操作前手必需洗净，戴手套。所有材料的表面必须洁净，不得有污物、油脂、裂纹等问题。封口粉末材料需检查是否合格，Al₂O₃粉末检查是否合格，其他封口胶料要确认及检查。具体操作步骤如下：热电偶金属丝正负极分别从U型石英管内孔穿过，U型石英管短的一侧为正极，长管的一侧为负极，U型石英管开孔，处用高温材料封闭固化。热电偶金属丝正、负极与补偿导线按正、负极对应焊接，形成补偿导线正极5和补偿导线负极6，并与塑料接插件8对接。

产品总装按以下具体操作实施。先准备如下原材料：测氧元件1、测温元件2；测氧元件1、测温元件2必须使用仪器检查相关参数是否合格，不合格品不能使用。具体操作步骤如下；将测氧元件1、测温元件2装入回路极铜管10中，把高温填料4灌进回路极铜管10内。开启加热模具，回路极铜管10放进设定好加热模内，仪表显示采取自动程序温控。加热模加温完后取出固化好的回路极铜管10，降温后在回路极铜管10头部粘接安装好保护铜帽13和保护纸帽14。保护纸帽14固化好后，将回路极铜管10粘接在高温陶瓷载体11上。高温陶瓷载体11与保护纸管7粘接。保护纸管7与阻燃管9粘接，总装完毕。按标准产品检验。产品检验合格品包装入库。

本实用新型产品，兼容快速热电偶及国内外全部行业测试系统。工厂工艺测温范围1100℃，测氧范围1--12000ppm，可实现直接定氧一次测试可采温度、氧活度等数据。数据发送给计算机处理并实现测控过程工艺。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (9)

1.一种铜液测温测氧传感器，其特征在于，包括高温陶瓷载体，所述高温陶瓷载体前部设置有测氧元件、测温元件和回路极，所述高温陶瓷载体内部设置有回路极铜管，所述回路极铜管外部设有保护纸管，所述保护纸管外部设有阻燃管，所述回路极铜管内部设置有冷端保护盒，所述高温陶瓷载体后部设置有补偿导线正极和补偿导线负极，所述高温陶瓷载体后部与塑料接插件对接。

2.根据权利要求1所述的铜液测温测氧传感器，其特征在于，所述回路极铜管内设置有高温填料。

3.根据权利要求1所述的铜液测温测氧传感器，其特征在于，所述高温陶瓷载体前部设置有保护帽，所述保护帽外部设置有保护纸帽，所述保护帽套设在所述测氧元件、测温元件、回路极的外部。

4.根据权利要求1所述的铜液测温测氧传感器，其特征在于，所述测氧元件、测温元件、回路极等距离均匀的设置在所述高温陶瓷载体前部，所述测氧元件、测温元件、回路极相邻的间距5mm。

5.根据权利要求1所述的铜液测温测氧传感器，其特征在于，所述测氧元件、测温元件、回路极的电信号共正极电子线路。

6.根据权利要求1所述的铜液测温测氧传感器，其特征在于，所述回路极铜管的尾部与保护纸管通过螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的铜液测温测氧传感器，其特征在于，所述高温陶瓷载体设置成锥度结构。

8.根据权利要求4所述的铜液测温测氧传感器，其特征在于，所述测氧元件设置的高度为15～20mm，测氧元件1设置有内纸帽，所述测温元件设置高度为10～18mm，所述回路极设置的高度为15～20mm。

9.根据权利要求1所述的铜液测温测氧传感器，其特征在于，所述测温元件为两端开孔的U型石英管，所述U型石英管短的一侧为正极，长的一侧为负极，所述U型石英管内孔按照正负极穿设有热电偶金属丝，所述热电偶金属丝正、负极与补偿导线按正、负极对应连接，形成所述补偿导线正极，补偿导线负极。

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