CN217738463U - 一种高温碳化炉用红外测温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高温碳化炉用红外测温装置，解决了现有技术中的高温碳化炉用的测温装置精度低且寿命低的技术问题。本实用新型提供的高温碳化炉用红外测温装置，通过碳棒将高温碳化炉内的热量导出，并采用红外探测器的测温探头通过石英玻璃可以对碳棒进行测温，因此，红外探测器即可检测到高温碳化炉内的温度，由于红外探测器与碳棒之间间隔了石英玻璃，红外探测器并不直接接触高温碳化炉的外壁，因此，红外探测器受到热电偶抗噪性差，杂散电场和磁场产生的噪声等影响较小，因此，提高了高温碳化炉内的温度检测的精度；另外，红外探测器不直接接触高温碳化炉的外壁，因此，不容易受损，提高了测温装置的使用寿命。

Description

一种高温碳化炉用红外测温装置

技术领域

本实用新型涉及碳化炉技术领域，具体涉及一种高温碳化炉用红外测温装置。

背景技术

高温工业炉生产过程具有明显的时滞，大惯性，非线性和干扰不确定性的特点。为了确保生产出品质合格的碳纤维丝，必须保证高温炉系统的反应温度。炉内温度过低会导致生产的碳纤维无法达到工艺要求；炉内温度过高，会使碳纤维产品品质恶化，且造成能耗浪费。然而生产过程中影响高温炉系统温度的因素很多，控制稍有偏差就造成风压或者热工波动，因此，在碳纤维生产过程中，要严格对高温碳化炉体内的温度均匀、稳定性进行实时监测。

目前，针对高温炉系统温度监测大多采用热电偶对炉内温度进行实时测量，通常通过螺纹固定于高温炉外壁面，然而热电偶抗噪性差，杂散电场和磁场产生的噪声可能会导致测量结果偏差，且价格高昂，机械性能差，容易损毁，易受腐蚀而导致精度降低，保养维护繁琐。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种高温碳化炉用红外测温装置，解决了现有技术中的高温碳化炉用的测温装置精度低且寿命低的技术问题。

本实用新型提供了一种高温碳化炉用红外测温装置，包括：连接件，所述连接件包括连接管以及固定在所述连接管外壁上的支座；碳棒，所述碳棒固定在所述连接管的下端，所述碳棒的下端设置在高温碳化炉内；设置在所述连接件上方的石英玻璃；密封结构，所述密封结构的一端固定在所述连接管的上端，所述密封结构配置为密封所述连接管固定所述石英玻璃，所述密封结构具有通孔；红外测温器；以及固定组件，所述固定组件分别与所述红外测温器以及所述支座连接；其中，所述碳棒的上端穿过所述连接管、所述密封结构的通孔至所述石英玻璃下方，所述红外测温器的所述测温探头透过所述石英玻璃检测高温碳化炉内的内部温度。

在本实用新型一实施例中，所述密封结构包括：设置在所述连接管的上端上方的O型圈；设置在所述O型圈外的法兰盘，所述法兰盘的下端固定在所述连接管的上端；压板，所述压板的下端固定在所述法兰盘的上端，所述压板具有压板通孔；其中，所述石英玻璃设置所述O型圈以及所述压板之间；其中，所述碳棒的上端穿过所述连接管、法兰盘至所述石英玻璃下方。

在本实用新型一实施例中，所述密封结构还包括：橡胶垫片，所述橡胶垫片设置在所述石英玻璃与所述压板之间。

在本实用新型一实施例中，所述法兰盘上具有气体入孔，惰性气体可通过气体入孔入所述高温碳化炉内。

在本实用新型一实施例中，所述固定组件包括：支撑角板，所述支撑角板的一端与所述支座连接；转角板，所述转角板固定在所述支撑角板的另一端；以及套接在所述红外测温器外的夹紧套，所述夹紧套与所述转角板连接。

在本实用新型一实施例中，所述支撑角板包括：固定板，所述固定板固定在所述支座上；设置在所述固定板上的长条孔；以及竖直板，所述竖直板与所述转角板固定连接；其中，所述竖直板可在所述长条孔内移动。

在本实用新型一实施例中，所述转角板包括：第一板，所述第一板与所述竖直板固定连接；第二板，所述第二板与所述第一板固定连接，所述第一板与所述第二板之间的夹角小于或者等于90度；以及设置在所述第一板和/或第二板上的圆弧腰型孔；其中，所述夹紧套通过所述圆弧腰型孔与所述转角板连接，所述夹紧套可沿所述圆弧腰型孔移动。

在本实用新型一实施例中，所述高温碳化炉用红外测温装置还包括：石墨螺母；所述碳棒通过所述石墨螺母固定在所述连接管的下端。

在本实用新型一实施例中，所述高温碳化炉用红外测温装置还包括：设置在所述连接件外的水冷结构，所述水冷结构具有下口和上口，冷却液经所述下口流入所述水冷结构，并经所述上口流出所述水冷结构。

在本实用新型一实施例中，所述碳棒为石墨棒。

本实用新型提供的高温碳化炉用红外测温装置，通过碳棒将高温碳化炉内的热量导出，并采用红外探测器的测温探头通过石英玻璃可以对碳棒进行测温，因此，红外探测器即可检测到高温碳化炉内的温度，由于红外探测器与碳棒之间间隔了石英玻璃，红外探测器并不直接接触高温碳化炉的外壁，因此，红外探测器受到热电偶抗噪性差，杂散电场和磁场产生的噪声等影响较小，因此，提高了高温碳化炉内的温度检测的精度；另外，红外探测器不直接接触高温碳化炉的外壁，因此，不容易受损，提高了测温装置的使用寿命。

附图说明

通过结合附图对本实用新型实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起构造为解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1所示为本实用新型一实施例提供的一种高温碳化炉用红外测温装置的结构示意图；

图2所示为本实用新型一实施例提供的一种高温碳化炉用红外测温装置的主视图；

图3所示为本实用新型一实施例提供的一种高温碳化炉用红外测温装置中的夹紧套、红外测温器以及转角板的装配结构示意图；

图4所示为本实用新型一实施例提供的一种高温碳化炉用红外测温装置中的转角板的结构示意图；

图5所示为本实用新型一实施例提供的一种高温碳化炉用红外测温装置中的法兰盘与连接件的装配结构示意图。

附图标记：

1-红外测温器；7-石英玻璃；10-连接管；101-连接管下端；102-支座；

200-固定组件，3-夹紧套；2-转角板；8-支撑角板；81-固定板；82-竖直板；

100-密封结构，4-压板；5-O型圈；6-橡胶垫片；9-法兰盘；12-碳棒；11-石墨螺母；13-石墨堵头；21-第一板；22-第二板；23-圆弧腰型孔；40-水冷结构；41-下口；42-上口。

具体实施方式

本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)仅构造为解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1所示为本实用新型提供的一种高温碳化炉用红外测温装置的结构示意图，图2所示为本实用新型提供的一种高温碳化炉用红外测温装置的主视图；图3所示为夹紧套3、红外测温器1以及转角板2的装配结构示意图。如图1、图2以及图3所示，该高温碳化炉用红外测温装置，包括：连接件，连接件包括连接管10以及固定在连接管10外壁上的支座102；碳棒12，碳棒12固定在连接管10的下端，碳棒12的下端设置在高温碳化炉内；设置在连接件上方的石英玻璃7；密封结构100，密封结构100的一端固定在连接管10的上端，密封结构100配置为密封连接管10且固定石英玻璃7，密封结构100具有通孔；红外测温器1；以及固定组件200，固定组件200分别与红外测温器1以及支座102连接；其中，碳棒12的上端穿过连接管10、密封结构100的通孔至石英玻璃7下方，红外测温器1的测温探头透过石英玻璃7检测高温碳化炉内的内部温度。碳棒12具有传热作用，因此，可以将高温碳化炉内的热量传导至碳棒12，通过碳棒12所具有的温度即可表示为高温碳化炉内的温度，因此，当红外探测器的测温探头通过石英玻璃7可以对碳棒12进行测温，因此，红外探测器即可检测到高温碳化炉内的温度，由于红外探测器与碳棒12之间间隔了石英玻璃，红外探测器并不直接接触高温碳化炉的外壁，因此，红外探测器受到热电偶抗噪性差，杂散电场和磁场产生的噪声等影响较小，因此，提高了高温碳化炉内的温度检测的精度；另外，红外探测器不直接接触高温碳化炉的外壁，因此，不容易受损，提高了测温装置的使用寿命。

另外，由于石英玻璃7具有耐高温和较高的光谱透射性能。因此，进一步提高了红外探测器对高温碳化炉内的温度的检测的精度。

可选的，如图2所示，碳棒12为石墨棒，石墨棒的一端还设置有石墨堵头13，因为石墨具有耐高温，良好的导热性能，提高了红外测温器1对高温碳化炉内的温度的检测的准确性。

在本实用新型一实施例中，如图1以及图2所示，密封结构100包括：设置在连接管10的上端上方的O型圈5；设置在O型圈5外的法兰盘9，法兰盘9的下端固定在连接管10的上端；压板4，压板4的下端固定在法兰盘9的上端，压板4具有压板4通孔；其中，石英玻璃7设置O型圈5以及压板4之间；其中，碳棒12的上端穿过连接管10、法兰盘9至石英玻璃7下方。本实用新型通过O型圈5、压板4以及法兰盘9可以将石英玻璃7与连接管10之间进行密封，密封结构100简单且密封效果好。

可选的，法兰盘9的下端可以通过螺母固定在连接管10的上端。法兰盘9的上端通过螺母固定在压板4的下端。采用落寞将法兰盘9与压板4以及连接管10固定，便于拆装。

需要说明的是，法兰盘9与压板4以及连接管10的固定可以采用其他固定方式来实现可拆卸固定，本实用新型对于法兰盘9与压板4以及连接管10的具体固定方式不作限定。

在本实用新型一实施例中，如图1以及2所示，密封结构100还包括橡胶垫片6，橡胶垫片6设置在石英玻璃7与压板4之间。在压板4与石英玻璃7之间设置橡胶垫片6，橡胶垫片6具有缓冲作用，降低了严办对石英玻璃7的压迫，延长了石英玻璃7的使用寿命。另外，橡胶垫片6还可以进一步起到密封作用，增强了密封性。

在本实用新型一实施例中，法兰盘9上具有气体入孔，该气体入孔与法兰盘9本身具有的通孔以及连接管10本身具有的管孔连通，因此，可以通过气体入孔向高温碳化炉内通入惰性气体，惰性气体通过该气体入孔、法兰盘9、O型圈5以及连接管10后入高温碳化炉内，可以对高温碳化炉起到清扫作用。即本实用新型提供的高温碳化炉用红外测温装置，不仅具有高温碳化炉内的温度进行测温的功能；通过在法兰盘9上设置气体入孔，惰性气体通过该气体入孔至高温碳化炉内，还可以起到对高温碳化炉进行清扫的功能。碳棒12的下端设有气体出口，惰性气体可以通过气体出口排出，实现清扫功能。

在本实用新型一实施例中，如图2以及图3所示，固定组件200包括：支撑角板8，支撑角板8的一端与支座102连接；转角板2，转角板2固定在支撑角板8的另一端；以及套接在红外测温器1外的夹紧套3，夹紧套3与转角板2连接。通过调整转角板2以及夹紧套3，可以调整红外测问题的测温角度。

在本实用新型一实施例中，如图1所示，支撑角板8包括：固定板81，固定板81固定在支座102上；设置在固定板81上的长条孔；以及竖直板82，竖直板82与转角板2固定连接；其中，竖直板82可在长条孔内移动。由于竖直板82可以在长条孔内移动，因此，可以通过调节竖直板82在长条内的位置，竖直板82可以调节转角板2的移动，进而调整了夹紧套3对红外测温器1的调整，从而能够调整红外测温器1的测温角度。

具体的，当竖直板82在固定板81上的长条孔内移动后，可以通过固定件将竖直板82固定在固定板81上。

在本实用新型一实施例中，图4所示为本实用新型一实施例提供的转角板2的结构示意图，如图4所示，转角板2包括：第一板21，第一板21与竖直板82固定连接；第二板22，第二板22与第一板21固定连接，第一板21与第二板22之间的夹角小于或者等于90度；以及设置在第一板21和/或第二板22上的圆弧腰型孔23；其中，夹紧套3通过圆弧腰型孔23与转角板2连接，夹紧套3可沿圆弧腰型孔23移动。由于竖直板82可以在长条孔内移动，因此，可以通过调节竖直板82在长条内的位置，竖直板82的移动可以带动夹紧套3在圆弧腰型孔23内移动，以实现红外测温器1空间位置上的旋转，最终调节使红外测温器1光线沿碳棒12轴线竖直向下，进一步提高红外测温器1对高温碳化炉内的温度的检测的准确性。

在本实用新型一实施例中，如图2所示，高温碳化炉用红外测温装置，还包括：石墨螺母11；碳棒12通过石墨螺母11固定在连接管10的下端。

在本实用新型一实施例中，如图5所示，高温碳化炉用红外测温装置，还包括：设置在连接件外的水冷结构40，水冷结构40具有下口41和上口42，冷却液经下口41流入水冷结构40，并经上口42流出水冷结构40。通过水冷结构40可以降低连接管10的温度。红外测温测得是碳棒底部的温度，水冷对测温仪温度影响是是可以忽略，水冷主要是对管件降温，防止温度通过管件传到上部法兰，压板部件而导致温度过高。容易烫伤，水冷是为了吸收传递的热量。

以上仅为本实用新型创造的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型创造，凡在本实用新型创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高温碳化炉用红外测温装置，其特征在于，包括：

连接件，所述连接件包括连接管(10)以及固定在所述连接管(10)外壁上的支座(102)；

碳棒(12)，所述碳棒(12)固定在所述连接管(10)的连接管下端(101)，所述碳棒(12)的下端设置在高温碳化炉内；

设置在所述连接件上方的石英玻璃(7)；

密封结构(100)，所述密封结构(100)的一端固定在所述连接管(10)的上端，所述密封结构(100)配置为密封所述连接管(10)且固定所述石英玻璃(7)，所述密封结构(100)具有通孔；

红外测温器(1)；以及

固定组件(200)，所述固定组件(200)分别与所述红外测温器(1)以及所述支座(102)连接；

其中，所述碳棒(12)的上端穿过所述连接管(10)、所述密封结构(100)的通孔至所述石英玻璃(7)下方，所述红外测温器(1)的所述测温探头透过所述石英玻璃(7)检测高温碳化炉内的内部温度。

2.根据权利要求1所述的高温碳化炉用红外测温装置，其特征在于，所述密封结构(100)包括：

设置在所述连接管(10)的上端上方的O型圈(5)；

设置在所述O型圈(5)外的法兰盘(9)，所述法兰盘(9)的下端固定在所述连接管(10)的上端；

压板(4)，所述压板(4)的下端固定在所述法兰盘(9)的上端，所述压板(4)具有压板通孔；

其中，所述石英玻璃(7)设置所述O型圈(5)以及所述压板(4)之间；

其中，所述碳棒(12)的上端穿过所述连接管(10)、法兰盘(9)至所述石英玻璃(7)下方。

3.根据权利要求2所述的高温碳化炉用红外测温装置，其特征在于，所述密封结构(100)还包括：

橡胶垫片(6)，所述橡胶垫片(6)设置在所述石英玻璃(7)与所述压板(4)之间。

4.根据权利要求2所述的高温碳化炉用红外测温装置，其特征在于，所述法兰盘(9)上具有气体入孔，惰性气体可通过气体入孔入所述高温碳化炉内。

5.根据权利要求1所述的高温碳化炉用红外测温装置，其特征在于，所述固定组件(200)包括：

支撑角板(8)，所述支撑角板(8)的一端与所述支座(102)连接；

转角板(2)，所述转角板(2)固定在所述支撑角板(8)的另一端；以及

套接在所述红外测温器外的夹紧套(3)，所述夹紧套(3)与所述转角板(2)连接。

6.根据权利要求5所述的高温碳化炉用红外测温装置，其特征在于，所述支撑角板(8)包括：

固定板(81)，所述固定板(81)固定在所述支座(102)上；

设置在所述固定板(81)上的长条孔；以及

竖直板(82)，所述竖直板(82)与所述转角板(2)固定连接；

其中，所述竖直板(82)可在所述长条孔内移动。

7.根据权利要求6所述的高温碳化炉用红外测温装置，其特征在于，所述转角板(2)包括：

第一板(21)，所述第一板(21)与所述竖直板(82)固定连接；

第二板(22)，所述第二板(22)与所述第一板(21)固定连接，所述第一板(21)与所述第二板(22)之间的夹角小于或者等于90度；以及

设置在所述第一板(21)和/或第二板(22)上的圆弧腰型孔(23)；

其中，所述夹紧套(3)通过所述圆弧腰型孔(23)与所述转角板(2)连接，所述夹紧套(3)可沿所述圆弧腰型孔(23)移动。

8.根据权利要求1所述的高温碳化炉用红外测温装置，其特征在于，还包括：石墨螺母(11)；

所述碳棒(12)通过所述石墨螺母(11)固定在所述连接管(10)的下端。

9.根据权利要求1所述的高温碳化炉用红外测温装置，其特征在于，还包括：

设置在所述连接件外的水冷结构(40)，所述水冷结构(40)具有下口41)和上口(42)，冷却液经所述下口(41)流入所述水冷结构(20)，并经所述上口(42)流出所述水冷结构(20)。

10.根据权利要求1所述的高温碳化炉用红外测温装置，其特征在于，所述碳棒(12)为石墨棒。

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