CN217819070U - 炉壁温度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型用于温度测量技术领域，特别涉及一种炉壁温度测量装置包括探头，设有第一热电偶和第二热电偶；信号处理装置，包括变送器和计算元件，变送器与第一热电偶和第二热电偶连接，计算元件与变送器连接。探头插入盲孔，第一热电偶和第二热电偶探测盲孔中不同位置的温度并将温度数值转换成电信号，变送器将第一热电偶和第二热电偶测得的温度电信号成转换成温度数值发送到计算元件，向运算器输入待测点的位置参数，可输出待测点的温度，向运算器输入炉壁材料的热导率、炉壁尺寸参数，可输出待测点的热流。

Description

炉壁温度测量装置

技术领域

本实用新型用于温度测量技术领域，特别是涉及一种炉壁温度测量装置。

背景技术

在金属冶炼、玻璃生产、固废处置等行业中，高温熔融炉内温度正常运行时达到1400℃以上，因为炉内液相区域成分为高温熔浆，传感器长时间直接接触高温熔浆会造成破坏，无法长期稳定地测出与浆池直接接触的炉内壁的温度。

现有的测量方法是在炉壁上开盲孔，传感器放入盲孔中，单纯的测量开孔处壁面的温度，该方法没法表征炉内壁的温度以及热流等情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种炉壁温度测量装置，能够准确地表征测定炉内的温度以及热流情况。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种炉壁温度测量装置，包括：

探头，所述探头上设有第一热电偶和第二热电偶，所述第一热电偶和所述第二热电偶沿所述探头的长度方向间隔分布；

信号处理装置，包括变送器和计算元件，所述第一热电偶的导线和所述第二热电偶的导线均与所述变送器连接，所述计算元件与所述变送器连接，所述计算元件上设有参数输入面板。

本实用新型实施例的炉壁温度测量装置至少具有如下有益效果：工作过程中，在炉壁上开设盲孔，然后将探头插入盲孔，第一热电偶和第二热电偶用来探测盲孔中不同位置的温度并将温度值转换为电信号，变送器将第一热电偶和第二热电偶测得温度的电信号转换为温度数值发送到计算元件，通过参数输入面板向计算元件输入待测点的位置参数，即可输出炉壁上待测点的温度，通过参数输入面板向计算元件输入炉壁材料的热导率、炉壁尺寸参数，即可输出待测点的热流，这样能够表征出炉内的温度以及热流等情况。

根据本实用新型的另一些实施例的炉壁温度测量装置，所述第一热电偶位于所述探头的端部，所述第二热电偶位于所述探头的侧壁。

根据本实用新型的另一些实施例的炉壁温度测量装置，所述第一热电偶和所述第二热电偶均设在所述探头的侧壁。

根据本实用新型的另一些实施例的炉壁温度测量装置，所述探头外部套有保护壳，所述第一热电偶和所述第二热电偶均与所述保护壳接触。

根据本实用新型的另一些实施例的炉壁温度测量装置，所述探头内部设有两个所述变送器，所述第一热电偶的导线和所述第二热电偶的导线分别与两个所述变送器连接。

根据本实用新型的另一些实施例的炉壁温度测量装置，所述变送器与所述第一热电偶连接的导线上套设耐热绝缘套，所述变送器与所述第二热电偶连接的导线上套设耐热绝缘套。

根据本实用新型的另一些实施例的炉壁温度测量装置，所述探头内部填充保温材料。

根据本实用新型的另一些实施例的炉壁温度测量装置，所述信号处理装置与所述第一热电偶的冷端以及所述第二热电偶的冷端通过法兰安装在所述探头的一端。

根据本实用新型的另一些实施例的炉壁温度测量装置，所述探头内部为真空环境，所述探头内部安装导管，所述变送器与所述第一热电偶连接的导线穿设在所述导管内，所述变送器与所述第二热电偶连接的导线穿设在所述导管内。

根据本实用新型的另一些实施例的炉壁温度测量装置，所述导管内部填充耐高温阻燃绝缘材料。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型一个实施例插入炉壁的盲孔中的示意图；

图2是本实用新型一个实施例的结构示意图；

图3是本实用新型另一个实施例的结构示意图；

图4是本实用新型第三实施例的结构示意图；

图5是本实用新型中计算元件的计算逻辑示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本实用新型的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本实用新型的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

在金属冶炼、玻璃生产、固废处置等行业中，高温熔融炉内温度正常运行时达到1400℃以上，因为炉内液相区域成分为高温熔浆，传感器长时间直接接触高温熔浆会造成破坏，无法长期稳定地测出与浆池直接接触的炉内壁的温度。

现有的测量方法是在炉壁上开盲孔，传感器放入盲孔中测量开孔处壁面的温度，该方法没办法直接准确地测量出炉壁壁厚方向各点的温度分布。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种炉壁温度测量装置。

参见图1、图2、图3、图4、图5，炉壁温度测量装置包括探头200和信号处理装置300，探头200上设有第一热电偶210和第二热电偶220，第一热电偶210和第二热电偶220沿探头200的长度方向间隔分布，信号处理装置300包括变送器和计算元件，第一热电偶210的导线和第二热电偶220的导线均与变送器连接，计算元件与变送器连接，计算元件上设有参数输入面板。

工作过程中，在炉壁100上开设盲孔，然后将探头200插入盲孔，第一热电偶210和第二热电偶220用来探测盲孔中不同位置的温度并将温度值转换为电信号，变送器将第一热电偶210和第二热电偶220测得温度的电信号转换为温度数值发送到计算元件，通过参数输入面板向计算元件输入待测点的位置参数，即可输出炉壁100上待测点的温度，通过参数输入面板向计算元件输入炉壁100材料的热导率、炉壁100尺寸参数，即可输出待测点的热流，这样能够表征出炉内的温度以及热流等情况。

探头200为长条形的管状结构，测试时候方便插入到炉壁100上开设的盲孔中。

第一热电偶210和第二热电偶220根据测温点的温度范围可选用S型、B型、R型热电偶，或者K型镍铬-镍硅热电偶，测量温度1000℃。

第一热电偶210和第二热电偶220沿探头200长度方向间距不大于待测炉壁100的厚度，且不小于10mm。

参见图2，在一些实施例中，第一热电偶210和第二热电偶220均设在探头200的侧壁。

具体的，第一热电偶210和第二热电偶220均设在探头200的侧边管壁上，当探头200插入盲孔之后，第一热电偶210和第二热电偶220分别用来探测两点的温度。

参见图3，在另外一些实施例中，第一热电偶210位于探头200的端部，第二热电偶220位于探头200的侧壁，这样探头200插入炉壁100的盲孔之后，第一热电偶210更加靠近炉壁100内侧。

具体的，第一热电偶210位于探头200的右端。

为了对第一热电偶210和第二热电偶220进行保护，在一些实施例中，探头200外部套有保护壳230，第一热电偶210和第二热电偶220均与保护壳230接触。

具体的，保护壳230采用有较高导热性且耐高温的材料如高温陶瓷材料制作，工作温度不低于1300℃，厚度不大于5mm，工作温度下热导率不大于5W/mK。

探头200的一端用于伸入炉壁100的盲孔中，信号处理装置300将第一热电偶210的冷端和第二热电偶220的冷端通过法兰400安装在探头200的另一端。

法兰400采用金属材料如不锈钢制作。

在一些实施例中，探头200内部设有两个变送器，第一热电偶210的导线和第二热电偶220的导线分别与两个变送器连接，这样第一热电偶210和第二热电偶220均有对应的变送器来将温度电信号转换为温度数值。

在一些实施例中，变送器与第一热电偶210的连接导线上套设耐热绝缘套500，变送器与第二热电偶220的连接导线上套设耐热绝缘套500，从而起到保护导线的作用。

具体的，耐热绝缘套500采用绝缘陶瓷材料制作，绝耐热绝缘套500直径不大于12mm，中间开孔用于穿设导线。

在一些实施例中，探头200内部填充保温材料600。

探头200内采用具有耐高温、低导热性、阻燃的保温材料填充，保温材料600的工作温度不低于1300℃，保温材料600在工作温度下的热导率不高于0.1W/mK。保温材料600分块在探头200内部填充，并留有槽道用于放热电偶。

参见图4，保温材料600也可以取消，将探头200内部抽为真空环境，探头200内部安装导管700，变送器与第一热电偶210连接的导线以及变送器与第二热电偶220连接的导线均穿设在导管700内部。

进一步的，导管700设有两个，其中一个导管700中穿设连接变送器与第一热电偶210的导线，另一个导管700中穿设连接变送器与第二热电偶220的导线，保证二者的连接导线保持独立不会相互干扰。

为了对导线进行保护，在一些实施例中，导管700内填充耐高温阻燃绝缘材料。

计算元件为运算器，计算元件接收变送器转换出的温度数值。

通过参数输入面板在计算元件上输入待测点的位置参数，可输出炉壁100上相应点的温度，通过参数输入面板在计算元件上输入炉壁100材料热导率、炉壁100尺寸参数，可输出待测点的热流。

参见图5，具体的运算逻辑如下：

若炉体截面为炬形，即炉壁100为平板结构时，可根据

求得沿着探头200长度方向任意一点的温度。

其中δ为待测点与炉内壁的距离，若需要炉内壁的温度，则δ为0，δ₁为T₁、T₂点的距离，T₁为第二热电偶220测得的温度，T₂为第一热电偶210测得的温度，δ₂为T₂距离探头200最末端的距离，需要说明的是，此处的探头200最末端为探头200伸入盲孔的一端，若第一热电偶210分布在探头200的端部，则δ₂为0，δ₃为探头200末端距离炉内壁的距离。

还可根据

出侧点位置的热流密度q，λ为炉壁100材料的热导率。

若炉体截面为圆性，即炉壁100为圆柱形，可根据

求得沿着探头200长度方向任意点的温度。

其中r为待测点的半径，若需测炉内壁温度则r＝r₃，r₃为炉内壁的半径，r₁和r₂为分别为T₁和T₂点的半径。还可根据

求出待测点位置的热流密度q。

当然，本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种炉壁温度测量装置，其特征在于，包括：

探头，所述探头上设有第一热电偶和第二热电偶，所述第一热电偶和所述第二热电偶沿所述探头的长度方向间隔分布；

信号处理装置，包括变送器和计算元件，所述第一热电偶的导线和所述第二热电偶的导线均与所述变送器连接，所述计算元件与所述变送器连接，所述计算元件上设有参数输入面板。

2.根据权利要求1所述的炉壁温度测量装置，其特征在于：所述第一热电偶位于所述探头的端部，所述第二热电偶位于所述探头的侧壁。

3.根据权利要求1所述的炉壁温度测量装置，其特征在于：所述第一热电偶和所述第二热电偶均设在所述探头的侧壁。

4.根据权利要求1所述的炉壁温度测量装置，其特征在于：所述探头外部套有保护壳，所述第一热电偶和所述第二热电偶均与所述保护壳接触。

5.根据权利要求1所述的炉壁温度测量装置，其特征在于：所述探头内部设有两个所述变送器，所述第一热电偶的导线和所述第二热电偶的导线分别与两个所述变送器连接。

6.根据权利要求1或5所述的炉壁温度测量装置，其特征在于：所述变送器与所述第一热电偶连接的导线上套设耐热绝缘套，所述变送器与所述第二热电偶连接的导线上套设耐热绝缘套。

7.根据权利要求1所述的炉壁温度测量装置，其特征在于：所述探头内部填充保温材料。

8.根据权利要求1所述的炉壁温度测量装置，其特征在于：所述信号处理装置与所述第一热电偶的冷端以及所述第二热电偶的冷端通过法兰安装在所述探头的一端。

9.根据权利要求1或5所述的炉壁温度测量装置，其特征在于：所述探头内部为真空环境，所述探头内部安装导管，所述变送器与所述第一热电偶连接的导线穿设在所述导管内，所述变送器与所述第二热电偶连接的导线穿设在所述导管内。

10.根据权利要求9所述的炉壁温度测量装置，其特征在于：所述导管内部填充耐高温阻燃绝缘材料。

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