DD211638A5 - DIVE MEASURING PROBE FOR MEASUREMENTS IN LIQUID METALS - Google Patents
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Abstract
Das Ziel der Erfindung besteht in der Vereinfachung der Konstruktion fuer Tauchmesssonden bei gleichzeitiger Verbilligung ihrer Herstellung und in der Reduzierung der Masse. Das Ziel wird dadurch erreicht, dass der Messkopf hauptsaechlich aus einer Metallroehre besteht, die ueber den groessten Teil ihrer Laenge von einer an die Roehre geheftete Huelle aus feuerfestem bzw. waermefestem Material umgeben ist, wobei die aeussere Oberflaeche dieser Huelle zapfenfoermig abdichtend bis in das zuerst eintauchende aeusserste Ende der Metallroehre fuehrt, das durch einen ein oder mehrere Messelemente tragenden Spund abgeschlossen ist und das andere aeusserste Ende des Messkopfes bzw. der Metallroehre in ein aeusserstes Ende der Roehre aus Karton oder aehnliches geschoben ist.The object of the invention is to simplify the design of immersion probes while reducing their cost and reducing mass. The aim is achieved by the fact that the measuring head consists mainly of a metal tube, which is surrounded over the greater part of its length by a refractory or heat-resistant material stapled to the tube, with the outer surface of this case sealingly sealing off into the first the outermost end of the metal tube is guided, which is closed by a bung carrying one or more measuring elements and the other outermost end of the measuring head or metal tube is pushed into an outermost end of the tube made of cardboard or the like.
Description
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AP G 01 N/255 543 5 63 059 23AP G 01 N / 255 543 5 63 059 23
Tauchmeßsonde für Messungen in flüssigen Metallen Anwendungsgebiet der Erfindung Tauc hmeßson de for measurements in liquid en Me tallen field of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Tauchmeßsonde für Messungen in flüssigen Metallen, die aus einer Röhre, dessen zuerst eintauchendes äußeres Ende durch einen ein- oder mehrere Meßelemente tragenden stopfförmigen Meßkopf abgeschlossen ist und einer übereinstimmenden Verbindung besteht, wobei die Röhre über ein äußeres Ende einer hohlen Traglanze geschoben ist*The invention relates to a dip probe for measurements in liquid metals, which consists of a tube, the first immersed outer end is closed by a one or more measuring elements supporting plug-shaped measuring head and a matching connection, the tube pushed over an outer end of a hollow support lance is *
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Characteristics of the known technical solu tions
Für die Messung von zum Beispiel der Temperatur und/oder dem Sauerstoffgehalt in einem flüssigen Metall werden meistens Tauchsonden gebraucht, welche traditionell aus einer Röhre bestehen, deren zuerst eintauchendes äußerstes Ende durch einen topfförmigen Meßkopf aus feuerfestem Material abgeschlossen ist, der ein oder mehrere Meßelemente trägt sowie eine übereinstimmende Verbindung aufweist» Die Meßelemente sind an der einzutauchenden Seite des Meßkopfes angeordnet und die Verbindung an öer anderen Seite,For the measurement of, for example, the temperature and / or the oxygen content in a liquid metal immersion probes are usually used, which traditionally consist of a tube whose first immersing extreme end is completed by a pot-shaped measuring head made of refractory material, which carries one or more measuring elements and has a matching connection "the measuring elements are arranged on the side of the measuring head immersed, and the connection to Oer other hand;
Beim Gebrauch wird eine derartige Meßsonde über eine metallene Traglanze geschoben, wodurch eine Verbindung mit einem dazu in der Traglanze angeordneten Kontaktblock Kontakt bekommt. Dieser letztere ist über elektrische Leiter, die durch die Lanze führen, mit einem Meßinstrument verbunden,-In use, such a probe is slipped over a metal support lance, whereby a connection with a arranged in the supporting lance contact block contact. This latter is connected to a measuring instrument via electrical conductors passing through the lance,
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Die vorspringenden teile der Meßeletnente sind in üblicher Weise durch auf dem Meßkopf montierten Karton und/oder einer Metallkappe geschützt, die bei dem Eintauchen in das flüssige Metall zerstört werden, beziehungsweise wegschmelzen*The projecting parts of the Meßeletnente are protected in the usual way by mounted on the measuring head cardboard and / or a metal cap, which are destroyed in the immersion in the liquid metal, or melt away *
Die bekannten Röhren sind meistens aus Karton hergestellt. Oft werden derartige Röhren mit einer isolierenden Schutzhülse versehen, um Flecken und Schwingungen bei dem Eintauchen zu verhindern,The known tubes are mostly made of cardboard. Often, such tubes are provided with an insulating protective sleeve to prevent staining and vibration when immersed,
Ziel aim der the Erfindunginvention
Das Ziel der Erfindung besteht in der Vereinfachung der Konstruktion für Tauchmeßsonden bei gleichzeitiger Verbilligung ihrer Herstellung und in der Reduzierung ihrer Masse.The object of the invention is to simplify the construction of submersible probes while reducing their cost and reducing their mass.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tauchmeßsonde für Messungen in flüssigen Metallen, die aus einer Röhre deren zuerst eintauchendes äußerstes Ende durch einen ein oder mehrere Meßelemente tragenden topfförmigen Meßkopf abgeschlossen ist sowie einer übereinstimmenden Verbindung besteht, wobei die Röhre über ein äußeres Ende einer hohlenThe invention has for its object, a Tauchmeßsonde for measurements in liquid metals, which is completed by a tube whose first dipping extreme end by a measuring element carrying one or more cup-shaped measuring head and a matching connection, wherein the tube via an outer end of a hollow
Traglanze geschoben ist, zu schaffen, so daß der Einfluß der Meßelemente auf das flüssige Metall vermindert und die Genauigkeit der Messungen erhöht wird.Support lance is pushed to create, so that the influence of the measuring elements is reduced to the liquid metal and the accuracy of the measurements is increased.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß derAccording to the invention, this object is achieved in that the
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Meßkopf hauptsächlich aus einer Metallröhre besteht, die über dem größten Teil ihrer Länge durch eine an der Röhre geheftete Hülle aus feuerfestem bzw» wärmefestem Material umgeben ist, wobei die äußere Oberfläche dieser Hülle zapfenförmig abdichtend bis in das zuerst eintauchende äußere Ende der Metallröhre führt, das durch einen ein- oder mehrere Meßelemente tragenden Spund abgeschlossen ist und das andere äußere Ende des Meßkopfes bzw, der Metallröhre in ein äußeres Ende der Röhre aus Karton oder ähnliches geschoben ist*Measuring head consists mainly of a metal tube, which is surrounded over most of its length by a tube attached to the tube of refractory or heat-resistant material, the outer surface of this shell peg-shaped sealingly leads into the first dipping outer end of the metal tube, the is completed by a single or more measuring elements bearing bung and the other outer end of the measuring head or, the metal tube is pushed into an outer end of the tube made of cardboard or the like *
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Metallröhre mit durch Harz imprägnierten, jedoch gasdurchlassendem Gießereisand gefüllt, durch den sich von dem Meßelement bis an das andere äußerste durch eine Verbindung abgeschlossene Ende der Metallröhre ein oder mehrere Leiter erstrecken.In a preferred embodiment, the metal tube is filled with resin-impregnated but gas-permeable foundry sand through which one or more conductors extend from the sensing element to the other outermost end of the metal tube terminated by a connection.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die kalten Laschen des Thermoelementes in einer geschickten Füllung, wie Silikone» eingetaucht sind, die selbst in Gießereisand eingetaucht ist.Another preferred embodiment of the invention provides that the cold tabs of the thermocouple are immersed in a neat filling, such as silicone, which itself is immersed in foundry sand.
In dem Fall, daß das Meßelement eine elektrochemische Zelle mit einem offenen äußersten Ende ist, befindet sich dieses offene Ende in der gasdurchlassenden Füllung,In the case that the measuring element is an electrochemical cell with an open extremity, this open end is in the gas-permeable filling,
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Metallröhre wie ein Leiter gebraucht, um Kontakt mit dem flüssigen Metall herzustellen.In another preferred embodiment, the metal tube is used like a conductor to make contact with the liquid metal.
Die technisch-ökonomischen Auswirkungen, insbesondere derThe technical-economic effects, in particular the
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technische Fortschritt der Erfindung bestehen in der bedeutenden Reduzierung der Masse, die sich in der Nähe der Meßelemente befindet, wodurch der Kühleffekt auf das Metall vermindert wird. Dies erlaubt genauere Messung,technical progress of the invention consist in the significant reduction of the mass, which is in the vicinity of the measuring elements, whereby the cooling effect on the metal is reduced. This allows more accurate measurement,
Die erfindungsgemäße Tauchmeßsonde zeichnet sich ferner dadurch aus, daß im Falle der Anwendung einer elektrochemischen Zelle als Meßelement der Einfluß der Zelle auf die zu messende Sauerstoffkonzentration und auf den damit im Zusammenhang stehenden chemischen Gleichgewichten minimiert wird. Wenn das Meßelement ein Thermoelement ist, wird die Temperaturdifferenz zwischen den kalten Laschen der Thermoelemente während des Eintauchens bzw» der Messung vermindert.The immersion probe according to the invention is further distinguished by the fact that in the case of the application of an electrochemical cell as a measuring element of the influence of the cell is minimized to the measured oxygen concentration and the associated chemical equilibria. If the measuring element is a thermocouple, the temperature difference between the cold tabs of the thermocouples during the immersion or the measurement is reduced.
Ein weiterer Vorteil besteht in der Vereinfachung der Konstruktion bei gleichzeitiger Verbilligung der Herstellung der TauchmeßsondenAnother advantage is the simplification of the design while reducing the cost of manufacturing the Tauchmeßsonden
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
In der dazugehörigen Zeichnung zeigt die Figur einen axialen Schnitt durch die erfindungsgemäße Tauchmeßsonde,In the accompanying drawing, the figure shows an axial section through the Tauchmeßsonde invention,
Die gezeigte Meßsonde besteht hauptsächlich aus einer Metallröhre 1, die über dem größten Teil ihrer Länge, von einer an der Metallröhre 1 befestigten Hülle 2 umgeben ist, die. zum Beispiel aus Gießereisand hergestellt ist.The probe shown mainly consists of a metal tube 1, which is surrounded over most of its length, by a fixed to the metal tube 1 case 2, the. made of foundry sand, for example.
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Die äußere Oberfläche der Hülle 2, führt zapfenförmig abdichtend bis an das zuerst eintauchende äußerste Ende 3 der Metallröhre 1,The outer surface of the shell 2, sealingly leads peg-shaped to the first dipping end 3 of the metal tube 1,
Dieses äußerste Ende 3 ist durch einen Spund 4 aus feuerfestem Zement abgedichtet, der ein oder mehrere Meßelemente trägt» in diesem Fall-ein teilweise in eine Quarzröhre angebrachtes Thermoelement 5 und eine elektrochemische ZelleThis extremity 3 is sealed by a bung 4 of refractory cement carrying one or more gauges "in this case a thermocouple 5 partially mounted in a quartz tube and an electrochemical cell
Die kalten Laschen 7 des Thermoelementes 5 sind in einer gasdichten Füllung 8 wie Silikone angeordnet und durch einen Köcher 9 aus Kunststoff, mit blattförmigem Querschnitt umgeben»The cold tabs 7 of the thermocouple 5 are arranged in a gas-tight filling 8 as silicones and surrounded by a quiver 9 made of plastic, with leaf-shaped cross-section.
Die Röhre 1 ist mit durch Harz imprägniertem, jedoch gasdurchlassendem Gießereisand 10 gefüllt, in dem sich das offene äußerste Ende der elektrochemischen Zelle befindet und durch welche die Leiter 11; 12 bis zu einer Verbindung 13 führen, die das andere äußerste Ende 14 der Metallröhre 1 abschließt. Mindestens einer der Leiter 11; 12 ist mit einem elektrischen isolierenden Überzug versehen.The tube 1 is filled with resin-impregnated, but gas-permeable foundry sand 10, in which the open end of the electrochemical cell is located and through which the conductors 11; 12 lead to a connection 13 which terminates the other extreme end 14 of the metal tube 1. At least one of the conductors 11; 12 is provided with an electrical insulating coating.
Die Röhre 1 wird wie ein Leiter gebraucht, um mit dem geschmolzenen Metall Kontakt herzustellen, zum Beispiel,um den Stromkreis der elektrochemischen Zelle 6 zu schließen.The tube 1 is used like a conductor to make contact with the molten metal, for example, to close the circuit of the electrochemical cell 6.
Eine sich selbst haltende Kappe 15 ist vorgesehen.A self-holding cap 15 is provided.
Eine Kartonröhre 16 wird rundum das äußerste Ende der Röhre 1 gegen die Hülle 2 geschoben,A cardboard tube 16 is pushed around the outermost end of the tube 1 against the sheath 2,
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Die Ausmaße der Hülle 2 sind zum Beispiel - aber auch vorzugsweise - die folgenden: Länge 10 cm; kleinster äußerer Durchmesser (äußerstes Ende 3): 2,5 cm; größter äußerer Durchmesser: 3,7 cm bis 4,3 cm); innerer Durchmesser: 1,8 cm,The dimensions of the shell 2 are, for example but preferably also, the following: length 10 cm; smallest outer diameter (extreme end 3): 2.5 cm; largest outer diameter: 3.7 cm to 4.3 cm); inner diameter: 1.8 cm,
Die Vorteile einer derartigen Konstruktion sind auffallend:The advantages of such a construction are striking:
- äußerst geringe Masse der Materialien in der Nähre der Meßelemen te ;- Extremely low mass of materials in the vicinity of Meßelemen te;
- außerordentlicher Schutz der kalten Lasche gegen gegenseitige Temperaturdifferenz; günstige Form für das Eintauchen in das Metall;- extraordinary protection of the cold flap against mutual temperature difference; favorable form for immersion in the metal;
- vollständiger Schutz der Verbindung sowie der Traglanze, selbst bei Bruch der Hülle 2;- Complete protection of the compound and the supporting lance, even if the shell 2 is broken;
- ziemlich einfache, billige und dennoch kräftige Konstruktion,- fairly simple, cheap and yet powerful construction,
Es versteht sich» daß verschiedene Ausführungsvarianten ausgedacht werden können, ohne hierdurch aus dem Rahmen der Erfindung zu treten*It is understood that various embodiments can be devised without thereby departing from the scope of the invention.
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