DD290111A7 - Verfahren zur diskontinuierlichen tauch-temperaturmessung und wiederverwendbare messsonde zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur diskontinuierlichen Tauch-Temperaturmessung und eine wiederverwendbare Meszsonde zur Durchfuehrung des Verfahrens vorgeschlagen. Das Ziel der Erfindung besteht darin, auf der Grundlage eines Verfahrens zur diskontinuierlichen Tauch-Temperaturmessung und der Entwicklung einer wiederverwendbaren Meszsonde zur Durchfuehrung des Verfahrens, die Meszgenauigkeit und Zuverlaessigkeit der Tauch-Temperaturmessung zu erhoehen. Es wird vorgeschlagen, eine wiederverwendbare Meszsonde nach dem Eintauchvorgang bereits vor dem Erreichen der Metallbadtemperatur aus der Schmelze zu entfernen, wobei die durch ein Mikrorechnersystem gesteuerte Extrapolation eines definierten Abschnittes zwischen t1 und t2 des charakteristischen UEbergangsverlaufes zur Ermittlung der Metallbadtemperatur herangezogen wird und Stoerungen des im Zeitabstand Dt abgetasteten Ausgangssignals sowohl beim Aufheizvorgang als auch im Bereich der Abkuehlung und waehrend der Meszpausen durch das Mikrorechnersystem identifiziert und signalisiert werden. Die Meszsonde enthaelt als temperaturempfindliches Element ein Thermoelement, vorzugsweise Mantelthermoelement, das in einem speziellen Schutzrohr angeordnet ist. Fig. 2

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur diskontinuierlichen Tauch-Temperaturmessung und eine wiederverwendbare Meßsonde zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere in Metallschmelzen, für die wegen der hohen Temperatur und/oder Aggressivität des Mediums eine kontinuierliche Temperaturmessung unwirtschaftlich ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind eine Reihe von Verfahren und Meßsonden zur Tauch-Temperaturmessung bekannt, bei denen die Thermospannung eines in die Metallschmelze eingetauchten Thermoelementes nach Verstärkung oder Anwendung des Kompensationsprinzips zur Anzeige gebracht wird. Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß das verwendete Thermoelement innerhalb weniger Sekunden die Temperatur der Metallschmelze annimmt.

So beschreibt die OE-EB -1473264 ein Verfahren zur Temperaturmessung in Metallschmelzen, bei dem die Thermospannung eines für die Dauer der Messung in die Schmelze einzutauchenden Thermoelementes analog aufgezeichnet und angezeigt wird. Das dazugehörige Meß- und/oder Aufzeichnungsgerät enthält einen Zeitschalter, der beim Erreichen einer vorgegebenen Anfangstemperatur eingeschaltet wird und nach Ablauf einer Zeitspanne, in der das Thermoelement die Temperatur der Schmelze annimmt, ein akustisch und/oder optisch wahrnehmbares, das Ende der Messung ankündigendes Signal abgibt. Des weiteren beschreiben die DD-EB-61361 und die DE-EB-3000174 einmalig verwendbare Tauch-Temperaturmeßköpfe, die zur Durchführung des obengenannten Verfahrens verwendet und als konstruktiv-technische Verbesserungen des in der DE-EB -1473287 dargestellten verbrauchbaren Tauch-Temperaturmeßkopfes eingestuft werden können. Diese und andere bekannte Tauch-Temperaturmeßköpfe besitzen als temperaturempfindliches Element ein durch ein Quarzröhrchen geschütztes dünnes Thermoelement, das bei Messungen oberhalb von 1200°C aus Platin-Rhodium-Legierungen oder anderen wertvollen Metallen besteht. Sie haben nur eine begrenzte Lebensdauer, so daß mit ihnen gewöhnlich nur eine einzige Temperaturmessung durchgeführt werden kann. Daraus ergeben sich beispielsweise für die metallurgische Industrie hohe Materialkosten. Ferner ist vor jeder Messung zu prüfen, ob der elektrische Stromkreis geschlossen ist. Fremdspannungen, die die Meßgenauigkeit beeinträchtigen, können nicht ermittelt werden.

Schwierigkeiten bei der technologischen Beherrschung der Kopplung der aus ökonomischen und meßtechnischen Gründen sehr dünnen Thermodrähte beeinträchtigen dabei die Meßgenauigkeit der bekannten Tauch-Temperaturmeßköpfe zum Teil erheblich. Darüber hinaus ist die Kalibrierung jedes einzelnen Meßkopfes zu aufwendig, so daß Meßfehler du.ch Abweichungen von der Soll-Kennlinie lediglich durch eine Typprüfung der zur Herstellung verwendeten Thermoelement-Materialpaarung eingeschränkt werden können.

Schließlich wird in einer schwedischen Veröffentlichung von Brodln, G., und Jahnberg, S., Tagvngsband, Symposium des Technischen Komitees 7 der IMEKO, Leningrad 1978, eine mathematische Extrapolation von Übergangsverläufen der Temperaturmeßtechnik vorgestellt, auf deren verfahrenstechnische Umsetzung in die Praxis nicht eingegangen wird und deren Anwendung, insbesondere in der Hochtemperaturmeßtechnik, mit zum Teil erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine mehrfache Verwendung der Tauch-TemperaturmeP.sonde zu erreichen sowie die Meßgenauigkeit und Zuverlässigkeit der Tauch-Temperaturmessung in Metallschmelzen zu erhöhen, so daß Qualitätsverbesserungen der Metallschmelze und Materialkostensenkungen ermöglicht werden.

Darlegung des Wesen· der Erfindung

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur diskontinuierlichen Tauch-Temperaturmessung, Insbesondere In Metallschmelze», und eine wiederverwendbare Meßsonde zur Durchführung des Verfahrens zu entwickeln, wobei der eigentliche Meßfühler nicht bis zur Mediumstemperatur aufgeheizt wird.

Bei den herkömmlichen Tauch-Temperaturmeßverfahren wird das tomperaturempfindliche Element des Tauch-Temperaturmeßkopfes innerhalb weniger Sekunden bis zur Temperatur der Metallschmelze aufgeheizt, Der Tauch· Temperaturmeßkopf kann in vielen Fällen nur einmalig verwendet werden, da er an der thermischen Stabilitätsgrenze eingesetzt wird. Darüber hinaus erwachsen Schwierigkeiten in bezug auf die mechanische Stabilität, die aus der Konzeption des verbrauchbaren Tauch-Temperaturmeßkopfes resultieren.

Vor jeder Temperaturmessung wird der Meßstromkreis lediglich auf elektrische Unterbrechung hin überprüft. Fremdspannungen, die zur Beeinträchtigung der Meßgenauigkeit führen, können nicht identifiziert werden und bleiben unberücksichtigt. Eine Kalibrierung des Tauch-Temperaturmeßkopfes Ist zu aufwendig und erfolgt nicht, so daß eine weitere Beeinträchtigung der Meßgenauigkeit durch die Toler&nz der Soll-Kennlinie des verwendeten Thermoelementes auftritt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine wiederverwendbare Meßsonde, für die eine Kalibrierung wirtschaftlich wird, zur diskontinuierlichen Tauch-Temporaturmessung, Insbesondere in Metallschmelzen, für die wegen der hohen Temperaturen und/oder Aggressivität des Meßmediums eine kontinuierliche Temperaturmessung unwirtschaftlich ist, bereits bei Erreichen von 30 bis 90%, vorzugsweise 60 bis 80%, der Metallbadtemperatur aus der Schmelze entfernt wird und die durch ein Mikrorechnersystem gesteuerte Extrapolation eines definierten und optisch und/oder akustisch signalisierten Abschnittes des charakteristischen Übergangsverlaufes zur Ermittlung der Metallbadtemperatur herangezogen wird, wobei Störungen des durch die Kenngröße At/t_M% = 0,001 bis 0,1, vorzugsweise At/t_M% = 0,02 bis 0,2, charakterisierten und abgetasteten Ausgangssignales der Meßsonde sowohl beim Aufheizvorgang als auch im Bereich der Abkühlung und während der Meßpausen durch eine fortwährende Meßwertübernahme und -verarbeitung mit Hilfo des Mikrorechnersystems identifiziert und signalisiert werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die geometrisch-konstruktiven Abmessungen sowie thermischen Materialeigenschaften der Meßsonde derart zu wählen, daß die den charakteristischen Übergangsverlauf nach dem Eintauchen in die Schmelze beschreibende dynamische Kenngröße t_M% im Bereich von 2 bis 20s gewährleistet wird.

Vor Beginn jeder Temperaturmessung erfolgt eine Initialisierung des gesamten Meßsystems, so daß Störungen, wie zum Beispiel Fremdspannungen, erkannt und beseitigt werden können. Als Meßbeginn wird der Zeitpunkt des Eintauchens der Meßsonde in die Metallschmelze definiert. Anschließend erfolgt die mikrorechnergesteuerte Abspeichorung und Anzeige der im Zeitabstand At = (0,001 bis 0,1) · t«]%, vorzugsweise At = (0,02 bis 0,2) te_3S, abgetasteten und durch einen Analog-Digital-Umsetzer gewandelten Thermospannungen der Meßsonde. Beeinträchtigungen der Meßgenauigkeit durch Umgebungstemperaturschwankungen werden durch die Verwendung von Ausgleichsleitungen sowie eines Vergleichsstellenthermostaten ausgeschlossen.

Im Anschluß an die rechnergestützte Umwandlung der zu äquidistanten Zeitabständen At aufgezeichneten Thermospannungswerte in Temperaturwerte entsprechend der durch Polynome höherer Ordnung beschriebenen Kennliniengleichung erfolgt vor der eigentlichen Extrapolation des Übergangsverlaufes eine mathematische Filterung bzw. Korrektur bezüglich offensichtlich abweichender oder gestörter Meßwerte, die als eine Voraussetzung zur erfolgreichen Anwendung der verschiedensten Extrapolationsmethoden angesehen werden kann. Die Ermittlung der Mediumstemperatur erfolgt aus dem charakteristischen Übergangsverlauf durch Extrapolation, wobei der dafür verwendete Abschnitt des Übergangsverlaufe& durch ein Mikrorechnersystem bestimmt und optisch und/oder akustisch signalisiert wird. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer wiederverwendeten Meßsonde zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, daß die Meßsonde nicht bis zur Temperatur der Metallschmelze aufgeheizt wird und damit im Bereich thermischer Stabilität arbeitet. Sie wird beim Meßvorgang nicht zerstört und kann wiederholt verwendet werden. Daraus ergeben sich gegenüber herkömmlichen Meßverfahren die folgenden Vorteile.

Die Kalibrierung des Thermoelementes wird durch die mehrfache Verwendbarkeit sinnvoll und trägt entscheidend zur Erhöhu * der Meßgenauigkeit bei. Darüber hinaus ergeben sich Möglichkeiten der Kostensenkung je Temperaturmessung. Durch den Einsatz des Mikrorechnersystems wird gegenüber herkömmlichen Meßverfahren eine Auswertung der Abkühlungskurve sowie eine Überwachung des gesamten Meßwerterfassungssystems auch innerhalb der Meßpausen bezüglich thermischer, elektrischer oder anderer Störungen ermöglicht, die akustisch und/oder optisch, gegebenenfalls auf Monitor, signalisiert werden können.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die konstruktiv-technologischen sowie thermischen Parameter der Meßsonde von besonderer Bedeutung. Auf der Basis des Einsatzes von Thermoelementen, deren obere Temperaturoinsatzgrenze die Temperatur der Metallschmelzen von 200 bis 2000⁰C insbesondere von 1100 bis 1850X, deutlich unterschreiten, wird durch die Verwendung geeigneter Schutzrohrmaterialien, vor ajgsweise aus Graphit, eine thermisch stabile, dynamisch träge Meßsonde zur Temperaturmessung herangezogen. Damit wird die Substitution der bisher im Temperaturbereich von 1300 bis 1850°C notwendigen PtRh-Pt-Thermoelemente durch weniger edle, wie zum Beispiel NiCi Ni-Thermoelemente, möglich. Eine statische Messung der Temperatur im Bereich von 1300⁰C bis 2000⁰C und darüber hinaus ist mit diesen Thermoelementen nicht möglich.

Die erfindungsgemäße Meßsonde besteht aus einem Thermoelement, vorzugsweise Mantelthermoelement, mit einem Durchmesser von 0,6 bis 6mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm, das in ein Schutzrohr, vorzugsweise aus Graphit, mit einem Zwischenraum von 0 bis 1 mm, eingelassen ist, das im vorderen einwandigen Abschnitt der im hinteren Bereich doppelwandig ausgeführten Meßlanze, vorzugsweise aus Stahlrohr, mit einem Innendurchmesser von 5 bis 30mm, vorzugsweise 15mm, und einer Wandstärke im einwandigen Bereich von 1 bis 4mm, vorzugsweise 2 mm, aufgesteckt und mit Hilfe eines Gewindestiftes justiert und mechanisch befestigt ist, wobei der äußere Übergangsbereich des Schutzrohres zum vorderen Abschnitt der Meßlanze von einrr aufsteck- und auswechselbaren Papphülse mit einem Innendurchmesser von 7 bis 38 mm, vorzugsweise

19mm,und einer Mindestwandstärke von 2mm umgeben ist, In dleeine Schutzkappe, vorzugsweise aus Aluminium, eingepreßt

Ist, die den temperaturempfindlichen Abschnitt der Meßsonde mit einem Außendurchmesser von 5 bis 25mm, vorzugsweise 8

bis 12 mm, umgibt.

U(V üine Verbesserung des charakteristischen Übergangsverhaltens zu erreichen, ist der Zwischenraum zwischen Thermoelement und Schutzrohr mit einem gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise Zinn, ausgefüllt. Die Zugentlastung des Thermoelementes erfolgt durch den Gewindestift, der das Thermoelement innerhalb des Schutzrohrcs

verklemmt. Erfolgt ein saugendes Einpassen des Thermoelementes in das Schutzrohr, so daß kein Zwischenraum zwischen

Thermoelement und Schutzrohr vorhanden ist, kann auf eine Verklemmung durch den Gewindestift verzichtet werden. Da die Meßsonde für mehrfach*) Temperaturmessungen In Metallschmelzen vorgesehen ist, werden an den von der Schutzkappe

umgebenen temperaturempfindlichen Abschnitt der Meßsonde mit einer Länge von 6 bis 100mm, vorzugsweise 20 bis 40mm,besonders hohe Anforderungen bezüglich Temperaturwechsolbeständigkeit und chemische Resistenz gestellt, die durch einekonische Ausführung sowie eine hohe Oberflächengüte des temperaturempfindlichen Abschnittes der Meßsonde erfüllt werden.

Die in die nach jedem Meßvorgang auszuwechselnde Papphülse eingepreßte geschlossene bzw. mit Bohrungen versehene Schutzkappe, vorzugsweise aus Aluminium, hat die Aufgabe, den temperaturempfindlichen Abschnitt der Meßsonde vor

mechanischen Beschädigungen beim Eintauchvorgang zu schützen.

Um ein Eindringen von flüssigem Metall zwischen Papphülse und Schutzrohr zu vermeiden, ist ein fester Sitz der Papphülse nach

dem Aufsteckon zu gewährleisten, der durch eine Aufrauhung der Oberfläche des Schutzrohres und/oder der Innenfläche der

Papphülse im den berührenden Bereich verbessert wird, wobei die Justierung der Papphülse durch das Anstoßen an den

doppelwandigen Teil der Meßlanze derart erfolgt, daß die vorderen Kanten des im Durchmesser stärkeren Abschnittes des

Schuürohres und der Papphülse bündig abschließen. Es wurde weiterhin gefunden, daß die gesamte Meßlanze doppelwandig

auszuführen ist, wobei Schutzrohr und Meßlanze den gleichen Außendurchmesser aufweisen und im Übergangsbereich von derauswechselbaren Papphülse überzogen sind.

Die Kopplung der Ausgleichsleitung mit den Thermodrähten des Thermoelementes erfolgt innerhalb, vorzugsweise im

doppelwandigen Abschnitt, der Meßlanze.

Ausführungsbeispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren und eine wiederverwendbare Meßsonde zu seiner Durchführung werden in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: eine schematische Darstellung der Gasamtmeßanordnung, Fig. 2: den zur Extrapolation verwendeten Abschnitt des charakteristischen Übergangsverlaufes und Fig.3: einen Schnitt durch die Tauch-Temperaturmeßsonde.

In Fig. 1 ist eine Meßsonde 1 über Ausgleichsleitungen 2 und einem Vergleichsstellentherm-istaten 3 in Form einer geschlossenen Meßstrecke mit einem Analog-Digital-Umsetzer 4 verbunden. Ein Mikrorechnersystem 6, das über Datenleitungen 7 und über Steuerleitungen 8 mit dem Analog-Digital-Umsetzor 4 und einer Anzeigeeinheit 5 verbunden ist, realisiert die Meßwerterfassung und -verarbeitung sowie deren Überwachung.

In Fig. 2 ist der prinzipielle Übergangsverlauf dargestellt, wie er nach einer sprunghaften Änderung der Temperatur des die Meßsonde 1 umgebenden Mediums, beispielsweise von einer in einem 20-Tonnen-Blasstahlkonverter erzeugten 1670°C heißen Stahlschmelze, als Ausgangssignal vorliegt.

Im einzelnen bezeichnet t die Zeit, At eine Zeitdifferenz, T die Temperatur und Hi die zu äquidistanten Zeitabständen At aufgezeichneten Meßwerte.

Im Anschluß an die Initialisierung des Meßwerterfassungs- und Meßwertverarbeitungssystems nach Fig. 1 erfolgt bereits vor dem Zeitpunkt to der Start des Analog-Digital-Umsetzers 4 sowie die Meßwertübernahme und -verarbeitung. Auf diese Weise können Störungen, wie zum Beispiel Fremdspannungen, erkannt und beseitigt werden. Zum Zeitpunkt to erfolgt das Eintauchen der in einer Umgebung mit nahezu konstanter Umgebungstemperatur To befindlichen Meßsonde 1, insbesondere in Stahlschmelzen, für die wegen der hohen Temperaturen und/oder Aggressivität der Schmelze eine kontinuierliche Temperaturmessung unwirtschaftlich ist, und zum Zeitpunkt t₂ bei Erreichen von 30 bis 90%, vorzugsweise 60 bis 80% der Metallbadtemperatur T₃, das Entfernen der Meßsonde 1 mit der Temperatur T₁ aus der Stahlschmelze, wobei die durch ein Mikrorechnersystem 6 gesteuerte Extrapolation des optisch und/oder akustisch signalisierten Abschnittes des charakteristischen Übergangsverlaufes nach Fig. 2 zwischen t·, und ti zur Ermittlung der Stahlbadtemperatur T3 herangezogen wird und Störungen des durch die Kenngröße At/t«3% = 0,001 bisO,1, vorzugsweise vonAt/tu* = 0,02 bis 0,2, charakterisierten und abgetasteten Ausgangssignales der Meßsonde 1 sowohl beim Aufheizvorgang als auch im Bereich der Abkühlung und während der Meßpausen durch eine fortwährende Meßwertübernahme und -verarbeitung mit Hilfe des Mikrorechnersystems 6 identifiziert und akustisch und/oder optisch, gegebenenfalls auf Monitor, signalisiert werden.

Das automatische oder manuelle Eintauchen der Meßsonde 1 in die Stahlschmelze erfolgt so schnell und so tief, daß sich der für die Kombination Meßsonde-Stahlschmelze charakteristische Übergangsverlauf nach Fig. 2 einstellt. Zum Zeitpunkt t₃ erfolgt das automatische oder nach Signalisation manuelle Entfernen der Meßsonde 1 aus der Stahlschmelze. Um eine erfolgreiche Extrapolation der Temperatur durchführen zu können, sind die geometrisch-konstruktiven Abmessungen sowie thermischen Materialeigenschaften der Meßsonde 1 derart zu wählen, daß die den charakteristischen Übergangsverlauf nach Fig. 2 nach dem Eintauchen in die Schmelze beschreibende dynamische Kenngröße t_M% im Bereich von 2 bis 20s gewährleistet wird. Beeinträchtigungen der Meßgenauigkeit der mikrorechnergesteuerten Abspeicherung und Anzeige der im Zeitabstand At = (0,001 bis 0,1) t«3%, vorzugsweise At = (0,02 bis 0,2) Ui%, abgetasteten und durch den Analog-Digital-Umsetzer 4 gewandeltenThermospannungen der Meßsonde 1 durch Umgebungstemperaturschwankungen werden durch die Verwendung von Ausgleichsleitungen 2 sowie des Vergleichsstellenthermostaten 3 ausgeschlossen.

Im Anschluß an die rechnergestützte Umwandlung der zu äquldistanten Zeitabständen At aufgezeichneten Thermospannungswerte in Temperaturwerte entsprechend der beispielsweise durch Polynome höherer Ordnung

beschriebenen Kennliniengleichung erfolgt vor der eigentlichen Extrapolation des Übergangsverlaufes eine mathematische

Filterung bzw. Korrektur bezüglich offensichtlich abweichender oder gestörter Meßwerte, die als eine weitere Voraussetzung zur

erfolgreichen Anwendung der verschiedensten Extrapolationsmethoden angesehen werden kann.

Die Meßsonde 1 wird nicht bis zur Stahlbadtemperatur T₃ = 167O⁰C aufgeheizt und arbeitet im Bereich thermischer Stabilität. Sie wird beim Meßvorgang nicht zerstört und kann wiederholt verwendet werden. Durch die mehrfache Verwendbarkeit der Meßsonde 1 wird eine Kalibrierung des temperaturempfindlichen Elementes der Meßsonde 1 sinnvoll, die entscheidend zur Erhöhung der Meßgenauigkeit beiträgt. Die Extrapolation der Stahlbadtemperatur T3 erfolgt unter Ausnutzung der erfindungsgemäßen Lösung beispielsweise nach der

Beziehung:

Die konstruktiv technologischen sowie thermischen Parameter der Meßsonde 1 sind für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens von besonderer Bedeutung. Auf der Basis des Einsatzes von Thermoelementen, deren obere Temperatureinsatzgrenze die Temperatur der Metallschmelzen von 1300 bis 2000°C deutlich unterschreiten, wird durch die Verwendung geeigneter Schutzrohrmaterialien, vorzugsweise aus Graphit, eine thermisch stabile, dynamisch träge Meßsonde zur Temperaturmessung herangezogen, so daß die Substitution der bisher im Temperaturbereich von 1300 bis 185O⁰C notwendigen PtRh-Pt-Thermoelemente durch v.-oniger edle, wie beispielsweise NiCr-Ni-Thermoelemente, möglich ist. Die erfindungsgemäße wiederverwendbare Meßsonde nach Fig.3 besteht aus einem Thermoelement 9, vorzugsweise Mantelthermoelement mit einem Durchmesser von 0,5 bis 6mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm, das in ein Schutzrohr 10, vorzugsweise aus Graphit, mit einem Zwischenraum 11 von 0 bis 1 mm, eingelassen ist, das im vorderen Abschnitt der im hinteren Bereich doppelwandig ausgeführt Meßlanze 15, vorzugsweise aus Stahlrohr, mit einem Innendurchmesser von 5 bis 30 mm, vorzugsweise 15 mm, und einer Wandstärke im einwandigen Bereich von 1 bis 4 mm, vorzugsweise 2 mm, aufgesteckt und mit Hilfe eines Gewindestiftes 14 justiert und mechanisch befestigt ist, wobei der äußere Übergangsbereich des Schutzrohres 10 zum vorderen Abschnitt der Meßlanze 15 von einer aufsteck- und auswechselbaren Papphülse 12 mit einem Innendurchmesser von 7 bis 38mm, vorzugsweise 19mm, und einer Mindestwandstärke von 2mm umgeben ist, in die eine Schutzkappe 13, vorzugsweise aus Aluminium, eingepreßt ist, die den temperaturempfindlichen Abschnitt der Meßsonde mit einem Außendurchmesser von 5 bis 25mm, vorzugsweise 8 bis 12 mm, umgibt.

Der Zwischenraum 11 zwischen dem Thermoelement 9 und dem Schutzrohr 10 ist mit einem gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise Zinn, ausgefüllt.

Wie aus Fig.3 ersichtlich ist, erfolgt die Zugentlastung des Thermoelementen 9 durch einen Gewindestift 14, der das Thermoelement 9 innerhalb des Schutzrohres 10 verklemmt. Auf eine Verklemmung kann verzichtet werden, wenn kein Zwischenraum 11 vorhanden ist, so daß das Einpassen des Thermoelementes 9 saugend erfolgt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßsonde nach Fig. 3 ist der von der Schutzkappe 13, vorzugsweise aus Aluminium, umgebene temperaturempfindliche Abschnitt der Meßsonde mit einer Länge von 5 bis 100 mm, vorzugsweise 20 bis 40mm, mit einer hohen Oberflächengüte und konisch auszuführen. Die in die nach jedem Meßvorgang auszuwechselnde Papphülse 12 eingepreßte Schutzkappe 13 ist geschlossen ausgebildet, bzw. mit Bohrungen beliebiger Abmessungen versehen. Sie schützt den temperaturempfindlichen Abschnitt der Meßsonde vor mechanischen Beschädigungen beim Eintauchvorgang und schmilzt ab, wenn die Metallbadtemperatur oberhalb der Schmelztemperatur des verwendeten Schutzkappenmateriales liegt.

Um eine problemlose Handhabung der auszuwechselnden Papphülse 12 zu gewährleisten, wird eine Preßpassung bevorzugt, die durch eine Aufrauhung der Oberfläche des Schutzgrades 10 und/oder der Innenfläche der Papphülse 12 um sich berührenden Bereich begünstigt wird. Das Eindringen von flüssigem Metall zwischen Papphülse 12 und Schutzrohr 10 ist nicht möglich. Die Justierung der Papphülse 12 durch das Anstoßen an den doppelwandigen Abschnitt der Meßl&nze 15 erfolgt de. art, daß die Vorderkanten des im Durchmesser stärkeren Abschnittes des Schutzrohres 10 und der Papphülse 12 bündig abschließen. Ist die gesamte Meßlanze doppelwandig ausgeführt, erfordert der ausreichende Schutz durch die Papphülse 12 gleiche Außendurchmesser von Schutzrohr 10 und Meßlanze 12.

Die Verwendung des Thermoelementes 9 gewährleistet die Wahl einer innerhalb der Meßlanze 15 nahezu beliebigen Länge und damit die Verlagerung der Kopplung zwischen den Thermoelementdrähten 16 und der Ausgleichsleitung 2 in den temperaturempfindlichen Bereich, vorzugsweise doppelwandigen Abschnitt der Meßlanze 15.

Claims (4)

1. Wiederverwendbare Meßsonde zur diskontinuierlichen dynamischen Tauch-Temporaturmessung in Metallschmelzen, vorzugsweise in Roheisen- und Stahlschmelzen, bestehend aus einem Thermoelement, einem Schutzrohr mit einer Bohrung für das Thermoelement, einer Papphülse und einer Meßlanze, vorzugsweise aus Stahlrohr, gekennzeichnet dadurch, daß das Schutzrohr (10) in mehrere Abschnitte unterschiedlicher Länge und Durchmesser unterteilt ist.

2. Wiederverwendbare Meßsonde nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der in die Meßlanze eingelassene hintere Schutzrohrabschnitt eine Durchgangsbohrung aufweist und das Thermoelement (9) durch den Gewindestift (14) festgeklemmt ist.

3. Wiederverwendbare Meßsonde nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Thermoelement (9) saugend in das Schutzrohr eingepaßt ist.

4. Wiederverwendbare Meßsonde nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der vordere Schutzrohrabschnitt ganz oder teilweise konisch beziehungsweise nichtzylindrisch ausgeführt ist, wobei das Verhältnis des Durchmesserquadrates zur Temperaturleitzahl a des Schutzrohrmaterials im Mittel 2 bis 10s beträgt.