DE398719T1 - Vorrichtung zur feststellung von teilchen in fluessigen metallen. - Google Patents
Vorrichtung zur feststellung von teilchen in fluessigen metallen.Info
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Claims (22)
1. Vorrichtung zur Erfassung und Messung von Teilchen in flüssigem Metall, gekennzeichnet
durch:
eine elektrisch isolierende Wandanordnung (16) mit einem darin befindlichen Durchlass (22) zum
Durchtritt von geschmolzenem Metall;
eine Einrichtung (24), um geschmolzenes Metall durch
den Durchlass in Gestalt eines Metallstromes hindurchzuschicken;
ein Paar Stromzufuhrelektroden (12, 14), die an einander gegenüberliegenden Seiten der Wandanordnung
zwecks Einführung in das flüssige Metall angeordnet sind, um zwischen ihnen einen Stromweg durch den
Durchlas herzustellen;
Stromzuleitungsanordnungen (30, 32), die jeweils mit den Stromzufuhrelektroden (12, 14) verbunden sind, um
aus einer Stromversorgung einen Strom in den Stromweg einzuspeisen;
mindestens eine dritte Elektrode zur Einführung in das flüssige Metall mit dem erstgenannten Paar
Elektroden (12, 14);
eine Prüfleitungsanordnung, die mit dem Paar
Elektroden (12, 14 oder 12, 15) an den gegenüberliegenden Seiten der Wandanordnung zwecks
Verbindung mit einer Detektoreinrichtung (40, 42, 44, 46) angeschlossen ist, um den strombedingten
Spannungsunterschied zwischen dem Paar Elektroden zu erfassen und um Änderungen in dem
Spannungsunterschied zu erfassen, die sich aus dem Durchtritt von unterschiedlich leitenden Teilchen
durch den Durchlass ergeben, und zur begleitenden Erzeugung eines entsprechenden Prüfsignals;
wobei das letztgenannte Paar Elektroden (12, 14 oder
12, 15) zumindest einen Teil einer Interferenzantenne bildet, die ein Überlagerungsstörsignal aus
auftretenden elektrischen oder magnetischen Störungen erzeugt und das Überlagerungsstörsignal dem
Prüfsignal überlagert ist;
ein anderes Paar (jeweils 12, 15 oder 12, 14) der drei Elektroden eine Annulierungsantenne bildet, die
neben der Interferenzantenne liegt, um ein Interferenzannulierungssignal aus den auftretenden
Störungen zu erzeugen; und
eine Einrichtung (40 oder 68), um das Interferenzannulierungssignal zum Prüfsignal in
Gegenphase zum Interferenzsignal hinzuzufügen, um zumindest die Amplitude des Überlagerungsstörsignals
zu verringern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die
Stromzufuhrelektroden und die dritte Elektrode in der gleichen Ebene liegen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine vierte Elektrode (48) zum Einführen in das flüssige Metall, und eine Messeinrichtung (50), die zwischen der vierten Elektrode (48) und einer der erstgenannten drei Elektroden (14, 15) angeschlossen ist, die gegenüber der vierten Elektrode an der entgegengesetzten Seite der Wandanordnung liegt, zwecks Bestimmung der Grosse des Durchlasses (22) mittels Bestimmung des an ihm liegenden Spannungsunterschiedes, der durch den im Stromweg vorliegenden Strom erzeugt wird.
gekennzeichnet durch eine vierte Elektrode (48) zum Einführen in das flüssige Metall, und eine Messeinrichtung (50), die zwischen der vierten Elektrode (48) und einer der erstgenannten drei Elektroden (14, 15) angeschlossen ist, die gegenüber der vierten Elektrode an der entgegengesetzten Seite der Wandanordnung liegt, zwecks Bestimmung der Grosse des Durchlasses (22) mittels Bestimmung des an ihm liegenden Spannungsunterschiedes, der durch den im Stromweg vorliegenden Strom erzeugt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine vierte Elektrode (48) zur Einführung in das flüssige Metall, die an der gegenüber der dritten Elektrode (15) gegenüberliegenden Seite der Wandanordnung angeordnet ist, und eine Messeinrichtung (50), die zwischen der dritten und vierten Elektrode (15, 48) angeschlossen ist, um die Grosse des Durchlasses (22) durch
gekennzeichnet durch eine vierte Elektrode (48) zur Einführung in das flüssige Metall, die an der gegenüber der dritten Elektrode (15) gegenüberliegenden Seite der Wandanordnung angeordnet ist, und eine Messeinrichtung (50), die zwischen der dritten und vierten Elektrode (15, 48) angeschlossen ist, um die Grosse des Durchlasses (22) durch
Ermittlung des an ihm vorhandenen Spannungsunterschiedes zu bestimmen, der durch den im
Stromweg vorhandenen Strom erzeugt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine vierte und fünfte Elektrode (jeweils 48, 54) zur Einführung in
das flüssige Metall, ein erstes Paar der Elektroden (15, 48 oder 48, 54) die Interferenzantenne bildet,
ein zweites Paar der Elektroden (jeweils 48, 54 oder 15, 48), das eine der Elektroden des ersten Paares
gemeinsam hat, die Annullierungsantenne bildet, und ein drittes Paar (15, 48 oder 48, 54) der Elektroden,
die an gegenüberliegenden Seiten der Wandanordnung liegen, eine Einrichtung (50) aufweist, die
dazwischen angeschlossen ist, zwecks Bestimmung der Grosse des Durchlasses durch Bestimmung des an ihm
liegenden Spannungsunterschiedes, der durch den im Stromweg vorhandenen Strom erzeugt wird.
6. Vorrichtung für die Erfassung und Messung von Teilchen in flüssigem Metall,
gekennzeichnet durch:
gekennzeichnet durch:
eine elektrisch isolierende Wandanordnung (16) mit einem darin angebrachten Durchlass (22) zum
Durchtritt von geschmolzenem Metall;
eine Einrichtung (24), um geschmolzenes Metall durch
den Durchlass in Gestalt eines Metallstromes zu schicken;
ein Paar Stromzufuhrelektroden (12, 14), die an
gegenüberliegenden Seiten der Wandanordnung zur Einführung in das flüssige Metall angeordnet sind, um
zwischen ihnen einen Stromweg durch den Durchlass zu bilden und dadurch ein elektrisches Feld im Stromweg
zu bilden;
Stromzuleitungsanordnungen (30, 32), die jeweils mit den Stromzufuhrelektroden (12, 14) verbunden sind, um
Strom aus einer Stromquelle in den Stromweg zu schicken;
eine dritte und vierte Elektrode (15, 48) zur Einführung in das flüssige Metall mit dem Paar
Stromzufuhrelektroden (12, 14) in solcher Weise, dass sie relativ zueinander an gegenüberliegenden Seiten
der Wandanordnung liegen;
eine Prüfleitungsanordnung, die jeweils mit dem Paar
der dritten und vierten Elektrode (15, 48) zwecks Anschluss an die Messeinrichtung (42-46) verbunden
ist, um den Spannungsunteschied zwischen den Elektroden und Änderungen in dem Spannungsunterschied, die sich aus dem Durchtritt von
unterschiedlich leitenden Teilchen durch den Durchlass ergeben, zu erfassen, und begleitend ein
entsprechendes Prüfsignal zu erzeugen;
und eine Messeinrichtung (42-46), die mit der Prüfleitungsanordnung verbunden ist, um das dabei
erzeugte Prüfsignal zu empfangen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch eine fünfte Elektrode (54) zur Einführung in das flüssige Metall
mit den anderen Elektroden (12, 14, 15, 48);
eine an ein Paar der dritten, vierten und fünften Elektrode (15, 48 oder 48, 54), die an
gegenüberliegenden Seiten der Wandanordnung liegen, angeschlossene Prüfleitungsanordnung zur Verbindung
mit der Detektoreinrichtung (42, 46) zur Erfassung des Spannungsunterschiedes zwischen dem
Elektrodenpaar, der sich aus dem elektrischen Feld ergibt, und zur Erfassung von Änderungen in dem
Spannungsunterschied, die sich aus dem Durchtritt von unterschiedlich leitenden Teilchen durch den
Durchlass ergeben, und zur begleitenden Erzeugung eines entsprechenden Prüfsignals;
wobei das letztgenannte Paar der Elektroden (15, 48 oder 48, 54) mindestens einen Teil einer
Interferenzantenne bildet, die aus einfallenden elektrischen oder magnetischen Störungen ein
Überlagerungsstörsignal erzeugt, das dem Prüfsignal überlagert wird;
ein weiteres Paar aus der dritten, vierten und fünften Elektrode (jeweils 48, 54 oder 15, 48), das
eine Annulierungsantenne bildet, die neben der Interferenzantenne liegt, um aus der auftretenden
Störung ein Interferenzannulierungssignal zu erzeugen;
und eine Einrichtung, um das
Interferenzannullierungssignal dem Prüfsignal in
Interferenzannullierungssignal dem Prüfsignal in
Gegenphase zum Überlagerungsstörsignal hinzuzufügen, um die Amplitude des Überlagerungsstörsignals
zumindest zu verringern.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass die dritte,
vierte und fünfte Elektrode (15, 48, 54) derart relativ zueinander liegen, dass die Ebenen (58) der
Interferenzantenne und der Annullierungsantenne parallel liegen und sich rechtwinklig zur Ebene (56)
des Paares der Stromzufuhrelektroden (12, 14) befinden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch eine Messeinrichtung (50), die zwischen einem Paar aus der dritten, vierten und fünften Elektrode (15, 48 oder 48, 54) angeschlossen ist, die an einander gegenüberliegenden Seiten der Wandanordnung liegen, zwecks Bestimmung der Grosse des Durchlasses (22) durch Bestimmung des an ihm liegenden, durch das elektrische Feld erzeugten Spannungsunterschiedes.
gekennzeichnet durch eine Messeinrichtung (50), die zwischen einem Paar aus der dritten, vierten und fünften Elektrode (15, 48 oder 48, 54) angeschlossen ist, die an einander gegenüberliegenden Seiten der Wandanordnung liegen, zwecks Bestimmung der Grosse des Durchlasses (22) durch Bestimmung des an ihm liegenden, durch das elektrische Feld erzeugten Spannungsunterschiedes.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8,
gekennzeichnet durch eine Messeinrichtung (50), die zwischen einem Paar aus der
dritten, vierten und fünften Elektrode (15, 48 oder 48, 54) angeschlossen ist, die an einander
gegenüberliegenden Seiten der Wandanordnung liegen, zwecks Bestimmung der Grosse des Durchlasses (22)
durch Bestimmung des an ihm liegenden, vom elektrischen Feld erzeugten Spannungsunterschiedes.
11. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet , dass das Prüfsignal und das Überlagerungsstörsignal einem
Differentialverstärker (40) als dessen einer Eingang zugeführt werden, und dass das
Interferenzannullierungssignal dem Differentialverstärker (40) als weiterer Eingang
desselben zugeführt wird, und der Ausgang des Verstärkers den Unterschied zwischen den beiden
Eingängen darstellt.
12. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , dass das
Prüfsignal und das Überlagerungsstörsignal den entgegengsetzten Enden einer mit Mittenabgriff
versehenen Impedanz (68) zugeführt werden, der Mittenabgriff derselben eine Ausgangsklemme bildet,
und das resultierende Ausgangssignal einem Verstärker (42) oder einer Mehrzahl parallelliegender Verstärker
(140) zugeführt wird.
13. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine weitere
Elektrode (60) zur Einführung in das flüssige Metall, und eine Einrichtung, die an die weitere Elektrode in
der Vorrichtung angeschlossen ist, um Erdungsschleifenstromwege im Prüfsignalweg zu
minimieren. ... ^.
14. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , dass ein
Prüfimpulsgenerator (69) zwischen den beiden
Elektroden (15/ 54) angeschlossen ist, zwischen denen
ein Prüfsignal erzeugt wird, und simulierte Prüfimpulse zur Prüfung des Ansprechens der
Vorrichtung erzeugen kann.
15. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , dass ein
Vorrichtungskörper (70, 72), der die elektrisch isolierende Wandanordnung (16) und die Elektroden
(12, 14, 15, 48, 54, 60) trägt, symmetrisch zu einer Längsebene (104) liegt, und dass mindestens eine
Stromversorgung (106, 112) für die Vorrichtung in zwei spiegelsymmetrischen Abschnitten an
gegenüberliegenden Seiten der .Längsebene angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , dass die
Stromversorgung für die Vorrichtung eine Anzahl von unabhängig wählbaren, getrennten Batterien (106) und
einen Transformator (112) umfasst, die beide in zwei spiegelsymmetrischen Abschnitten an
gegenüberliegenden Seiten der Längsebene (104) liegen.
17. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch ein Kopfstück
(70), das die elektrisch isolierende Wandanordnung (16) und die Elektroden (12, 14, 15, -43, 54, 60)
trägt;
einen Körperteil (76, 77), der mindestens eine Stromversorgung (106, 112) für die Vorrichtung
aufnimmt; und
&iacgr;&ogr;
eine Armanordnung (76, 77), die das Kopfstück (70) für eine Bewegung relativ zum Körperteil (72)
zwischen einer Betriebsstellung, in der die Elektroden in das geschmolzene Metall einführbar
sind, und einer Speicherstellung, in der sie in Abstand vom geschmolzenen Metall liegen, trägt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , dass das Kopfstück
(70) an seinem unteren Ende die Elektroden (12, 14, 15, 48, 54, 60) montiert hat;
eine Kopf-Verstärkereinrichtung (86) unmittelbar oberhalb der Elektroden montiert ist;
nicht-elektrische Elemente (90) der Vorrichtung oberhalb der Kopf-Verstärkereinrichtung montiert
sind; und
eine Verstärkereinrichtung (88) oberhalb der nicht-elektrischen Elemente montiert ist.
19. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet , dass jede
Elektrode (12, 14, 15, 48, 54, 60) einen eintauchbaren Abschnitt (12A, 14A, 15A, 48A, 54A,
60A) aus Wolfram umfasst und einen Befestigungsabschnitt (12B, 14B, 15B,_-48B, 54&Bgr;, 60B),
der mit Wolfram bei Betriebstemperatur ein Kontaktpotential von weniger als 1 mV hat.
20. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet , dass die
isolierende Wandanordnung (16) ein Rohr umfasst, und dass die Einrichtung zur Befestigung des Rohres in
der Vorrichtung eine elastische Manschette (98) umfasst, durch die das Rohr hindurchtritt, und die
Manschette unter Druck steht, um das Rohr zu erfassen und es in der Vorrichtung zu halten.
21. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 20,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung (Fig. 14 und 15) zur Steuerung des Wertes des
Prüfstromes, der den Stromzufuhrelektroden (12, 14) zugeführt wird, um die Prüfstromdichte im Stromweg
durch den Durchlass (22) zu steuern.
22. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 21, gekennzeichnet durch eine
Anlassstromzufuhreinrichtung (112-118), die an die Stromzufuhrelektroden (12, 14) angeschlossen ist, um
dem Stromweg durch den Durchlass (22) vor der Prüfung einen Anlassstrom zuzuführen, der höher als der
Prüfstrom ist, und eine Einrichtung (116) zur Steuerung des Wertes des Anlassstromes zwecks
Steuerung der resultierenden Stromdichte im Stromweg durch den Durchlass.
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