JP3166483B2 - Optical fiber temperature measuring device - Google Patents

Optical fiber temperature measuring device

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JP3166483B2
JP3166483B2 JP13038794A JP13038794A JP3166483B2 JP 3166483 B2 JP3166483 B2 JP 3166483B2 JP 13038794 A JP13038794 A JP 13038794A JP 13038794 A JP13038794 A JP 13038794A JP 3166483 B2 JP3166483 B2 JP 3166483B2
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gas
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temperature
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三生 山崎
茂 井上
一郎 菊地
昌紀 狛谷
弦治 金谷
正雄 広子
高文 吉川
政士 枝広
正徳 末房
喜美 小松
明彦 井上
秀昭 水上
剛 村井
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバーを用いて
高温液体の温度、例えば炉内の溶湯温度等を計測する装
置に関し、特に連続的な温度測定が可能な測温装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring the temperature of a high-temperature liquid using an optical fiber, for example, the temperature of a molten metal in a furnace, and more particularly to a temperature measuring apparatus capable of continuously measuring the temperature.

【0002】[0002]

【従来の技術】炉内の溶湯温度を計測する方法として
は、従来、例えば鋼の精練炉である溶銑を脱炭処理する
転炉等に於いてはサブランス方式または人力による熱電
対計測法が実施されている。サブランス方式では、炉
(容器)の原材料投入口等から、ランス状可動体のラン
ス先端に取付けられた測温体によって温度計測が実施さ
れる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for measuring the temperature of molten metal in a furnace, a sublance method or a manual thermocouple measuring method has been implemented in a converter for decarburizing molten iron, which is a steel refining furnace, for example. Have been. In the sub-lance method, temperature measurement is performed from a raw material input port of a furnace (vessel) or the like by a temperature measuring element attached to a lance tip of a lance-shaped movable body.

【0003】従ってサブランス方式においては、次のよ
うな不都合があった。まず、炉(容器)の大きさに比例
して測温装置が巨大化する。また測温体が1回限り使用
の使い捨てのために、測温毎に測温体の取替をする必要
があり、その取替装置が付属的に必要となる。また、測
温毎に消耗式熱電対の取替を要するために、操業処理時
の溶融温度の測定は間欠的にならざるを得ず、また測温
体を使い捨てる経済的な理由により頻繁に測温すること
が出来ない。従って処理終点の実績温度と目標温度とが
必ずしも一致せず、エネルギーロスの発生、生産コスト
の上昇並びに生産性の阻害等が生じることもあった。
Therefore, the sublance system has the following disadvantages. First, the temperature measuring device becomes huge in proportion to the size of the furnace (vessel). Further, since the temperature measuring element is disposable for one-time use, it is necessary to replace the temperature measuring element for each temperature measurement, and a replacement device is additionally required. In addition, since the consumable thermocouple needs to be replaced every time the temperature is measured, the measurement of the melting temperature during the operation process must be intermittent. Temperature cannot be measured. Therefore, the actual temperature at the processing end point does not always coincide with the target temperature, which may cause energy loss, increase in production cost, and impairment of productivity.

【0004】次に炉内の温度を連続的に測定する方法の
公知文献としては、例えば特開昭61−91529号公
報に示されたものがある。この文献による測温法は、光
ファイバーを用いて炉内の測温をするものであるが、ノ
ズル先端部に光ファイバー先端が固定されているため、
ノズル先端から吹込んでいるガス層を通して測温するこ
とになり、測定精度上大きな問題がある。また、光ファ
イバー先端は高温に長時間さらされていることになり経
時変化による問題もある。
[0004] Next, as a well-known document of a method for continuously measuring the temperature in a furnace, there is one disclosed in, for example, JP-A-61-91529. The temperature measurement method according to this document measures the temperature inside the furnace using an optical fiber, but since the optical fiber tip is fixed to the nozzle tip,
Since the temperature is measured through the gas layer blown from the nozzle tip, there is a great problem in the measurement accuracy. Further, the tip of the optical fiber is exposed to a high temperature for a long time, and there is a problem due to a change with time.

【0005】また、特開昭63−203716号公報に
おいては、溶鋼温度を連続的に測定し吹錬中及び終点の
温度が目標値になるように、また昇温速度の変化率から
終点での成分量を推定する溶鋼の精練制御方法におい
て、「転炉等の反応容器の底部、側壁、あるいは上部か
ら光ファイバーを溶鋼中に浸漬し、光ファイバーと接続
する放射温度計により溶鋼温度を連続的に測定する方法
を用いることができる」と記載されているが、その具体
的な記述はなく、技術的内容は不明である。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-203716, the temperature of molten steel is continuously measured so that the temperature during blowing and at the end point becomes a target value, and the temperature at the end point is determined from the rate of change of the heating rate. In the method of controlling the refining of molten steel, which estimates the amount of components, `` The optical fiber is immersed in the molten steel from the bottom, side wall, or top of the reaction vessel such as a converter, and the molten steel temperature is continuously measured by a radiation thermometer connected to the optical fiber. However, there is no specific description, and the technical content is unknown.

【0006】本願出願人は、先に出願した特願平4−7
8736号(特開平5−24896号公報)において、
金属管被覆光ファイバーの先端部を測温エレメントとし
て溶鋼中に挿入し、この光ファイバーの先端部では黒体
放射条件が成立するという計測原理を用い、光ファイバ
ーの他端に放射温度計を接続し温度計測を行なう装置、
並びに金属管被覆光ファイバーを送り出すと共に巻戻す
光ファイバー搬送手段を設けて、溶鋼の温度計測を行な
う時間のみ、金属管被覆光ファイバーの先端部を高温液
体中に短時間挿入し、計測完了後直ちにその先端部を引
上げ、この測温エレメントとして使用した先端部は切断
し、次の計測時には新しい先端部を用いて計測する温度
測定装置を提案した。
The applicant of the present invention has filed a Japanese Patent Application No.
No. 8736 (JP-A-5-24896),
The tip of the optical fiber coated with a metal tube is inserted into molten steel as a temperature measuring element, and a radiation thermometer is connected to the other end of the optical fiber using the measurement principle that the blackbody radiation condition is satisfied at the tip of the optical fiber. A device that performs
In addition, an optical fiber conveying means for sending and rewinding the metal tube-coated optical fiber is provided, and the tip of the metal tube-coated optical fiber is inserted into the high-temperature liquid for a short time only when the temperature of the molten steel is measured. We proposed a temperature measuring device that cuts off the tip used as the temperature measuring element and uses the new tip for the next measurement.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特願平
4−78736号(特開平5−24896号公報)によ
る温度測定装置は、間欠的な測温装置であり、また、一
定時間又は測温毎に測温エレメントとして使用した光フ
ァイバー先端部の切断を要していた。従って、この装置
では長期間の連続測定ができないという問題点があっ
た。
However, the temperature measuring device disclosed in Japanese Patent Application No. 4-78736 (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-24896) is an intermittent temperature measuring device, and is used for a certain period of time or every temperature measurement. It was necessary to cut the tip of the optical fiber used as the temperature measuring element. Therefore, there has been a problem that long-term continuous measurement cannot be performed with this device.

【0008】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、光ファイバーを用いて高温液体の温
度、例えば炉内の溶湯温度等の長期間連続測定が可能
で、且つ応答性が早く、測定精度も良い光ファイバーに
よる測温装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and it is possible to continuously measure the temperature of a high-temperature liquid, for example, the temperature of a molten metal in a furnace, for a long period of time by using an optical fiber, and to obtain a quick response. It is another object of the present invention to obtain a temperature measuring device using an optical fiber having good measurement accuracy.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
光ファイバーによる測温装置は、ドラムに巻回された金
属管被覆光ファイバーの一方の端部に接続された放射温
度計と、先端部が高温液体に接するように配置された測
温ノズルと、金属管被覆光ファイバーの他方の端部を測
温ノズルを介して連続的又は断続的に高温液体中に自動
的に送り出す光ファイバー供給手段と、測温ノズルに接
続され、金属管被覆光ファイバーの外周部と測温ノズル
の内周部との間に形成される空隙を介して当該ノズルの
先端部側にノズル詰り防止ガスを供給するノズル詰り防
止ガス供給手段とを備えたものである。本発明の請求項
2に係る光ファイバーによる測温装置は、前記請求項1
に係る光ファイバーによる測温装置において、光ファイ
バー供給手段は、金属管被覆光ファイバーの送り速度を
検出する速度検出手段及び速度検出手段の出力信号に基
づき光ファイバーの送り速度を制御する送り速度制御手
段を備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a temperature measuring apparatus using an optical fiber, comprising: a radiation thermometer connected to one end of a metal tube-coated optical fiber wound around a drum; A temperature measuring nozzle arranged so as to be in contact with the high-temperature liquid, and an optical fiber supply means for automatically or continuously intermittently feeding the other end of the metal tube-coated optical fiber into the high-temperature liquid through the temperature measuring nozzle, Nozzle clogging prevention that supplies a nozzle clogging prevention gas to the tip end side of the nozzle via a gap formed between the outer circumference of the metal tube coated optical fiber and the inner circumference of the temperature measurement nozzle connected to the temperature measurement nozzle Gas supply means. The temperature measuring device using an optical fiber according to claim 2 of the present invention is the above-described claim 1.
In the temperature measuring device using an optical fiber according to the above, the optical fiber supply means includes a speed detecting means for detecting a feeding speed of the metal tube-coated optical fiber, and a feed speed control means for controlling the feed speed of the optical fiber based on an output signal of the speed detecting means. Things.

【0010】本発明の請求項3に係る光ファイバーによ
る測温装置は、前記請求項1又は2に係る光ファイバー
による測温装置において、光ファイバー供給手段は、金
属管被覆光ファイバーの他方の端部をその溶損した量に
対応して送り出す。本発明の請求項4に係る光ファイバ
ーによる測温装置は、前記請求項1乃至3の何れかの光
ファイバーによる測温装置において、測温ノズルは、そ
の内径と金属管被覆光ファイバーの外径との比が1.5
〜3.5の範囲となるようにしたものである。
According to a third aspect of the present invention, in the temperature measuring apparatus using an optical fiber according to the first or second aspect, the optical fiber supply means melts the other end of the optical fiber coated with a metal tube. Send out according to the amount lost. The temperature measuring device using an optical fiber according to claim 4 of the present invention is the temperature measuring device using an optical fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature measuring nozzle has a ratio of an inner diameter to an outer diameter of the metal tube-coated optical fiber. Is 1.5
33.5.

【0011】本発明の請求項5に係る光ファイバーによ
る測温装置は、前記請求項1乃至4の何れかの光ファイ
バーによる測温装置において、測温ノズルは、レンガ又
はセラミックスにより構成された測温ノズル、金属の単
管により構成された測温ノズル、又は内側をセラミック
スとした金属の単管により構成された測温ノズルから構
成される。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a temperature measuring apparatus using an optical fiber according to any one of the first to fourth aspects, wherein the temperature measuring nozzle is made of brick or ceramics. , A temperature measuring nozzle constituted by a single metal tube or a temperature measuring nozzle constituted by a single metal tube made of ceramic inside.

【0012】本発明の請求項6に係る光ファイバーによ
る測温装置は、前記請求項1乃至4の何れかの光ファイ
バーによる測温装置において、測温ノズルは、金属の単
管又は内側をセラミックスとした金属の単管と、その単
管の外側に設けられた金属管とからなり、内側の単管の
外周部と外側の金属管の内周部との間に形成された空隙
にノズル詰り防止ガスが供給される。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a temperature measuring apparatus using an optical fiber according to any one of the first to fourth aspects, wherein the temperature measuring nozzle is made of a single metal tube or a ceramic inside. The nozzle clogging prevention gas is formed of a metal single tube and a metal tube provided outside the single tube, and is formed in a gap formed between an outer peripheral portion of the inner single tube and an inner peripheral portion of the outer metal tube. Is supplied.

【0013】本発明の請求項7に係る光ファイバーによ
る測温装置は、前記請求項1乃至6の何れかの光ファイ
バーによる測温装置において、ノズル詰り防止ガス供給
手段は、光ファイバー供給手段による金属管被覆光ファ
イバー送り出しの難易状況に応じて、前記測温ノズルに
吹込むノズル詰り防止ガスとして、不活性ガス、不活性
ガスと酸化性ガスとの混合ガス、又は酸化性ガスのいず
れかを選択して供給するガス種別選択手段と、測温ノズ
ルの先端部からの吹出ガスの線流速を50〜500Nm
/secの範囲内の所定速度に制御する吹出流速制御手
段とを備えたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a temperature measuring apparatus using an optical fiber according to any one of the first to sixth aspects, wherein the gas supply means for preventing nozzle clogging is coated with a metal tube by the optical fiber supply means. Depending on the difficulty of feeding the optical fiber, an inert gas, a mixed gas of an inert gas and an oxidizing gas, or an oxidizing gas is selected and supplied as a nozzle clogging prevention gas blown into the temperature measuring nozzle. Means for selecting the type of gas to be discharged and the linear flow velocity of the gas blown out from the tip of the temperature measuring nozzle to 50 to 500 Nm
/ Sec, which controls the flow rate to a predetermined speed in the range of / sec.

【0014】本発明の請求項8に係る光ファイバーによ
る測温装置は、前記請求項1乃至6の何れかに光ファイ
バーによる測温装置において、ノズル詰り防止ガス供給
手段は、測温ノズルに吹込むノズル詰り防止ガスの圧力
及び金属管被覆光ファイバーの送り出し速度に応じて、
ノズル詰り防止ガスとして、不活性ガス、不活性ガスと
酸化性ガスとの混合ガス、又は酸化性ガスのいずれかを
自動的に選択して供給するガス種別自動選択手段とを備
えたものである。
According to an eighth aspect of the present invention, in the temperature measuring apparatus using an optical fiber according to any one of the first to sixth aspects, the gas supply means for preventing clogging of the nozzle comprises a nozzle blowing into the temperature measuring nozzle. Depending on the pressure of the anti-clogging gas and the sending speed of the metal tube coated optical fiber,
Gas type automatic selection means for automatically selecting and supplying any of an inert gas, a mixed gas of an inert gas and an oxidizing gas, or an oxidizing gas as a nozzle clogging prevention gas. .

【0015】本発明の請求項9に係るに係る光ファイバ
ーによる測温装置は、前記請求項1乃至8の何れかの光
ファイバーによる測温装置において、ノズル詰り防止ガ
ス供給手段は、ノズル詰り防止ガス流量を下記(1)式
を満足する範囲に設定している。
According to a ninth aspect of the present invention, in the temperature measuring apparatus using an optical fiber according to any one of the first to eighth aspects, the nozzle clogging prevention gas supply means includes a nozzle clogging prevention gas flow rate. Is set in a range satisfying the following expression (1).

【0016】[0016]

【数2】 (Equation 2)

【0017】ここで、Q :吹き込みガス流量[Nl /
min] Tm :溶湯温度[K] Tl :溶湯の凝固温度[K] Tg :吹き込みガスの温度[K] Cp :溶湯温度での吹き込みガスの比熱[J/Kg・
K] M :吹き込みガスの分子量
Here, Q: blown gas flow rate [Nl /
min] Tm: melt temperature [K] Tl: solidification temperature of melt [K] Tg: temperature of blown gas [K] Cp: specific heat of blown gas at melt temperature [J / Kg ·
K] M: molecular weight of blown gas

【0018】[0018]

【作用】請求項1に係る発明において、光ファイバー供
給手段は、ドラムに巻回された金属管被覆光ファイバー
の他方の端部を測温ノズルを介して連続的又は断続的に
高温液体中に自動的に送り出す。そして、金属管被覆光
ファイバーの一方の端部に接続された放射温度計が高温
液体の温度を計測する。測温ノズルの先端部は高温液体
に接しており、この測温ノズルの内周部と金属管被覆光
ファイバーの外周部との間に形成された空隙を介して測
温ノズルの先端部側に、ノズル詰り防止ガス供給手段か
らのノズル詰り防止ガスが供給され、ノズル詰りが防止
される。請求項2に係る発明において、光ファイバー供
給手段の速度検出手段は、金属管被覆光ファイバーの送
り速度を検出し、送り速度制御手段は速度検出手段から
の出力信号に基づき光ファイバーの送り速度を所定の速
度に制御する。
In the invention according to the first aspect, the optical fiber supply means automatically or continuously inserts the other end of the metal tube-coated optical fiber wound around the drum into the high-temperature liquid through the temperature measuring nozzle. To send out. Then, a radiation thermometer connected to one end of the metal tube-coated optical fiber measures the temperature of the high-temperature liquid. The tip of the temperature measuring nozzle is in contact with the high-temperature liquid, and is located on the tip side of the temperature measuring nozzle through a gap formed between the inner peripheral portion of the temperature measuring nozzle and the outer peripheral portion of the metal tube-coated optical fiber. The nozzle clogging prevention gas is supplied from the nozzle clogging prevention gas supply means, thereby preventing nozzle clogging. In the invention according to claim 2, the speed detecting means of the optical fiber supply means detects the feeding speed of the metal tube-coated optical fiber, and the feeding speed control means sets the feeding speed of the optical fiber to a predetermined speed based on the output signal from the speed detecting means. To control.

【0019】請求項3に係る発明において、光ファイバ
ー供給手段は、金属管被覆光ファイバーの他方の端部を
その溶損した量に対応して送り出すことにより、連続的
に温度を計測することが可能になっている。請求項4に
係る発明においては、測温ノズルの内径と金属管被覆光
ファイバーの外径との比が1.5〜3.5の範囲となる
ように構成されるので、測温ノズルの先端部からの吹き
出しガスの流速を適切な範囲に制御することが可能にな
っている。
In the invention according to claim 3, the optical fiber supply means can continuously measure the temperature by sending out the other end of the metal tube-coated optical fiber in accordance with the amount of erosion. Has become. In the invention according to claim 4, since the ratio between the inner diameter of the temperature measuring nozzle and the outer diameter of the metal tube-coated optical fiber is in the range of 1.5 to 3.5, the tip of the temperature measuring nozzle is formed. It is possible to control the flow velocity of the gas blown out from within an appropriate range.

【0020】請求項5に係る発明においては、測温ノズ
ルは、レンガ又はセラミックスにより構成された測温ノ
ズル、金属の単管により構成された測温ノズル、又は内
側をセラミックスとした金属の単管により構成された測
温ノズルから構成されているので、光ファイバーとの融
着が避けられる。
In the invention according to claim 5, the temperature measuring nozzle is a temperature measuring nozzle made of brick or ceramic, a temperature measuring nozzle made of a single metal tube, or a single metal tube made of ceramic inside. , It is possible to avoid fusion with the optical fiber.

【0021】請求項6に係る発明においては、測温ノズ
ルに二重管構造のものを用いており、内側の単管の外周
部と外側の金属管の内周部との間に設けられた空隙にノ
ズル詰り防止ガスが供給されるので、耐久性に優れたも
のとなっている。
In the invention according to claim 6, the temperature measuring nozzle has a double tube structure, and is provided between the outer peripheral portion of the inner single tube and the inner peripheral portion of the outer metal tube. Since the gas for preventing nozzle clogging is supplied to the gap, the durability is excellent.

【0022】請求項7に係る発明において、ガス種別選
択手段は、光ファイバー供給手段による金属管被覆光フ
ァイバー送り出しの難易状況に応じて、測温ノズルに吹
込むノズル詰り防止ガスとして、不活性ガス、不活性ガ
スと酸化性との混合ガス、又は酸化性ガスのいずれかを
選択して供給する。また、吹出流速制御手段は、測温ノ
ズルの高温液体に接する先端部での吹出ガスの線流速を
50〜500Nm/secの範囲内の所定速度に制御す
る。
In the invention according to claim 7, the gas type selecting means includes an inert gas, an inactive gas and an inactive gas as a nozzle clogging prevention gas blown into the temperature measuring nozzle according to the difficulty of sending the metal tube-coated optical fiber by the optical fiber supply means. Either a mixed gas of an active gas and an oxidizing gas or an oxidizing gas is selected and supplied. Further, the blowing velocity control means controls the linear velocity of the blowing gas at the tip of the temperature measuring nozzle in contact with the high-temperature liquid to a predetermined velocity in the range of 50 to 500 Nm / sec.

【0023】請求項8に係る発明おいて、ガス種別自動
選択手段は、測温ノズルに吹込むノズル詰り防止ガスの
圧力及び金属管被覆光ファイバー送り出し速度に応じ
て、ノズル詰り防止ガスとして、不活性ガス、不活性ガ
スと酸化性との混合ガス、又は酸化性ガスのいずれかを
自動的に選択して供給する。
In the invention according to the eighth aspect, the gas type automatic selecting means is configured to inactive as a nozzle clogging preventing gas according to the pressure of the nozzle clogging preventing gas blown into the temperature measuring nozzle and the feeding speed of the metal tube-coated optical fiber. A gas, a mixed gas of an inert gas and an oxidizing gas, or an oxidizing gas is automatically selected and supplied.

【0024】請求項9に係る発明において、ノズル詰り
防止ガス供給手段は、測温ノズルにノズル詰り防止ガス
を吹込み供給する。しかし、ノズル詰り防止ガスとして
不活性ガスを流す際に、その流量が多過ぎると、測温ノ
ズルの先端にマッシュルーム(溶融金属が部分的に凝固
したスポンジ状のかたまり)が生成され、金属管被覆光
ファイバーの挿入ができなくなる。マッシュルームの生
成に対しては、酸素を吹くことによりマッシュルームを
溶解して光ファイバーの供給を可能とすることが考えら
れるが、酸素を吹いた場合には測温ノズルの溶損が問題
となる。また、測温ノズルの出口近傍で金属の酸化反応
が生じて、測温精度が悪くなる。この測温ノズルの先端
に形成されるマッシュルームの生成に関して種々実験が
重ねられ、その結果、ガスの温度、ガス種類、流量及び
溶湯温度、溶湯成分の間の関係を上記(1)式の条件を
満足するようにした時に、測温ノズルの先端に測温の障
害となるようなマッシュルームが形成されないことが見
い出された。従って、(1)式に示す範囲にガス流量を
制御することによりマッシュルームの生成を防止しなが
ら連続的な測温が可能になる。このため、酸素を吹く必
要がなく、測温ノズルの溶損や測温精度の低下も防止で
きる。
According to the ninth aspect of the present invention, the nozzle clogging prevention gas supply means blows and supplies the nozzle clogging prevention gas to the temperature measuring nozzle. However, if the flow rate of the inert gas as the nozzle clogging prevention gas is too high, mushrooms (a sponge-like lump in which the molten metal is partially solidified) are formed at the tip of the temperature measuring nozzle, and the metal pipe is covered. Optical fiber cannot be inserted. With respect to the formation of mushrooms, it is conceivable to melt the mushrooms by blowing oxygen to enable the supply of optical fibers. However, when oxygen is blown, melting of the temperature measurement nozzle becomes a problem. In addition, a metal oxidation reaction occurs near the outlet of the temperature measurement nozzle, and the temperature measurement accuracy is deteriorated. Various experiments have been conducted on the generation of the mushroom formed at the tip of the temperature measuring nozzle. As a result, the relationship among the gas temperature, the gas type, the flow rate, the molten metal temperature, and the molten metal component was determined by the condition of the above equation (1). When satisfied, it was found that no mushrooms were formed at the tip of the temperature measuring nozzle, which would hinder temperature measurement. Therefore, by controlling the gas flow rate within the range shown by the expression (1), continuous temperature measurement can be performed while preventing generation of mushrooms. For this reason, it is not necessary to blow oxygen, and it is possible to prevent melting of the temperature measurement nozzle and a decrease in temperature measurement accuracy.

【0025】[0025]

【実施例】【Example】

実施例1.図1は本発明の一実施例に係る光ファイバー
による測温装置の構成を示すブロック図である。同図に
おいて、10は光ファイバー供給装置であり、金属管被
覆光ファイバー11、モータ12、ローラ13、送りコ
ントローラ14、送り速度検出器15、光ファイバード
ラム16及び放射温度計17により構成される。20は
炉内に金属管被覆光ファイバー11を挿入するための測
温ノズルであり、測温羽口ともいう。21は測温ノズル
20と結合される光ファイバーガイドであり、金属管被
覆光ファイバー11を挿通させると共に、ノズル詰り防
止ガスが供給される。30はノズル詰り防止ガス供給装
置であり、圧力/流量調整器31,32、供給ガスコン
トローラ33、供給ガス生成部34及びガス圧力検出器
35により構成される。40は例えば転炉、電気炉等の
炉である。なお、図示の例においては炉40の側壁に測
温ノズル20を設けた例について示しているが、測温ノ
ズル20は炉40の底部に設けてもよい。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a temperature measuring device using an optical fiber according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an optical fiber supply device, which comprises a metal tube-coated optical fiber 11, a motor 12, a roller 13, a feed controller 14, a feed speed detector 15, an optical fiber drum 16, and a radiation thermometer 17. Reference numeral 20 denotes a temperature measuring nozzle for inserting the metal tube-coated optical fiber 11 into the furnace, which is also called a temperature measuring tuyere. Reference numeral 21 denotes an optical fiber guide coupled to the temperature measuring nozzle 20, which allows the metal tube-coated optical fiber 11 to pass therethrough and supplies a nozzle clogging prevention gas. Reference numeral 30 denotes a nozzle clogging prevention gas supply device, which includes pressure / flow rate regulators 31 and 32, a supply gas controller 33, a supply gas generator 34, and a gas pressure detector 35. Reference numeral 40 denotes a furnace such as a converter and an electric furnace. In the illustrated example, the temperature measurement nozzle 20 is provided on the side wall of the furnace 40, but the temperature measurement nozzle 20 may be provided on the bottom of the furnace 40.

【0026】本実施例に係る光ファイバーによる測温装
置は、高温液体の温度、例えば炉内の溶湯温度を測定す
る場合に、金属管被覆光ファイバー11の先端部をノズ
ル詰り防止ガス(例えば窒素ガスN2 )と共に、炉内の
溶融金属又はスラグに直接挿入して、この金属管被覆光
ファイバー11の先端部が高温により溶損するので、こ
の溶損した分だけ新しい光ファイバーを絶えず送り出し
て供給を続けることにより連続的な温度測定を可能とす
るものである。ここで光ファイバーに金属管を被覆した
構造とするのは、光ファイバー供給装置10により光フ
ァイバーを炉内に送り込む際に、ノズル詰り防止ガスの
圧力が光ファイバーに印加されるので、この加圧に対す
る強度確保と、内部の光ファイバーを保護するためであ
る。
In the temperature measuring device using an optical fiber according to the present embodiment, when measuring the temperature of a high-temperature liquid, for example, the temperature of a molten metal in a furnace, the tip of the optical fiber 11 coated with a metal tube is filled with a nozzle clogging prevention gas (for example, nitrogen gas N2). Along with 2 ), by inserting directly into the molten metal or slag in the furnace, and the tip of the metal tube-coated optical fiber 11 is eroded due to high temperature, a new optical fiber is continuously fed and supplied by the amount of the eroded fiber. This enables continuous temperature measurement. Here, the structure in which the optical fiber is covered with the metal tube is because the pressure of the gas for preventing nozzle clogging is applied to the optical fiber when the optical fiber is fed into the furnace by the optical fiber supply device 10. , To protect the optical fiber inside.

【0027】この光ファイバーを被覆する金属管には例
えばステンレス管を使用する。このステンレスの融点は
1400〜1430℃程度であるから、高温の溶鋼中に
挿入しても直ちに溶けず、数秒間は光ファイバーを保護
している。またこの実施例では、光ファイバーも160
0℃以上の軟化点を有する石英系ガラスで形成されてい
るから、短時間は溶融せずにその形状を保持することが
できる。この実施例における金属管被覆光ファイバー1
1は、外径が1.2mmのものが使用されている。
For example, a stainless steel tube is used as the metal tube covering the optical fiber. Since the melting point of this stainless steel is about 1400 to 1430 ° C., it does not immediately melt even when inserted into high-temperature molten steel, and protects the optical fiber for several seconds. In this embodiment, the optical fiber is 160
Since it is made of quartz glass having a softening point of 0 ° C. or more, its shape can be maintained without melting for a short time. Metal tube coated optical fiber 1 in this embodiment
1 has an outer diameter of 1.2 mm.

【0028】測温ノズル20は、例えばレンガ又はセラ
ミックスにより構成されたもの、金属の単管により構成
されたもの、または内側をセラミックスとした金属の単
管により構成されたもの等があり、さらに、金属の単管
または内側をセラミックスとした金属の単管により構成
された測温ノズルの外側に同心に金属管を設け、内側の
測温ノズルの外径と外側の金属管の内径との間に設けら
れた空隙がノズル詰り防止ガス供給装置30に接続され
る二重管構造のものもある。
The temperature measuring nozzle 20 may be, for example, one made of brick or ceramics, one made of a single metal tube, or one made of a single metal tube with ceramic inside. A metal tube is provided concentrically outside the temperature measuring nozzle composed of a single metal tube or a single metal tube made of ceramic inside, between the outer diameter of the inner temperature measuring nozzle and the inner diameter of the outer metal tube. There is also a double pipe structure in which the provided gap is connected to the nozzle clogging prevention gas supply device 30.

【0029】測温ノズル20は、その一端が高温液体に
接し、その他端は光ファイバーガイド21と気密に結合
され、この光ファイバーガイド21側から金属管被覆光
ファイバー11が挿通され、高温液体に挿入される。ま
た、測温ノズル20の内径と金属管被覆光ファイバー1
1の外径との間には空隙が設けられ、この空隙には光フ
ァイバーガイド21を介してノズル詰り防止ガスが吹込
まれる。
One end of the temperature measuring nozzle 20 is in contact with the high-temperature liquid, and the other end is air-tightly connected to the optical fiber guide 21. The optical fiber 11 coated with the metal tube is inserted through the optical fiber guide 21 and inserted into the high-temperature liquid. . Further, the inner diameter of the temperature measuring nozzle 20 and the optical fiber
A gap is provided between the outer diameter of the nozzle and the outer diameter of the nozzle 1, and a gas for preventing nozzle clogging is blown into the gap via the optical fiber guide 21.

【0030】図2は本実施例において内側をセラミック
スとした金属の単管により構成された測温ノズルの一例
を示す図である。図2の測温ノズル20は、ステンレス
管20aの内側にセラミックス管20bを配置した構造
になっている。この例では、ステンレス管20aの素材
にはSUS304を使用し、セラミックス管20bの素
材として窒化シリコン(Si3 4 )を使用したが、セ
ラミックスはこれに限定されるものではなく、窒化ほう
素(BN)や酸化ジルコニウム(ZrO2 )等を用いて
もよい。またセラミックス管の代りに、金属管の内面に
セラミックスコーティングを施したものでもよい。
FIG. 2 is a view showing an example of a temperature measuring nozzle constituted by a single metal tube made of ceramics inside in this embodiment. The temperature measuring nozzle 20 in FIG. 2 has a structure in which a ceramic tube 20b is arranged inside a stainless steel tube 20a. In this example, SUS304 was used as the material of the stainless steel tube 20a, and silicon nitride (Si 3 N 4 ) was used as the material of the ceramic tube 20b. However, the ceramic is not limited to this, and boron nitride (boron nitride) is used. BN), zirconium oxide (ZrO 2 ), or the like may be used. Instead of the ceramic tube, a metal tube having a ceramic coating on the inner surface may be used.

【0031】ここでステンレス管20aの内側にセラミ
ックス管20bを配置した理由を説明する。測温ノズル
20がステンレス管20aのみの場合には、温度の測定
中に光ファイバーの被覆管(ステンレス管)と測温ノズ
ル20とが融着して、金属管被覆光ファイバー11の送
りが停止され、温度の連続的な測定ができなくなること
がある。この不具合を回避するため、内側にセラミック
ス管20bを配置した構造とすることにより、測温ノズ
ル20と光ファイバーの被覆管とは融着しないようにな
る。
Here, the reason why the ceramic tube 20b is arranged inside the stainless steel tube 20a will be described. When the temperature measuring nozzle 20 is only the stainless steel tube 20a, the coating tube (stainless steel tube) of the optical fiber and the temperature measuring nozzle 20 are fused during the temperature measurement, and the feeding of the metal tube coated optical fiber 11 is stopped. Continuous measurement of temperature may not be possible. In order to avoid this inconvenience, by adopting a structure in which the ceramic tube 20b is disposed inside, the temperature measuring nozzle 20 and the cladding tube of the optical fiber are not fused.

【0032】図2の実施例における前記ステンレス管2
0aとセラミックス管20bとで構成された測温ノズル
20は、内径が4.0mm、外径が8.0mm、長さは
約1000mmのものを使用した。また、ステンレス
(例えば前記SUS304)の単管ノズルの場合は、内
径が2.0mm、外径が4.0mm程度のものを使用し
た。
The stainless steel tube 2 in the embodiment shown in FIG.
The temperature measuring nozzle 20 composed of the ceramic tube 20a and the ceramic tube 20b had an inner diameter of 4.0 mm, an outer diameter of 8.0 mm, and a length of about 1000 mm. In the case of a single tube nozzle made of stainless steel (for example, SUS304), an inner diameter of about 2.0 mm and an outer diameter of about 4.0 mm were used.

【0033】光ファイバーガイド21は、光ファイバー
供給装置10から連続的に送り出される金属管被覆光フ
ァイバー11を、ノズル詰り防止ガス供給装置30から
供給されるノズル詰り防止ガスと共に、測温ノズル20
を通して炉40内の溶湯に送り出す機能を有する。
The optical fiber guide 21, together with the nozzle clogging prevention gas supplied from the nozzle clogging prevention gas supply device 30, mixes the metal tube-coated optical fiber 11 continuously fed from the optical fiber supply device 10 with the temperature measuring nozzle 20.
Has a function of sending the molten metal through the furnace to the molten metal in the furnace 40.

【0034】光ファイバーガイド21の一端は測温ノズ
ル20の高温液体に接しない方の一端と気密に接続さ
れ、その他端は、金属管被覆光ファイバー11は通過で
きるが、ノズル詰り防止ガスは光ファイバー供給装置1
0側に漏洩しないように、例えば二重シール等が設けら
れた高度の気密構造になっている。また光ファイバーガ
イド21の内径と金属管被覆光ファイバー11の外径と
の間に設けられた空隙20dには、ノズル詰り防止ガス
供給装置30からの配管が結合され、前記ガスが供給さ
れている。このように光ファイバーガイド21は、測温
ノズル20と別の部材で構成されてはいるが、光ファイ
バーをノズル詰り防止ガスと共に炉40内に送り出す機
能は全く同一であり、広義では測温ノズル20の一部を
構成する部材であるとみなすことができる。
One end of the optical fiber guide 21 is airtightly connected to one end of the temperature measuring nozzle 20 which is not in contact with the high-temperature liquid, and the other end can pass through the metal tube-coated optical fiber 11, but the gas for preventing nozzle clogging is supplied to the optical fiber supply device. 1
It has a highly airtight structure provided with, for example, a double seal or the like so as not to leak to the 0 side. In addition, a pipe from a nozzle clogging prevention gas supply device 30 is connected to a gap 20d provided between the inner diameter of the optical fiber guide 21 and the outer diameter of the metal tube-coated optical fiber 11, and the gas is supplied. Although the optical fiber guide 21 is formed of a member different from that of the temperature measuring nozzle 20 in this manner, the function of sending the optical fiber together with the gas for preventing nozzle clogging into the furnace 40 is exactly the same. It can be regarded as a member constituting a part.

【0035】光ファイバーガイド21と気密に接続され
た測温ノズル20からは、金属管被覆光ファイバー11
の送り出しと共に、ノズル詰り防止ガスが炉40内の溶
湯に吹出される。この場合に、溶湯中におけるノズル詰
り防止ガスの浮上領域内では気泡が生成されるので、こ
の気泡生成領域内に金属管被覆光ファイバー11の先端
が入ると、温度測定精度が低下する。従って、例えば測
温ノズル20を水平面より下向にある傾斜角(例えば3
0度程度)をもたせて設置し、金属管被覆光ファイバー
11の先端がガスの浮上領域内に入らないようにするの
が望ましい。
From the temperature measuring nozzle 20 airtightly connected to the optical fiber guide 21,
The nozzle clogging prevention gas is blown into the molten metal in the furnace 40 together with the supply of the molten metal. In this case, since bubbles are generated in the floating region of the nozzle clogging prevention gas in the molten metal, if the tip of the metal tube-coated optical fiber 11 enters the bubble generating region, the temperature measurement accuracy is reduced. Accordingly, for example, the temperature measurement nozzle 20 is inclined downward (for example, 3 degrees) below the horizontal plane.
(Approximately 0 degrees) so as to prevent the tip of the metal tube-coated optical fiber 11 from entering the gas floating region.

【0036】光ファイバー供給装置10は、光ファイバ
ーガイド21及び測温ノズル20を介して、金属管被覆
光ファイバー11を連続的又は断続的に炉40内に送り
出す機能を有する。このため、送りコントローラ14
は、モータ12を駆動し、光ファイバードラム16内に
あらかじめ巻込されている金属管被覆光ファイバー11
を送り出すが、この場合に、送り速度検出器15により
光ファイバーの送り速度を検出し、この検出値により送
り速度が所定の値になるように制御を行なっている。
The optical fiber supply device 10 has a function of continuously or intermittently sending the metal tube-coated optical fiber 11 into the furnace 40 via the optical fiber guide 21 and the temperature measuring nozzle 20. For this reason, the feed controller 14
Drives the motor 12 and drives the motor 12 to wind the metal tube-coated optical fiber 11 wound in the optical fiber drum 16 in advance.
In this case, the feed speed of the optical fiber is detected by the feed speed detector 15, and the detected value is used to control the feed speed to a predetermined value.

【0037】この実施例では、光ファイバーの連続的な
送り速度は5mm/secとして、断続的な送り速度
は、10mm/secで10秒間送り出し、その後20
秒停止する動作を繰返すようにしている。この光ファイ
バーの送り出しは、ノズル詰り防止ガスと共に炉40内
に挿入される金属管被覆光ファイバー11の先端部が、
時間の経過と共に、溶損してゆくので、この溶損した分
だけ(即ち消耗した分だけ)新しい光ファイバーを絶え
ず供給するために行なわれる。そしてこの新しい光ファ
イバーを絶えず供給することによって、連続的な温度計
測が可能となる。
In this embodiment, the continuous feeding speed of the optical fiber is set to 5 mm / sec, the intermittent feeding speed is set to 10 mm / sec for 10 seconds, and then the optical fiber is fed for 20 seconds.
The operation of stopping for a second is repeated. The tip of the optical fiber 11 coated with a metal tube inserted into the furnace 40 together with the nozzle clogging prevention gas is
As time passes, the fiber is eroded, so that the amount of the eroded fiber (i.e., the consumed amount) is constantly supplied with new optical fiber. By continuously supplying this new optical fiber, continuous temperature measurement becomes possible.

【0038】送り速度検出器15は、例えば単位時間内
におけるセンサ用ローラの回転角度から送り速度を求め
ることができ、この検出信号は送りコントローラ14及
びノズル詰り防止ガス供給装置30内の供給ガスコント
ローラ33へ供給される。そしてこの送り速度検出器1
5の検出値が正常の範囲内であるか否かにより、光ファ
イバー送り出しの難易状態を判別することかできる。例
えば測温ノズル20の先端が詰ってくると送り速度は低
下してくる。送りコントローラ14は、送り速度が正常
の範囲より低下するとモータ12の駆動を停止させ、装
置の故障を防止している。
The feed rate detector 15 can determine the feed rate from, for example, the rotation angle of the sensor roller within a unit time, and this detection signal is supplied to the feed controller 14 and the supply gas controller in the nozzle clogging prevention gas supply device 30. 33. And this feed speed detector 1
The difficulty state of sending out the optical fiber can be determined based on whether the detection value of No. 5 is within the normal range. For example, when the tip of the temperature measurement nozzle 20 becomes clogged, the feed speed decreases. When the feed speed falls below the normal range, the feed controller 14 stops driving the motor 12 to prevent the device from malfunctioning.

【0039】本発明においては、黒体放射条件が成立す
れば、その放射スペクトル分布から絶対温度が算出でき
るという計測原理を利用している。このため、炉40内
に挿入された金属管被覆光ファイバー11の先端より溶
湯が放射するスペクトル光を入力し、このスペクトル光
が光ファイバー内を伝播して放射温度計17へ入力す
る。
The present invention utilizes the measurement principle that, if the blackbody radiation condition is satisfied, the absolute temperature can be calculated from the radiation spectrum distribution. For this reason, spectral light emitted from the molten metal is input from the tip of the metal tube-coated optical fiber 11 inserted into the furnace 40, and this spectral light propagates through the optical fiber and is input to the radiation thermometer 17.

【0040】放射温度計17には、例えば2波長の輝度
出力の比較から温度を求める2色温度計や放射光の輝度
出力から直接温度を求める赤外放射温度計等があり、入
力する光スペクトル信号からそれぞれの測定方式に従っ
て温度を算出し、この算出された温度信号は電気信号と
して出力され、例えば図示されない計録計等へ供給され
る。
The radiation thermometer 17 includes, for example, a two-color thermometer for obtaining a temperature by comparing the luminance output of two wavelengths and an infrared radiation thermometer for directly obtaining a temperature from the luminance output of the radiated light. The temperature is calculated from the signal in accordance with each measurement method, and the calculated temperature signal is output as an electric signal and supplied to, for example, a recorder (not shown).

【0041】ノズル詰り防止ガス供給装置30が光ファ
イバーガイド21に供給するガスとしては、不活性ガス
(この例では窒素ガス)、酸化性ガス(この例では酸素
ガス)及び不活性ガスと酸化性ガスとの混合ガス(この
混合比は可変設定が可能である)の3種類のガスのいず
れかを選択して使用する。またこのガス種別の選択は、
光ファイバー供給装置10による金属管被覆光ファイバ
ー11の送り出しの難易状況に応じて、手動又は自動に
より行なわれる。なお、図1の実施例は、このガス種別
が自動選択される場合を示している。
The gas supplied by the nozzle clogging prevention gas supply device 30 to the optical fiber guide 21 includes an inert gas (nitrogen gas in this example), an oxidizing gas (oxygen gas in this example), and an inert gas and an oxidizing gas. (This mixture ratio can be variably set), and any one of three types of gases is selected and used. The selection of this gas type
The operation is performed manually or automatically depending on the difficulty of sending the metal tube-coated optical fiber 11 by the optical fiber supply device 10. The embodiment of FIG. 1 shows a case where this gas type is automatically selected.

【0042】ノズル詰り防止ガス供給装置30内の供給
ガスコントローラ33は、ガス圧力検出器35の検出信
号及び光ファイバー供給装置10内の送り速度検出器1
5の検出信号を入力し、この2つの検出信号の値に応じ
て、前記3種類のノズル詰り防止ガスのいずれかを自動
的に選択し、この選択結果に基づく制御信号を、それぞ
れ圧力/流量調整器31及び32に供給する。
The supply gas controller 33 in the nozzle clogging prevention gas supply device 30 includes a detection signal of the gas pressure detector 35 and a feed speed detector 1 in the optical fiber supply device 10.
5, and automatically selects one of the three types of nozzle clogging prevention gas in accordance with the values of the two detection signals. It is supplied to adjusters 31 and 32.

【0043】圧力/流量調整器31,32には、圧力調
整器、流量調整器、制御バルブ等が含まれており、それ
ぞれ入力される窒素ガス、酸素ガスを制御信号に従った
圧力及び流量として供給ガス生成部34へ供給する。供
給ガス生成部34では、窒素ガス、酸素ガスまたは両者
の混合ガスのいずれかが所定の圧力で生成され、ここか
ら光ファイバーガイド21へ供給される。
The pressure / flow rate regulators 31 and 32 include a pressure regulator, a flow rate regulator, a control valve, and the like. The input nitrogen gas and oxygen gas are converted into pressure and flow rate according to the control signal. The gas is supplied to the supply gas generator 34. In the supply gas generation unit 34, one of a nitrogen gas, an oxygen gas, or a mixed gas of the two is generated at a predetermined pressure, and is supplied to the optical fiber guide 21 therefrom.

【0044】ガス圧力検出器35は、供給ガス生成部3
4が光ファイバーガイド21へ供給するガス圧力を検出
し、この検出値を供給ガスコントローラ33へ供給す
る。これは、測温ノズル20の先端が詰ってくると、供
給するガスの吹出し量が減少し、ガス圧力の検出値が上
昇するので、この検出値が正常の範囲内であるか否かに
より測温ノズル20の先端の詰り状態を判別できるから
である。供給ガスコントローラ33は、この供給ガス圧
力検出値と前記光ファイバー送り速度検出値とにより測
温ノズル20の先端の詰り状態を判断して、ガス種別の
自動選択を行なう。
The gas pressure detector 35 is connected to the supply gas generator 3
4 detects the gas pressure supplied to the optical fiber guide 21 and supplies the detected value to the supply gas controller 33. This is because, when the tip of the temperature measuring nozzle 20 becomes clogged, the amount of gas to be supplied decreases, and the detected value of the gas pressure increases. Therefore, it is determined whether the detected value is within the normal range. This is because the clogged state of the tip of the warm nozzle 20 can be determined. The supply gas controller 33 determines the clogging state of the tip of the temperature measuring nozzle 20 based on the supply gas pressure detection value and the optical fiber feed speed detection value, and automatically selects the gas type.

【0045】図1の実施例において、供給ガスコントロ
ーラ33は、光ファイバー送り速度検出値及び供給ガス
圧力検出値が正常範囲の場合には、測温ノズル20及び
炉40内に挿入された金属管被覆光ファイバー11を保
護するために、ノズル詰り防止ガスとして、冷却効果の
ある不活性ガス(図1では窒素ガス)を選択している。
しかし、不活性ガスを流す際に、その流量が多過ぎる
と、測温ノズル20の先端にマッシュルーム(溶融金属
が部分的に凝固したスポンジ状のかたまり)が生成さ
れ、金属管被覆光ファイバー11の挿入ができなくな
る。また反対に不活性ガスの流量が少な過ぎると、測温
ノズル20の先端に溶湯が差し込む。
In the embodiment shown in FIG. 1, when the detected value of the optical fiber feed speed and the detected value of the supplied gas pressure are within the normal range, the supply gas controller 33 controls the coating of the metal tube inserted into the temperature measuring nozzle 20 and the furnace 40. In order to protect the optical fiber 11, an inert gas having a cooling effect (nitrogen gas in FIG. 1) is selected as a gas for preventing nozzle clogging.
However, when the flow rate of the inert gas is too large, mushrooms (sponge-like masses in which the molten metal is partially solidified) are generated at the tip of the temperature measuring nozzle 20, and the insertion of the metal tube-coated optical fiber 11 is performed. Can not be done. On the other hand, when the flow rate of the inert gas is too small, the molten metal is inserted into the tip of the temperature measurement nozzle 20.

【0046】図1の実施例においては、圧力/流量調理
器31により調整された光ファイバーガイド21への窒
素ガスの吹込量は、5.0Nm3 /Hr(1389cc
/sec)とし、測温ノズル20の先端でのガスの線流
速は、50〜500Nm/secの範囲内で最適な値と
なるように調節している。またこの線流速を確保するた
めには、測温ノズル20の内径と、金属管被覆光ファイ
バー11の外径との比は、ほぼ1.5〜3.5の範囲と
するのが最も好ましい。
In the embodiment of FIG. 1, the amount of nitrogen gas blown into the optical fiber guide 21 adjusted by the pressure / flow cooker 31 is 5.0 Nm 3 / Hr (1389 cc).
/ Sec), and the linear flow velocity of the gas at the tip of the temperature measuring nozzle 20 is adjusted to be an optimum value within the range of 50 to 500 Nm / sec. In order to secure this linear flow velocity, the ratio of the inner diameter of the temperature measuring nozzle 20 to the outer diameter of the metal tube-coated optical fiber 11 is most preferably in the range of approximately 1.5 to 3.5.

【0047】上記のように窒素ガスを吹込んで温度計測
を行なっても、炉40内の測温ノズル20の先端でのマ
ッシュルームの生成等により光ファイバーの送り速度が
低下し、供給ガス圧力が上昇することがある。この場合
には、供給ガスコントローラ33は、ノズル詰り防止ガ
スとして、窒素ガスに酸素ガスを所定の比率で混合した
混合ガスを選択する。この混合ガスの混合比は可変設定
が可能であるが、通常は測温ノズル20の保護の観点か
ら、酸素ガスの混合比は最大でも50%までにとどめる
のが良い。
Even when the temperature is measured by injecting nitrogen gas as described above, the feed speed of the optical fiber is reduced due to the formation of mushrooms at the tip of the temperature measuring nozzle 20 in the furnace 40, and the supply gas pressure is increased. Sometimes. In this case, the supply gas controller 33 selects, as the nozzle clogging prevention gas, a mixed gas obtained by mixing oxygen gas with nitrogen gas at a predetermined ratio. The mixing ratio of the mixed gas can be variably set, but it is generally preferable to limit the mixing ratio of the oxygen gas to at most 50% from the viewpoint of protection of the temperature measuring nozzle 20.

【0048】供給ガスコントローラ33は、前記選択結
果に基づき圧力/流量調整器31及び32を制御し、前
記所定の混合比の混合ガスを生成させ、これを光ファイ
バーガイド21に吹込み、マッシュルーム等を溶解させ
て、その付着を防止することができる。しかしながら、
強固なマッシュルーム付着等により、混合ガスの吹出し
では、光ファイバーの送り速度及び供給ガス圧力が正常
範囲に戻らない場合があるので、この場合には、供給ガ
スコントローラ33は、ノズル詰り防止ガスとして、短
時間だけ酸素ガスを選択し、この酸素ガスによる溶解を
行なうようにしている。
The supply gas controller 33 controls the pressure / flow rate regulators 31 and 32 based on the selection result to generate a mixed gas having the predetermined mixing ratio, and blows the mixed gas into the optical fiber guide 21 to remove mushrooms and the like. It can be dissolved to prevent its adhesion. However,
When the mixed gas is blown out due to strong mushroom adhesion or the like, the feed speed of the optical fiber and the supply gas pressure may not return to the normal range. In this case, the supply gas controller 33 sets the shortage as a gas for preventing nozzle clogging. Oxygen gas is selected only for a certain time, and dissolution by this oxygen gas is performed.

【0049】図3は或る転炉での下記の測定条件におけ
る光ファイバーを用いた温度測定結果の一例を示す図で
ある。 (1)測温ノズル、 型式:複合単管ノズル ノズルの内径/外径:4.0mm/8.0mm 材質:SUS304+Si3 4 (2)光ファイバー、構造:ステンレス管被覆 外径:1.2mm (3)ガス吹込み、 種類:窒素ガス 吹込量:5.0Nm3 /Hr 吹出流速:121Nm/sec (4)光ファイバー送り速度:5mm/sec(連
続)、又は10mm/sec(断続)
FIG. 3 is a diagram showing an example of a temperature measurement result using an optical fiber in a certain converter under the following measurement conditions. (1) Temperature measuring nozzle, Model: Composite single tube nozzle Inner / outer diameter of nozzle: 4.0 mm / 8.0 mm Material: SUS304 + Si 3 N 4 (2) Optical fiber, structure: Stainless steel tube coating Outer diameter: 1.2 mm ( 3) Gas blowing, Type: Nitrogen gas Blowing amount: 5.0 Nm 3 / Hr Blowing flow rate: 121 Nm / sec (4) Optical fiber feeding speed: 5 mm / sec (continuous) or 10 mm / sec (intermittent)

【0050】図3において、上下に変動している波形が
光ファイバーによる測定温度であり、精度確認のための
サブランス測定を間欠的に行ない、この際の熱電対によ
る測定温度を黒丸で示してある。光ファイバーによる測
定ピーク値と熱電対による測定値との差は、平均で4℃
であった。ここで測定温度1600℃に対する誤差4℃
は、0.25%の測定精度であり、かなりよい精度であ
った。
In FIG. 3, the waveform fluctuating up and down is the temperature measured by the optical fiber, and the sublance measurement for confirming the accuracy is performed intermittently. The temperature measured by the thermocouple at this time is indicated by a black circle. The difference between the peak value measured by the optical fiber and the value measured by the thermocouple is 4 ° C. on average.
Met. Here, an error of 4 ° C. with respect to the measurement temperature of 1600 ° C.
Has a measurement accuracy of 0.25%, which is quite good.

【0051】また光ファイバーの送り速度は連続で5m
m/secの場合と、10mm/secで10秒間送出
し、その後20秒間停止の断続的の場合とで、ほぼ同一
の測定結果が得られた。また、ノズル詰りガスとして、
必要に応じて、窒素ガスと酸素ガスとの混合ガスの吹込
みを実施することにより、光ファイバー挿入停止のトラ
ブルは発生しなかった。
The feeding speed of the optical fiber is 5 m continuously.
Approximately the same measurement results were obtained in the case of m / sec and in the case of intermittent sending of 10 mm / sec for 10 seconds and then stopping for 20 seconds. Also, as nozzle clogging gas,
By performing the injection of the mixed gas of the nitrogen gas and the oxygen gas as necessary, the trouble of stopping the insertion of the optical fiber did not occur.

【0052】図4は熱電対指示値(Ts )と光ファイバ
ー温度計指示値(Tf )との対比を示す図であり、横軸
にTs を縦軸にTf を示し、光ファイバーによる測定値
を□印で示している。図4の□印は、ほぼTs =Tf
直線上に分布しており、良好の測定結果であることを示
している。
FIG. 4 is a graph showing a comparison between the indicated value of the thermocouple (T s ) and the indicated value of the optical fiber thermometer (T f ). The horizontal axis indicates T s , the vertical axis indicates T f, and the measurement using an optical fiber. The values are indicated by squares. The □ marks in FIG. 4 are substantially distributed on a straight line of T s = T f , indicating that the measurement results are good.

【0053】実施例2.図5は本発明の一実施例に係る
光ファイバーによる測温装置の構成を示すブロック図で
ある。本実施例は、図1の実施例との対比では、酸素ガ
スの圧力/流量を調整する圧力/流量調整装置32が省
略されており、酸素ガスは供給されない。その代わり
に、後述するように、圧力/流量調整装置31は窒素ガ
スの流量を或る範囲内になるように調整している。
Embodiment 2 FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a temperature measuring device using an optical fiber according to one embodiment of the present invention. In this embodiment, in contrast to the embodiment of FIG. 1, the pressure / flow rate adjusting device 32 for adjusting the pressure / flow rate of the oxygen gas is omitted, and the oxygen gas is not supplied. Instead, as described later, the pressure / flow rate adjusting device 31 adjusts the flow rate of the nitrogen gas so as to be within a certain range.

【0054】図6は或る転炉での下記の測定条件におけ
る光ファイバーを用いた温度測定結果の一例を示す図で
ある。 (1)測温ノズル、 型式:複合単管ノズル ノズルの内径/外径:3.0mm/7.0mm 材質:SUS304+Si3 4 (2)光ファイバー、構造:ステンレス管被覆 外径:1.2mm (3)ガス吹込み、 種類:窒素ガス 吹込量:2〜20.9Nm3 /Hr (4)光ファイバー送り速度:5mm/sec(連
続)、 又は10mm/sec(断続) (5)溶融 [C]:4.2%〜0.02% 温度:1250〜1650゜C
FIG. 6 is a diagram showing an example of a temperature measurement result using an optical fiber in a certain converter under the following measurement conditions. (1) Temperature measuring nozzle, Model: Composite single tube nozzle Inner / outer diameter of nozzle: 3.0 mm / 7.0 mm Material: SUS304 + Si 3 N 4 (2) Optical fiber, structure: Stainless steel tube coating Outer diameter: 1.2 mm ( 3) Gas blowing, Type: Nitrogen gas Blowing amount: 2 to 20.9 Nm 3 / Hr (4) Optical fiber feed rate: 5 mm / sec (continuous) or 10 mm / sec (intermittent) (5) Melting [C]: 4.2% to 0.02% Temperature: 1250 to 1650 ° C

【0055】図6において、上下に変動している波形が
光ファイバーによる測定温度であり、精度確認のための
サブランス測定を間欠的に行ない、この際の熱電対によ
る測定温度を黒丸で示してある。光ファイバーによる測
定ピーク値と熱電対による測定値との差は、平均で4℃
であった。ここで測定温度1600℃に対する誤差4℃
は、0.25%の測定精度であり、図3の例と同様に、
かなりよい精度であった。また、光ファイバーの送り速
度は連続で5mm/secの場合と、10mm/sec
で10秒間送出し、その後20秒間停止の断続的の場合
とで、ほぼ同一の測定結果が得られた。
In FIG. 6, the waveform fluctuating up and down is the temperature measured by the optical fiber, and the sublance measurement for confirming the accuracy is performed intermittently. The temperature measured by the thermocouple at this time is indicated by a black circle. The difference between the peak value measured by the optical fiber and the value measured by the thermocouple is 4 ° C. on average.
Met. Here, an error of 4 ° C. relative to the measurement temperature of 1600 ° C.
Is a measurement accuracy of 0.25%, and similar to the example of FIG.
The accuracy was quite good. The feed rate of the optical fiber is 5 mm / sec continuously and 10 mm / sec.
For about 10 seconds, and then intermittently for 20 seconds, almost the same measurement results were obtained.

【0056】図7は熱電対指示値(Ts )と光ファイバ
ー温度計指示値(Tf )との対比を示す図であり、横軸
にTs を縦軸にTf を示し、光ファイバーによる測定値
を□印で示している。図7の□印は、ほぼTs =Tf
直線上に分布しており、良好の測定結果であることを示
している。
FIG. 7 is a diagram showing a comparison between the indicated value of the thermocouple (T s ) and the indicated value of the optical fiber thermometer (T f ), where T s is plotted on the horizontal axis and T f is plotted on the vertical axis. The values are indicated by squares. The □ marks in FIG. 7 are substantially distributed on the straight line of T s = T f , indicating that the measurement results are good.

【0057】図8は図5の実施例において吹込みガス流
量を(1)式の条件に保った場合と、それ以外の場合
(窒素ガスのみを供給し(1)式の条件に保持しなかっ
た場合)のファイバーの送りが停止した頻度を比較して
示した図である。同図より本発明によれば安定した測定
が可能であることが分かる。
FIG. 8 shows the embodiment of FIG. 5 in which the flow rate of the blown gas is maintained under the condition of equation (1) and the other cases (only nitrogen gas is supplied and the condition of equation (1) is not maintained). FIG. 7 is a diagram showing a comparison of the frequency at which the feeding of the fiber is stopped). It can be seen from the figure that stable measurement is possible according to the present invention.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明(請求項1)によれば、高温液体
の温度を測定する場合に、金属管被覆光ファイバーの先
端部(他方の端部)をノズル詰り防止ガスと共に、測温
ノズルを通して直接高温液体に挿入し、光ファイバーの
先端部が高温により溶損した分だけ新しい光ファイバー
を絶えず送り出して供給を続けることを可能にしたの
で、長期間の連続測定が可能で、且つ応答性が早く、測
定精度も良い光ファイバーによる測温装置を得ることが
できる。また、本発明(請求項2)によれば、金属管被
覆光ファイバーの送り速度を所定の速度に制御すること
ができるようにしたので、金属管被覆光ファイバーの送
り動作が安定したものとなる。
According to the present invention (claim 1), when measuring the temperature of the high-temperature liquid, the distal end (the other end) of the metal tube-coated optical fiber is passed through the temperature measuring nozzle together with the nozzle clogging prevention gas. Directly inserted into the high-temperature liquid, it is possible to continuously send out and supply a new optical fiber as much as the tip of the optical fiber is damaged by the high temperature, so long-term continuous measurement is possible and responsiveness is fast. It is possible to obtain a temperature measuring device using an optical fiber having good measurement accuracy. Further, according to the present invention (claim 2), the feeding speed of the metal tube-coated optical fiber can be controlled to a predetermined speed, so that the feeding operation of the metal tube-coated optical fiber becomes stable.

【0059】また、本発明(請求項3)によれば、金属
管被覆光ファイバーの他方の端部をその溶損した量に対
応して送り出すことにより、溶損した分だけ新しい光フ
ァイバーが絶えず供給されることになるので、長期間に
亘って連続的に温度を計測することが可能になってい
る。また、本発明(請求項4)によれば、測温ノズルの
内径と金属管被覆光ファイバーの外径との比が1.5〜
3.5の範囲となるようにしたので、測温ノズルでの先
端での吹出ガスの線流速を例えば50〜500Nm/s
ecの範囲内で所定速度に制御できるようになった。
Further, according to the present invention (claim 3), the other end of the metal tube-coated optical fiber is sent out in accordance with the amount of the erosion, whereby a new optical fiber is continuously supplied by the amount of the erosion. Therefore, it is possible to continuously measure the temperature over a long period of time. According to the present invention (claim 4), the ratio of the inner diameter of the temperature measuring nozzle to the outer diameter of the metal tube-coated optical fiber is 1.5 to 1.5.
Since it was set to be in the range of 3.5, the linear velocity of the blown gas at the tip of the temperature measuring nozzle was set to, for example, 50 to 500 Nm / s.
The speed can be controlled to a predetermined value within the range of ec.

【0060】また、本発明(請求項5)によれば、レン
ガ又はセラミックスにより構成された測温ノズルや内側
をセラミックスとした金属の単管により構成された測温
ノズルを使用できるようにしたので、光ファイバーの被
覆管と測温ノズルとが融着して、光ファイバーの送りが
停止される事故が回避できるようになった。
According to the present invention (claim 5), it is possible to use a temperature measuring nozzle composed of brick or ceramics or a temperature measuring nozzle composed of a single metal tube made of ceramic inside. Thus, an accident in which the optical fiber cladding tube and the temperature measuring nozzle are fused and the feeding of the optical fiber is stopped can be avoided.

【0061】また、本発明(請求項6)によれば、金属
の単管または内側をセラミックスとした金属の単管によ
り構成された測温のノズルの外側にさらに金属管を設け
た二重管構造の測温ノズルとして、内側の測温ノズルと
外側の金属管との間の空隙からもノズル詰り防止ガスを
吹出すようにしたので、測温ノズルの耐久性が向上し、
長期間の使用が可能となった。
According to the present invention (claim 6), a double pipe further provided with a metal pipe outside the temperature measuring nozzle constituted by a single metal pipe or a single metal pipe made of ceramic inside. As the temperature measuring nozzle of the structure, the nozzle clogging prevention gas is blown out from the gap between the inner temperature measuring nozzle and the outer metal tube, so the durability of the temperature measuring nozzle is improved,
Long-term use has become possible.

【0062】また、本発明(請求項7)によれば、ノズ
ル詰り防止ガスとして、冷却効果のある不活性ガス、マ
ッシュルーム等の溶解効果のある不活性ガスと酸化性ガ
スとの混合ガス又は酸化性ガスのいずれかを選択して供
給できるようにしたので、測定中に測温ノズルの先端が
マッシュルーム等の付着で詰り、光ファイバーの送りが
困難になることがなくなった。
According to the present invention (claim 7), as the nozzle clogging preventing gas, an inert gas having a cooling effect, a mixed gas of an inert gas having a dissolving effect such as mushroom and an oxidizing gas, or an oxidizing gas. Since any one of the reactive gases can be selected and supplied, the tip of the temperature measuring nozzle is not clogged by the adhesion of the mushroom or the like during the measurement, and it becomes difficult to feed the optical fiber.

【0063】また、本発明(請求項8)によれば、測温
ノズルに吹込むノズル詰り防止ガスの圧力及び光ファイ
バーの送り速度に応じて、測温ノズルに吹込む上記の3
種類のノズル詰り防止ガスのいずれかを自動的に選択し
て供給するようにしたので、長期間の連続測定の場合
に、測定作業の省力化が進み、自動的な測定が可能とな
った。
Further, according to the present invention (claim 8), the above-mentioned 3 which is blown into the temperature measuring nozzle according to the pressure of the nozzle clogging prevention gas blown into the temperature measuring nozzle and the feed speed of the optical fiber.
Since any one of the types of nozzle clogging prevention gas is automatically selected and supplied, labor can be saved in the measurement operation for long-term continuous measurement, and automatic measurement can be performed.

【0064】また、本発明(請求項9)によれば、高温
液体の温度を測定する場合に、ノズル詰り防止ガス流量
を適正にコントロールすることにより、ノズル先端での
マッシュルームの生成を防止することができるので、長
期間の連続測定が可能で、且つ応答性が早く、測定精度
も良い光ファイバーによる高温液体の測温が可能になっ
ている。
According to the present invention (claim 9), when measuring the temperature of the high-temperature liquid, the generation of mushrooms at the nozzle tip can be prevented by appropriately controlling the flow rate of the gas for preventing nozzle clogging. Therefore, a long-term continuous measurement is possible, and the responsiveness is fast and the temperature measurement of the high-temperature liquid by the optical fiber with good measurement accuracy is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る光ファイバーによる測
温装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a temperature measuring device using an optical fiber according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例において内側をセラミックスとし
た金属の単管により構成された測温ノズルの一例を示す
図である。
FIG. 2 is a view showing an example of a temperature measuring nozzle constituted by a single tube of a metal whose inside is ceramics in the embodiment of FIG. 1;

【図3】図1の実施例による温度測定結果の一例を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a temperature measurement result according to the embodiment of FIG. 1;

【図4】図1の実施例による熱電対指令値と光ファイバ
ー温度計指令値との対比を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a comparison between a thermocouple command value and an optical fiber thermometer command value according to the embodiment of FIG. 1;

【図5】本発明の一実施例に係る光ファイバーによる測
温装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a temperature measuring device using an optical fiber according to one embodiment of the present invention.

【図6】図5の実施例による温度測定結果の一例を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a temperature measurement result according to the embodiment of FIG. 5;

【図7】図5の実施例による熱電対指令値と光ファイバ
ー温度計指令値との対比を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a comparison between a thermocouple command value and an optical fiber thermometer command value according to the embodiment of FIG. 5;

【図8】図5の実施例によるノズル詰り防止効果を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a nozzle clogging prevention effect according to the embodiment of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光ファイバー送り装置 11 金属管被覆光ファイバー 12 モータ 13 ローラ 14 送りコントローラ 15 送り速度検出器 16 光ファイバードラム 17 放射温度計 20 測温ノズル 21 光ファイバーガイド 30 ノズル詰り防止ガス供給装置 31,32 圧力/流量調整器 33 供給ガスコントローラ 34 供給ガス生成部 35 ガス圧力検出器 40 炉 Reference Signs List 10 optical fiber feeding device 11 metal tube coated optical fiber 12 motor 13 roller 14 feed controller 15 feed speed detector 16 optical fiber drum 17 radiation thermometer 20 temperature measuring nozzle 21 optical fiber guide 30 nozzle gas preventing device for nozzle clogging 31, 32 pressure / flow rate regulator 33 supply gas controller 34 supply gas generator 35 gas pressure detector 40 furnace

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 狛谷 昌紀 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 金谷 弦治 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 広子 正雄 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 吉川 高文 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 枝広 政士 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 末房 正徳 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 小松 喜美 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 井上 明彦 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 水上 秀昭 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 村井 剛 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−248960(JP,A) 特開 昭62−132135(JP,A) 特開 昭60−61633(JP,A) 特開 昭63−230815(JP,A) 特開 昭60−129628(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01J 5/00 - 5/62 G01J 1/00 - 1/46 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Masaki Komagani 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Genji Kanaya 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Masao Hiroko, 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Takafumi Yoshikawa 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan stock Inside the company (72) Inventor Masashi Edahiro 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Masanori Suebo 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Yoshimi Komatsu 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Akihiko Inoue Maru, Chiyoda-ku, Tokyo 1-2-1, Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Hideaki Mizukami 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Tsuyoshi Murai 1-1-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 2 Inside Nippon Kokan Co., Ltd. (56) References JP-A-5-248960 (JP, A) JP-A-62-132135 (JP, A) JP-A-60-61633 (JP, A) JP-A Sho-63 -230815 (JP, A) JP-A-60-129628 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01J 5/00-5/62 G01J 1/00-1/46

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ドラムに巻回された金属管被覆光ファイ
バーの一方の端部に接続された放射温度計と、 先端部が高温液体に接するように配置された測温ノズル
と、 前記金属管被覆光ファイバーの他方の端部を前記測温ノ
ズルを介して連続的又は断続的に高温液体中に自動的に
送り出す光ファイバー供給手段と、 前記測温ノズルに接続され、前記金属管被覆光ファイバ
ーの外周部と前記測温ノズルの内周部との間に形成され
る空隙を介して当該ノズルの先端部側にノズル詰り防止
ガスを供給するノズル詰り防止ガス供給手段とを備えた
ことを特徴とする光ファイバーによる測温装置。
1. A radiation thermometer connected to one end of a metal tube-coated optical fiber wound on a drum; a temperature measurement nozzle arranged so that a tip portion is in contact with a high-temperature liquid; An optical fiber supply means for automatically or continuously intermittently feeding the other end of the optical fiber into the high-temperature liquid through the temperature measuring nozzle; and an outer peripheral portion of the metal tube-coated optical fiber connected to the temperature measuring nozzle. A nozzle clogging prevention gas supply unit for supplying a nozzle clogging prevention gas to a tip end side of the nozzle through an air gap formed between the temperature measurement nozzle and an inner peripheral portion thereof. Temperature measuring device.
【請求項2】 前記光ファイバー供給手段は、前記金属
管被覆光ファイバーの送り速度を検出する速度検出手段
及び該速度検出手段の出力信号に基づき光ファイバーの
送り速度を制御する送り速度制御手段を備えたことを特
徴とする請求項1記載の光ファイバーによる測温装置。
2. The optical fiber supply means includes a speed detecting means for detecting a feeding speed of the metal tube-coated optical fiber, and a feeding speed control means for controlling a feeding speed of the optical fiber based on an output signal of the speed detecting means. The temperature measuring device using an optical fiber according to claim 1.
【請求項3】 前記光ファイバー供給手段は、前記金属
管被覆光ファイバーの他方の端部をその溶損した量に対
応して送り出すことを特徴とする請求項1又は2記載の
光ファイバーによる測温装置。
3. The optical fiber temperature measuring device according to claim 1, wherein the optical fiber supply means sends out the other end of the metal tube-coated optical fiber according to the amount of erosion.
【請求項4】 前記測温ノズルは、その内径と金属管被
覆光ファイバーの外径との比が1.5〜3.5の範囲と
なるようにしたものであることを特徴とする請求項1乃
至3の何れかに記載の光ファイバーによる測温装置。
4. The temperature measuring nozzle according to claim 1, wherein a ratio of an inner diameter of the temperature measuring nozzle to an outer diameter of the metal tube-coated optical fiber is in a range of 1.5 to 3.5. A temperature measuring device using an optical fiber according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 前記測温ノズルは、レンガ又はセラミッ
クスにより構成された測温ノズル、金属の単管により構
成された測温ノズル、又は内側をセラミックスとした金
属の単管により構成された測温ノズルから構成されるこ
とを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の光ファ
イバーによる測温装置。
5. A temperature measuring nozzle formed of a brick or ceramic, a temperature measuring nozzle formed of a single metal tube, or a temperature measuring nozzle formed of a single metal tube made of ceramic inside. The temperature measuring device using an optical fiber according to any one of claims 1 to 4, comprising a nozzle.
【請求項6】 前記測温ノズルは、金属の単管又は内側
をセラミックスとした金属の単管と、その単管の外側に
設けられた金属管とからなり、内側の単管の外周部と外
側の金属管の内周部との間に形成された空隙に前記ノズ
ル詰り防止ガスが供給されることを特徴とする請求項1
乃至5の何れかに記載の光ファイバーによる測温装置。
6. The temperature measuring nozzle comprises a single metal tube or a single metal tube made of ceramic inside, and a metal tube provided outside the single tube. 2. The nozzle clogging prevention gas is supplied to a gap formed between the outer circumference of the metal pipe and an inner circumference of the outer metal pipe.
A temperature measuring device using an optical fiber according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 前記ノズル詰り防止ガス供給手段は、 前記光ファイバー供給手段による金属管被覆光ファイバ
ー送り出しの難易状況に応じて、前記ノズル詰り防止ガ
スとして、不活性ガス、不活性ガスと酸化性との混合ガ
ス、又は酸化性ガスのいずれかを選択して供給するガス
種別選択手段と、 前記測温ノズルの先端部からの吹出ガスの線流速を50
〜500Nm/secの範囲内の所定速度に制御する吹
出流速制御手段とを備えたことを特徴とする請求項1乃
至6の何れかに記載の光ファイバーによる測温装置。
7. The nozzle clogging prevention gas supply means includes an inert gas, an inert gas, and an oxidizing gas as the nozzle clogging prevention gas according to the difficulty of sending the metal tube-coated optical fiber by the optical fiber supply means. A gas type selecting means for selecting and supplying either a mixed gas or an oxidizing gas; and setting a linear flow velocity of the gas blown out from the tip of the temperature measuring nozzle to 50.
7. An optical fiber-based temperature measuring device according to claim 1, further comprising: a blow-off flow rate control means for controlling the flow rate to a predetermined speed in a range of from about 500 Nm / sec to about 500 Nm / sec.
【請求項8】 前記ノズル詰り防止ガス供給手段は、 前記測温ノズルに吹込むノズル詰り防止ガスの圧力及び
及び前記光ファイバー供給手段による金属管被覆光ファ
イバー送り出し速度に応じて、前記ノズル詰り防止ガス
として、不活性ガス、不活性ガスと酸化性ガスとの混合
ガス、又は酸化性ガスのいずれかを自動的に選択して供
給するガス種別自動選択手段とを備えたことを特徴とす
る請求項1乃至請求項6の何れかに記載の光ファイバー
による測温装置。
8. The nozzle clogging prevention gas supply means, as the nozzle clogging prevention gas according to the pressure of the nozzle clogging prevention gas blown into the temperature measuring nozzle and the feeding speed of the metal tube-coated optical fiber by the optical fiber supply means. A gas type automatic selecting means for automatically selecting and supplying any one of an inert gas, a mixed gas of an inert gas and an oxidizing gas, or an oxidizing gas. A temperature measuring device using an optical fiber according to claim 6.
【請求項9】 前記ノズル詰り防止ガス供給手段は、ノ
ズル詰り防止ガス流量を下記(1)式を満足する範囲に
設定したとすることを特徴とする請求項1乃至8の何れ
かに記載の光ファイバーによる測温装置。 【数1】 ここで、Q :吹き込みガス流量[Nl /min] Tm :溶湯温度[K] Tl :溶湯の凝固温度[K] Tg :吹き込みガスの温度[K] Cp :溶湯温度での吹き込みガスの比熱[J/Kg・
K] M :吹き込みガスの分子量
9. The method according to claim 1, wherein said nozzle clogging prevention gas supply means sets a nozzle clogging prevention gas flow rate in a range satisfying the following expression (1). Temperature measuring device using optical fiber. (Equation 1) Here, Q: blown gas flow rate [Nl / min] Tm: melt temperature [K] Tl: solidification temperature of melt [K] Tg: temperature of blown gas [K] Cp: specific heat of blown gas at melt temperature [J] / Kg ・
K] M: molecular weight of blown gas
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