JPH08105802A - 温度測定用センサ装置 - Google Patents

温度測定用センサ装置

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JPH08105802A
JPH08105802A JP7266165A JP26616595A JPH08105802A JP H08105802 A JPH08105802 A JP H08105802A JP 7266165 A JP7266165 A JP 7266165A JP 26616595 A JP26616595 A JP 26616595A JP H08105802 A JPH08105802 A JP H08105802A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融氷晶石の液相温度の正確な測定が可能と
なり同時に経済的に製造できる溶融物質の液相温度測定
装置および方法を提供する。 【解決手段】 装置は、少なくとも一つのストリップ状
またはワイヤ状支持体および上側の開口を有する容器を
使用し、その中に熱電対が配置される。溶融氷晶石の液
相温度のを正確な決定をなし得るセンサ装置を得るた
め、容器は金属より成る。この形式のセンサ装置を有す
る温度測定装置は、少なくとも一つの支持体を有してい
て、この支持体が、容器と反対の端部にて、取付け装置
に離脱可能に接続されたスリーブに取り付けられる。容
器内の溶融氷晶石内の液相温度測定方法では、溶融氷晶
石の冷却中容器を振動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融物質の温度を
測定するためのセンサ装置に関し、特定すると、少なく
とも一つのストリップ状またはワイヤ状の支持体と上側
の開口を有する容器（レセプタクル）と、容器内に配置
された熱電対を具備したこの種の測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この形式のセンサ装置は、例えば、溶融
物の液相温度の決定に使用され、ここで容器内に注がれ
た金属の冷却曲線が決定される。金属の組成物に関する
情報は、液相温度から得られる。溶融氷晶石の液相温度
測定のための上述の形式の一つの周知の装置は、サンプ
ルを採取するためのグラファイト性るつぼを有し、熱電
対がその中に配置される。グラファイト性るつぼは、金
属棒により取付け装置に固定される。サンプルを採るた
めには、グラファイト性るつぼを溶融氷晶石に漬け、熱
的平衡に到達した後約３cm3 の体積の溶融物を入れて溶
融物中から引き上げる。その後、冷却温度が記録され、
それから液相温度が決定される。この測定装置で得られ
る液相温度の値は、数度の変動を有し、それゆえ非常に
不正確であり、したがって測定結果は信頼して使用でき
ない。
【０００３】温度測定のための異なる装置が、米国特許
第3,643,509 号から周知である。この特許に開示される
装置の場合、鋼内で液相温度を採ることが可能である。
これに関連して述べると、熱電対が、石英製の容器内の
小さいＵ字状の石英管内に配置されている。容器は、測
定ヘッドの先端に普通のやり方で配置されており、溶融
鋼を取り入れるための数種の側部開口を有している。こ
の装置は、溶融鋼内に浸漬後の浴槽温度の測定、および
溶融鋼から引き出された後の液相温度の測定に使用され
る。この形式の装置は、例えば、溶融氷晶石のような融
解熱が低く熱伝導度の悪い溶融物には原則として使用で
きない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、冒頭
に述べた形式のセンサ装置で、溶融氷晶石の液相温度の
正確な測定が可能となり、同時にまた経済的に製造でき
るものを創成することである。加えて、本発明の他の目
的は、測定結果が高度の精度で再現性をもって得られる
溶融氷晶石の液相温度測定装置および測定方法を得るこ
とである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】冒頭に述べたセンサ装置
に対するこれらの目的は、冒頭に述べたセンサ装置に対
して、容器を金属から構成することにより達成される。
この形式の容器は、熱容量が比較的低く熱伝導度が高い
から、容器は、溶融氷晶石（クライオライト）から非常
に少量の熱しか吸収し得ない。この点に関連してさらに
述べると、容器は、0.5mm より薄い、特に0.2mm より薄
い壁厚を有するのが有利であり、容器の材料としては銅
が好ましい。
【０００６】冷たい装置が溶融氷晶石中に漬けられる
と、後者は低い温度で構成部品上でただちに凝固する。
しかしながら、一度熱的平衡が達成されると、この凝固
した氷晶石は再度溶融する。この再溶融は、高熱伝導度
を有する薄壁容器でもっとも迅速に起こる。何故なら
ば、まず、容器により極めて少量の熱しか吸収され得
ず、ついで高熱伝導度の結果として容器が非常に迅速に
加熱されるからである。
【０００７】正確な測定のためには、容器は波状表面を
有するのが好都合である。その結果、凝固しつつある溶
融氷晶石の表面積は増加するから、溶融物からセンサ装
置の引上げ後、凝固はこの表面領域で起こり、ついで均
一に溶融物の内部へと継続する。
【０００８】熱電対は、石英管内、特に一端が閉じられ
非酸化性保護被覆を有する石英管内に配置されるのが好
適である。この形式の熱電対は、溶融氷晶石に対して抵
抗性があり、小体積で作ることができるから、熱電対を
介しての熱の逃避はほんの僅かしか起こらない。溶融氷
晶石に対する抵抗性を増すために、耐熱性金属または非
酸化性セラミックの被覆を作るのが好適である。冷却曲
線の正確な記録のため、容器のほぼ中央に熱電対を配す
るのが好都合である。
【０００９】センサ装置の安全な取扱を保証するため、
支持体（１または複数）は金属ワイヤから形成するのが
好適である。何故ならば、金属ワイヤは溶融氷晶石に関
して高抵抗性を示すからである。加えて、少なくとも一
つの支持体がバイブレータに堅固に結合されるのが好都
合であることが分かった。
【００１０】容器の内表面は、1.25μm より大きい、好
ましくは2.5 μm ないし15μm 間の粗さを有するのが好
適である場合がある。
【００１１】上述の形式のセンサ装置を具備する温度測
定装置に対する上述の目的は、少なくとも一つの支持体
を容器と反対の端部にて、取付け装置に離脱可能に接続
したスリーブに取り付ることによって達成される。しか
しながら、スリーブを取付け装置と離脱不能に取り付け
ることも可能である。この形式の装置は、測定の実施
中、装置の高度の安全性と簡単な取扱を保証する。スリ
ーブを本質的に不燃性材料から形成するのが好適であ
る。何故ならば、容器が溶融物に浸漬されている間溶融
物から昇る熱によりスリーブが破壊されることなく支持
体の長さを短縮できるからである。一例として、取付け
装置は、金属学において知られているランスまたは厚紙
管として具体化できる。
【００１２】熱電対はスリーブ内に取り付けられ、スリ
ーブから接続部材と導電的に接続され、かつ取付け装置
からの信号ワイヤと接触せしめられるのが好都合であ
る。この結果、溶融サンプルを採取する容器と熱電対は
１ユニットに結合され、そしてこのユニットは、取付け
装置から取り外し、測定の後新しいユニットと交換でき
る。熱電対から電気信号をプロットユニットに搬送する
信号線は、取付け装置内を通してよく、したがって破損
から保護される。
【００１３】溶融物質の均一な凝固の実現のため、取付
け装置はバイブレータに堅固に結合さられるのが有利で
ある。本発明に従うと、溶融氷晶石の液相温度の測定方
法の目的は、容器内の溶融氷晶石の冷却曲線の測定中、
この容器を振動させることによって達成される。この結
果、溶融氷晶石の均一な凝固が、容器の表面で始まって
実施される。冷却中における溶融氷晶石の振動の結果と
して、溶融物内の過冷却の作用は避けられる。振動周波
数は、約20ないし1000Hz。好ましくは150 ないし400Hz
であり、振動振幅は、約0.01ないし0.5mm 、好ましくは
約0.08ないし0.15mmである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明をそ
の実質的にの形態について詳細に説明する。図面に好ま
しい実施例が示されているが、本発明は図示の配置およ
び手段そのものに限定されるものではないことを理解さ
れたい。
【００１５】図１は熱電対２が容器１内に配されたセン
サ装置を図示している。容器１は、銅より成り、0.1mm
の壁厚を有する。熱電対２のワイヤは、その端部で閉鎖
され容器１中に突出している小型石英管内に配置されて
いる。小型石英管は、金属または非酸化性セラミックTi
B2、TiN またはBNより成る被覆を有する。この被覆は、
溶射、プラズマ溶射または真空蒸着により適用できる。
浸漬被覆または同様な被覆方法も同様に可能である。
【００１６】回転的に対称な容器１は、金属ワイヤから
形成された３本の支持体３に固定されている。例示とし
て、支持体３は容器１に溶着してよい。支持体３に対す
る材料として、1mm 直径を有する鋼が使用される。容器
１は図２に詳細に示されている。これに関連して述べる
と、図２（ａ）は、一つの支持体３が固定される開口４
を有する容器の側面図である。図２（ｂ）は、波形周囲
表面を明瞭に見ることができる容器１の頂面図である。
容器１の内側は、約 2.5ないし15μm の表面粗さを示
す。
【００１７】支持体３と熱電対２は、耐火性物質例えば
菫青石より成るスリーブ６にセメント５により固定され
ている。スリーブ６の内側おいて、熱電対２のサーモワ
イヤは、接続部材７の接点と接続されている。図３に示
されるように、スリーブ６は、取付け装置８の端部に配
置される。接続部材７の接点は、そこで取付け装置中を
通る信号ワイヤ（線）と導電的に接続されるが、この信
号ワイヤは、ランス（接続腕）９を通り、その背後に接
続された電子的測定およびプロット装置に接続できる。
バイブレータ１０が、取付け装置とランス９に堅固に結
合されており、そしてこのバイブレータは、被測定溶融
氷晶石が入った容器１を冷却曲線の記録中振動状態にお
く。
【００１８】振動の周波数は非常に広い範囲にわたり選
択できるが、冷却中の溶融物への過冷却の影響を避ける
ために好ましくは、150 ないし400Hz にあるのが好まし
い。振動の振幅は、約0.08ないし0.15mmである。
【００１９】当技術に精通したものであれば、広い本発
明の技術思想から逸脱することなく上述の具体例に種々
の変更をなし得ることが理解されよう。それゆえ、本発
明はここに開示される特定の具体例に制限されるもので
なく、本発明の技術思想内の種々の変更を保護すること
が意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うセンサ装置を示すの概略線図であ
る。
【図２】容器の好ましい具体例のを示す線図で、（ａ）
は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】取付け装置を含む温度測定装置の概略線図であ
る。
【符号の説明】
１ 容器 ２ 熱電対 ３ 支持体 ４ 開口 ５ セメント ６ スリーブ ７ 接続部材 ８ 取付け装置 ９ ランス（接続腕） １０ バイブレータ

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 溶融物を受容するための容器（レセプタ
    クル）（１）と、容器に対する少なくとも一つのストリ
    ップ状またはワイヤ状支持体（３）と、容器の上側のに
    設けられる開口と、容器内に配置される熱電対（２）と
    を備え、前記容器が金属製であることを特徴とする溶融
    物質の温度測定用センサ装置。
  2. 【請求項２】 容器（１）が0.5mm よりも薄い厚さを有
    する請求項１記載のセンサ装置。
  3. 【請求項３】 壁厚が0.2mm より薄い請求項２記載のセ
    ンサ装置。
  4. 【請求項４】 容器（１）が銅より成る請求項１記載の
    センサ装置。
  5. 【請求項５】 容器（１）が波形表面を有する請求項１
    記載のセンサ装置。
  6. 【請求項６】 熱電対（２）が非酸化性被覆を有する石
    英ガラス内に配置される請求項１記載のセンサ装置。
  7. 【請求項７】 石英ガラス管が一端において閉鎖されて
    いる請求項６記載のセンサ装置。
  8. 【請求項８】 保護被覆が耐熱性金属より成る請求項６
    記載のセンサ装置。
  9. 【請求項９】 保護被覆が非酸化性セラミックより成る
    請求項６記載のセンサ装置。
  10. 【請求項１０】 熱電対（２）が容器（１）のほぼ中央
    に配置されている請求項１記載のセンサ装置。
  11. 【請求項１１】 少なくとも一つの支持体（３）が金属
    ワイヤである請求項１記載のセンサ装置。
  12. 【請求項１２】 少なくとも一つの支持体（３）がバイ
    ブレータ（１０）に堅固に結合されている請求項１記載
    のセンサ装置。
  13. 【請求項１３】 容器（１２）の内表面が1.25μm より
    大きい粗さを示す請求項１記載のセンサ装置。
  14. 【請求項１４】 容器（１）の内表面が2.5 μm ないし
    15μm 間の粗さを示す請求項１３記載のセンサ装置。
  15. 【請求項１５】 溶融物を受容するための容器（レセプ
    タクル）（１）と、容器に対する少なくとも一つのスト
    リップ状またはワイヤ状支持体（３）と、容器の上側の
    に設けられる開口と、容器内に配置される熱電対（２）
    とを備え、前記容器が金属製より成る溶融物質の温度測
    定用センサ装置を備える測定装置であって、少なくとも
    一つの支持体（３）が、容器（１）と反対の端部にてス
    リーブ（６）内に装着され、該スリーブ（６）が取付け
    装置（８）に接続されることを特徴とする温度測定装
    置。
  16. 【請求項１６】 スリーブ（６）が不燃性材料より成る
    請求項１５記載の温度測定装置。
  17. 【請求項１７】 熱電対（２）がスリーブ（６）内に取
    り付けられ、該スリーブから接続部材（７）と導電的に
    接続され、該接続部材が取付け装置（８）からの信号線
    と接触せしめられる請求項１５記載の温度測定装置。
  18. 【請求項１８】 取付け装置８がバイブレータ（１０）
    に堅固に結合される請求項１５記載の温度測定装置。
  19. 【請求項１９】 溶融氷晶石の冷却曲線を測定すること
    および溶融氷晶石の冷却中容器（１）を振動させること
    を含むことを特徴とする容器内の溶融氷晶石の液相温度
    測定方法。
  20. 【請求項２０】 バイブレータの振動周波数が約20ない
    し1000Hzである請求項１９記載の液相温度測定方法。
  21. 【請求項２１】 バイブレータの振動周波数が約150 な
    いし400Hz である請求項２０記載の液相温度測定方法。
  22. 【請求項２２】 バイブレータの振動振幅が約0.01ない
    し0.5mm である請求項１９記載の液相温度測定方法。
  23. 【請求項２３】 バイブレータの振動振幅が約0.08ない
    し0.15mmである請求項２２記載の液相温度測定方法。
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