KR20200018974A - Apparatus and method for measuring temperature of molten metal - Google Patents

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Abstract

An objective of the present invention is to provide a temperature measuring apparatus and a temperature measuring method of molten metal, which can accurately measure the temperature of the molten metal at a high temperature, such as molten steel, at low costs. The temperature measuring apparatus and the temperature measuring method of the molten metal of the present invention comprises: one strand of optical fiber; and a protective tube accommodating the optical fiber and formed of a refractory material.

Description

용융금속의 측온장치 및 측온방법 {Apparatus and method for measuring temperature of molten metal}Thermometer and method for measuring molten metal {Apparatus and method for measuring temperature of molten metal}

본 발명은, 예를 들어 용강 등과 같이 고온인 용융금속의 온도를 계측할 수 있는 용융금속의 측온장치 및 측온방법에 관한 것이다.The present invention relates to a molten metal temperature measuring device and a temperature measuring method capable of measuring the temperature of molten metal that is a high temperature, such as molten steel.

내부와 외부가 다른 이종의 금속으로 구성되는 복층 강판은, 외부는 내부식성을 가진 고가의 금속으로 구성되고, 내부는 가격이 저렴한 금속으로 구성하여, 내부식성과 저렴한 가격을 동시에 만족하는 제품으로 될 수 있다. 이 외에도, 내부와 외부를 다양한 조성을 가진 이종의 금속을 조합함으로써, 둘 이상의 금속이 갖는 장점만을 취할 수 있다. Multi-layered steel sheet composed of dissimilar metals different from inside and outside, and the outer part is composed of expensive metal with corrosion resistance, and the inside is composed of inexpensive metal so that it can satisfy both corrosion resistance and low price. Can be. In addition, by combining different kinds of metals having various compositions inside and outside, only the advantages of two or more metals can be taken.

이러한 복층 강판을 생산하기 위해, 상부에는 외부용 용융금속을 채우고 하부에는 내부용 용융금속을 채운 후 연속으로 주조하는 방법을 사용할 수 있다. 이때, 두 용융금속이 만나는 경계면의 위치가 복층 강판을 구성하는 두 금속의 두께비를 결정하는 주요 인자가 된다. In order to produce such a multilayer steel sheet, a method of continuously casting after filling the outer molten metal in the upper portion and the inner molten metal in the lower portion can be used. At this time, the position of the interface where the two molten metals meet is a major factor in determining the thickness ratio of the two metals constituting the multilayer steel sheet.

복층의 연속 주조에 있어서, 몰드 상단에서부터 주조 방향으로 3 이상의 위치에서 온도를 측정하고 이들 측정된 온도를 다양한 수학적 방법으로 처리하면, 몰드 내에서 두 용융금속의 경계면 높이를 정확히 계측할 수 있다. In continuous casting of multiple layers, by measuring the temperature at three or more positions from the top of the mold to the casting direction and treating these measured temperatures by various mathematical methods, it is possible to accurately measure the interface height of the two molten metals in the mold.

종래에 몰드 내 용융금속의 온도를 계측하는 방법으로는, 고온의 용융금속과 접촉하도록 몰드 내에 설치한 소모형 침지 열전대나, 보호관이 피복된 열전대를 사용하여 측정하였으나, 열전대가 직접 또는 간접적으로 고온의 용융금속과 접하기 때문에 빨리 열화되어 버린다. 이 때문에 고가의 열전대를 장시간 반복하여 사용할 수 없고 측정 횟수를 늘리기가 어려웠다. Conventionally, the method of measuring the temperature of the molten metal in the mold is measured using a consumable immersion thermocouple installed in the mold to contact the hot molten metal or a thermocouple coated with a protective tube. Because it is in contact with molten metal, it deteriorates quickly. For this reason, expensive thermocouples cannot be used repeatedly for a long time and it is difficult to increase the number of measurements.

(특허문헌 1) JP H05-285596 A (Patent Document 1) JP H05-285596 A

이에 본 발명은, 예를 들어 용강 등과 같이 고온인 용융금속의 온도를 저비용으로 정밀하게 계측할 수 있는 용융금속의 측온장치 및 측온방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a molten metal temperature measuring device and a temperature measuring method capable of accurately measuring the temperature of a molten metal that is high temperature, such as molten steel, at low cost.

본 발명에 따른 측온장치는, 한 가닥의 광섬유; 및 상기 광섬유를 수용하고, 내화물로 형성된 보호관을 포함하는 것을 특징으로 한다. The temperature measuring device according to the present invention comprises: one strand of optical fiber; And a protective tube housing the optical fiber and formed of a refractory material.

또한, 본 발명에 따른 측온방법은, 전술한 측온장치를 용융금속 내에 삽입하여, 상기 용융금속의 온도를 측정하는 단계; 및 측정된 상기 용융금속의 온도와 상기 측온장치의 이동량의 관계에 기초하여 상기 용융금속 내 깊이 방향의 온도 분포를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the temperature measuring method according to the present invention comprises the steps of inserting the above-mentioned temperature measuring device into the molten metal, measuring the temperature of the molten metal; And measuring a temperature distribution in the depth direction of the molten metal based on a relationship between the measured temperature of the molten metal and the amount of movement of the temperature measuring device.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 광섬유 자체에 손상을 주지 않고 용융금속 내에 삽입하여, 신속하고 정밀하게 용융금속의 온도를 반복적으로 계측할 수 있게 된다. According to the present invention as described above, the temperature of the molten metal can be repeatedly and accurately measured by inserting it into the molten metal without damaging the optical fiber itself.

또한, 본 발명에 의하면, 측정한 온도 변화에 의해 용융금속 내의 온도 분포나 용융금속의 레벨을 판단할 수 있게 됨으로써, 예컨대 연속 주조와 같은 공정의 자동화 및 안정화에 기여할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the temperature distribution in the molten metal and the level of the molten metal can be determined by the measured temperature change, thereby having an effect of contributing to the automation and stabilization of a process such as continuous casting.

도 1은 본 발명에 따른 측온장치를 도시한 종단면도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 측온장치가 용융금속의 온도 측정에 적용된 예를 도시한 개략도이다.
도 4는 두 용융금속의 온도차가 존재할 때, 5개의 온도 측정점에서 온도 분포의 형태에 따라 경계면 위치를 유추하는 것을 나타낸 개념도들이다. 1 is a longitudinal sectional view showing a temperature measuring device according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 1.
3 is a schematic diagram showing an example in which the temperature measuring device according to the present invention is applied to temperature measurement of molten metal.
4 is a conceptual diagram illustrating the inference of the interface position according to the shape of the temperature distribution at five temperature measuring points when there is a temperature difference between the two molten metals.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same elements are denoted by the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 측온장치를 도시한 종단면도이고, 도 2는 도 1의 I-I'선 단면도이다. 1 is a longitudinal sectional view showing a temperature measuring apparatus according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along line II 'of FIG.

본 발명에 따른 측온장치는, 한 가닥의 광섬유(10); 및 이 광섬유를 수용하고, 내화물로 형성된 보호관(30)을 포함하고 있다. The temperature measuring device according to the present invention includes a single optical fiber 10; And a protective tube 30 containing the optical fiber and formed of refractory material.

광섬유(10)는 예컨대 석영계 유리 등으로 형성될 수 있으며, 광섬유 브래그 격자(20)를 포함할 수 있다. 이로써, 광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg Grating: FBG) 센서를 구성할 수 있다. The optical fiber 10 may be formed of, for example, quartz glass, and may include an optical fiber Bragg grating 20. Thereby, an optical fiber Bragg grating (FBG) sensor can be comprised.

광섬유 브래그 격자 센서는, 한 가닥의 광섬유(10)에 복수의 광섬유 브래그 격자(20)를 일정한 길이의 간격으로 새긴 후, 온도 등과 같은 외부의 조건 변화에 맞추어 각 격자에서 반사되는 빛의 파장이 달라지는 특성을 이용한 센서이다.The optical fiber Bragg grating sensor engraves a plurality of optical fiber Bragg gratings 20 on a single strand of optical fiber 10 at regular intervals, and then changes wavelengths of light reflected from each grating according to external conditions such as temperature. It is a sensor using characteristics.

광섬유 브래그 격자(20)는 광섬유 코어의 굴절률을 주기적으로 변화시킨 것을 말한다. 이 격자는 브래그 조건을 만족하는 파장만을 반사하고, 그 외의 파장은 그대로 투과시키는 특징을 갖는다. The optical fiber Bragg grating 20 refers to a periodically changed refractive index of the optical fiber core. This grating reflects only the wavelengths satisfying the Bragg condition and transmits other wavelengths as they are.

해당 격자의 주변 온도가 바뀌면, 광섬유(10)의 굴절률이나 길이가 변화되므로, 반사되는 빛의 파장이 변화된다. 따라서 광섬유 브래그 격자(20)에서 반사되는 빛의 파장을 측정함으로써 온도를 감지할 수 있다.When the ambient temperature of the grating changes, the refractive index and the length of the optical fiber 10 change, so that the wavelength of the reflected light changes. Therefore, the temperature can be sensed by measuring the wavelength of light reflected from the optical fiber Bragg grating 20.

여기서, 본 발명의 광섬유(10) 및 광섬유 브래그 격자(20)는 공지된 기술을 이용하여 제작할 수 있으므로, 그 제작에 대한 자세한 설명은 생략한다.Here, since the optical fiber 10 and the optical fiber Bragg grating 20 of the present invention can be produced using a known technique, detailed description of the production thereof will be omitted.

이와 같이 광섬유(10)는 빛의 전송로와 동시에 실질적인 측온부재로서 사용할 수 있게 되는 것이다. In this way, the optical fiber 10 can be used as a substantial temperature measuring member at the same time as the light transmission path.

보호관(30)은 예컨대 알루미나, 실리카, 지르코니아 등과 같은 내화물로 형성될 수 있다. 도면에서는 대략 원형 단면의 통 형상을 가진 보호관이 나타나 있지만, 그 형상은 반드시 이에 한정되지 않는다. The protective tube 30 may be formed of a refractory such as alumina, silica, zirconia, or the like. In the figure, a protective tube having a cylindrical shape having a substantially circular cross section is shown, but the shape is not necessarily limited thereto.

광섬유 브래그 격자(20)를 포함한 광섬유(10)가 보호관(30) 내에 삽입되어 수용됨으로써 본 발명의 측온장치를 구성한다. 이때, 광섬유는 보호관에 접촉하지 않도록 보호관의 벽면으로부터 이격되게 배치되어, 측정대상의 온도를 정확하게 계측한다.The optical fiber 10 including the optical fiber Bragg grating 20 is inserted and accommodated in the protective tube 30 to constitute the temperature measuring apparatus of the present invention. At this time, the optical fiber is disposed away from the wall surface of the protective tube so as not to contact the protective tube, and accurately measures the temperature of the measurement target.

본 발명에 따른 측온장치는, 도시되지 않은 계측기에 접속될 수 있으며, 반사 파장의 변위에 기초하여 온도를 결정하는 데이터 프로세서를 통해 광섬유 브래그 격자 센서로부터 검출된 온도 정보가 계측기에 저장 및 표시될 수 있다. The temperature measuring device according to the present invention may be connected to a measuring instrument (not shown), and temperature information detected from an optical fiber Bragg grating sensor may be stored and displayed on the measuring instrument through a data processor that determines the temperature based on the displacement of the reflected wavelength. have.

이와 같은 본 발명에 따른 측온장치로 고온인 용융금속의 온도를 계측할 때는 광섬유(10)가 삽입되어 수용된 보호관(30)을 용융금속 속에 직접 삽입한다. When measuring the temperature of the molten metal that is a high temperature with the temperature measuring device according to the present invention as described above, the optical fiber 10 is inserted to directly insert the received protective tube 30 into the molten metal.

광섬유(10)가 보호관(30)에 의해 보호된 채로 보호관과 함께 용융금속 내에 삽입되기 때문에, 삽입 시에 용융금속이 광섬유에 부여하는 열적 응력을 보호관에서 차단할 수 있어, 광섬유에 손상을 주지 않고 용융금속 속에 삽입할 수 있게 된다. Since the optical fiber 10 is inserted into the molten metal together with the protective tube while being protected by the protective tube 30, the thermal stress applied to the optical fiber by the molten metal at the time of insertion can be blocked in the protective tube, thereby melting without damaging the optical fiber. It can be inserted into metal.

또한, 광섬유(10)를 둘러싼, 예컨대 알루미나 등으로 만들어진 보호관(30)은 그 융점이 대략 1600 ~ 1700℃ 정도이기 때문에 고온의 용융금속에 삽입해도 즉시 녹거나 타지 않고 광섬유를 보호할 수 있다. In addition, since the melting point of the protective tube 30 made of, for example, alumina or the like surrounding the optical fiber 10 is about 1600 to 1700 ° C., the optical fiber can be protected immediately without melting or burning even when inserted into a hot molten metal.

더구나, 광섬유(10)가 예컨대 석영계 유리 등으로 만들어지면, 광섬유의 연화점도 대략 1600℃ 이상으로 되기 때문에 용융되지 않고 그 형상을 유지할 수 있다.In addition, when the optical fiber 10 is made of, for example, quartz glass, the softening point of the optical fiber also becomes approximately 1600 ° C or higher, so that the shape can be maintained without melting.

본 발명에 따른 측온장치는, 광섬유(10) 상에 서로 간격을 두고 형성된 복수의 광섬유 브래그 격자(20)에 의해, 격자의 개수에 상응한 여러 위치에서 측정된 온도와 보호관의 열전도도 등으로부터 고온인 용융금속 내 깊이에 따른 상대 온도 차이를 계산할 수 있다. The temperature measuring device according to the present invention has a high temperature from a temperature measured at various positions corresponding to the number of gratings and a thermal conductivity of a protective tube by a plurality of optical fiber Bragg gratings 20 formed on the optical fiber 10 at intervals from each other. The relative temperature difference with the depth in the molten metal can be calculated.

한편, 본 발명에 따른 측온장치 내, 특히 보호관 내에서는 열이 축적되어 그 내부 온도가 지속적으로 상승하게 된다. 이에 따라, 전술한 구성의 측온장치는 단시간 내 측정하거나 측정대상의 온도가 비교적 낮을 경우에만 사용될 수 있는 한계가 있다. On the other hand, heat is accumulated in the temperature measuring device according to the present invention, particularly in the protective tube, so that the internal temperature is continuously increased. Accordingly, the temperature measuring device of the above-described configuration has a limitation that can be used only in a short time or when the temperature of the measurement target is relatively low.

이를 해소하기 위해, 다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 측온장치는, 보호관(30) 내에 삽입되고 냉매(42)가 순환하는 냉각관(40); 및 이 냉각관과 광섬유 사이에 위치된 단열부재(50)를 더 포함할 수 있다. In order to solve this problem, referring again to FIGS. 1 and 2, the temperature measuring device according to the present invention includes: a cooling tube 40 inserted into a protective tube 30 and a refrigerant 42 circulating; And a heat insulating member 50 located between the cooling tube and the optical fiber.

냉각관(40)은 예를 들어 구리나 알루미늄 등과 같이 열전도성이 우수한 금속으로 만들어질 수 있다. 이러한 냉각관은 그 자체가 대략 U자 형상으로 형성되거나, 그 내부에 대략 U자 형상의 냉매유로가 형성되어도 된다. The cooling tube 40 may be made of a metal having excellent thermal conductivity, such as copper or aluminum, for example. Such a cooling tube may itself be formed in a substantially U shape, or a coolant passage having a substantially U shape may be formed therein.

냉매(42)로는 물 등과 같은 액체 또는 공기 등과 같은 기체가 채용될 수 있다. 이 냉매는 냉각관 또는 냉매유로를 따라 순환할 수 있다. As the refrigerant 42, a liquid such as water or a gas such as air may be employed. This refrigerant can be circulated along the cooling tube or the refrigerant passage.

단열부재(50)는 예컨대 세라믹 섬유 등과 같은 고온 단열재로 만들어질 수 있다. 이 단열부재는 냉각관(40)과 광섬유(10) 사이에 개재되어, 광섬유 브래그 격자 센서가 냉각관에 의해 직접적으로 냉각되는 것을 방지한다. The heat insulating member 50 may be made of a high temperature heat insulating material such as, for example, ceramic fiber. This heat insulating member is interposed between the cooling tube 40 and the optical fiber 10 to prevent the optical fiber Bragg grating sensor from being directly cooled by the cooling tube.

보다 구체적으로, 냉각관(40)에 의해 보호관(30)의 내부는 지속적으로 냉각이 이루어질 수 있지만, 냉매(42)가 순환하는 냉각관(40)이 광섬유(10)도 냉각시키게 되면 온도 편차가 현저히 줄어들게 되어 측정 효율성이 떨어지게 된다. 이에, 단열부재(50)를 냉각관과 광섬유 사이에 개재시킴으로써, 냉각관이 광섬유를 직접 냉각시키지 않게 되어 효율적인 온도 계측이 가능하게 되는 것이다.More specifically, the inside of the protective tube 30 may be continuously cooled by the cooling tube 40, but when the cooling tube 40 in which the coolant 42 circulates also cools the optical fiber 10, a temperature deviation may occur. Significantly reduced, the measurement efficiency is reduced. Thus, by interposing the heat insulating member 50 between the cooling tube and the optical fiber, the cooling tube does not directly cool the optical fiber, thereby enabling efficient temperature measurement.

단열부재(50)의 두께는 측정대상의 온도와, 냉매의 온도, 광섬유가 허용가능한 온도 등을 고려하여 설정될 수 있다. The thickness of the heat insulating member 50 may be set in consideration of the temperature of the measurement target, the temperature of the refrigerant, the temperature at which the optical fiber is acceptable, and the like.

이와 같이, 냉매(42)가 순환하는 냉각관(40)을 사용하게 됨으로써, 냉매의 온도를 기준으로 하여 격자의 개수에 상응한 여러 위치에서 측정된 상대 온도 차이, 보호관의 열전도도 등으로부터 용융금속 내 침적 깊이마다 해당 온도를 계산할 수 있다. As such, by using the cooling tube 40 through which the refrigerant 42 circulates, the molten metal may be obtained from the relative temperature difference measured at various positions corresponding to the number of the grids based on the temperature of the refrigerant, thermal conductivity of the protective tube, and the like. The corresponding temperature can be calculated for each deposition depth.

도 3은 본 발명에 따른 측온장치가 용융금속의 온도 측정에 적용된 예를 도시한 개략도로서, 복층의 연속 주조에 적용된 경우를 나타내고 있다. 3 is a schematic diagram showing an example in which the temperature measuring device according to the present invention is applied to the temperature measurement of molten metal, and shows a case where it is applied to continuous casting of a multilayer.

본 발명에 따른 측온방법은, 본 발명의 측온장치를 용융금속 내에 삽입하여, 용융금속의 온도를 측정하는 단계; 및 측정된 용융금속의 온도와 측온장치의 이동량의 관계에 기초하여 용융금속 내 깊이 방향의 온도 분포를 측정하는 단계를 포함하고 있다. The temperature measuring method according to the present invention comprises the steps of: inserting the temperature measuring device of the present invention into the molten metal to measure the temperature of the molten metal; And measuring the temperature distribution in the depth direction in the molten metal based on the relationship between the measured temperature of the molten metal and the movement amount of the temperature measuring device.

예컨대, 광섬유(10) 상에 적어도 5개의 광섬유 브래그 격자(21, 22, 23, 24, 25; 20)가 광섬유의 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 형성될 수 있다. 이러한 측온장치를 몰드(1) 내 용융금속에 삽입하면, 주조 방향의 아래로부터 몰드 내 5 이상의 위치에서 온도(T1, T2, T3, T4, T5)를 측정할 수 있다. For example, at least five optical fiber Bragg gratings 21, 22, 23, 24, 25; 20 may be formed on the optical fiber 10 at regular intervals along the longitudinal direction of the optical fiber. When such a temperature measuring device is inserted into the molten metal in the mold 1, the temperatures T1, T2, T3, T4, and T5 can be measured at five or more positions in the mold from below the casting direction.

이와 같이, 측온장치를 용융금속 내에 삽입할 때 용융금속 내에 투입되는 측온장치의 이동량을 확인하고 나서, 광섬유 브래그 격자 센서로부터 온도를 계측할 수 있으며, 서로 일정한 간격을 두고 형성된 복수의 광섬유 브래그 격자(20)에 의해 용융금속 내 깊이에 따른 상대 온도 차이를 알아낼 수 있다. As described above, when the temperature measuring device is inserted into the molten metal, the temperature of the temperature measuring device introduced into the molten metal is checked, and then the temperature can be measured from the optical fiber Bragg grating sensor, and the plurality of optical fiber Bragg gratings formed at regular intervals from each other ( 20) can find out the relative temperature difference according to the depth in the molten metal.

계측된 온도 정보를 계측기에 저장 및 표시함으로써, 용융금속 내 온도를 측정함은 물론, 깊이 방향의 온도 분포도 측정할 수 있게 되는 것이다.By storing and displaying the measured temperature information in the measuring instrument, not only the temperature in the molten metal can be measured, but also the temperature distribution in the depth direction can be measured.

본 발명에 따른 측온장치 및 측온방법은 복층의 연속 주조에 적용될 수 있다. The temperature measuring device and the temperature measuring method according to the present invention can be applied to continuous casting of multiple layers.

예를 들어, 대략 직사각형의 몰드(1)에서 상부에 외부용 용융금속을 채우고, 하부에는 내부용 용융금속을 채우는 복층의 연속 주조에서, 상부 용융금속(2')과 하부 용융금속(2) 사이의 경계면의 위치를 측정할 필요가 있다. For example, in a series of continuous castings of a multi-layered mold in which an outer molten metal is filled at the top and an inner molten metal at the bottom in a substantially rectangular mold 1, between the upper molten metal 2 ′ and the lower molten metal 2. It is necessary to measure the position of the boundary surface.

본 발명의 측온방법을 사용하면, 대부분의 경우에 이종 금속은 상이한 응고 온도를 가지며 용융금속의 온도 역시 상이하기 때문에, 이종 금속의 사이의 경계면 위치를 실시간으로 제공할 수 있다. 또한, 이종 금속이 동일한 응고 온도를 갖고 있더라도, 과열도(용융금속의 온도와 응고 온도의 차이)를 상이하게 운용하면, 경계면의 위치 측정이 가능하다.Using the temperature measurement method of the present invention, in most cases, since the dissimilar metals have different solidification temperatures and the temperatures of the molten metals are also different, it is possible to provide in real time the interface position between the dissimilar metals. In addition, even if the dissimilar metal has the same solidification temperature, if the superheat degree (difference between the molten metal temperature and the solidification temperature) is operated differently, the position of the interface can be measured.

우선 몰드(1)의 상단에서부터 주조 방향으로 적어도 5 이상의 복수개 위치에서 온도를 측정한다. 이 복수개의 온도를 다양한 수학적 방법으로 처리하면, 경계면의 위치를 정확히 측정할 수 있게 된다. First, a temperature is measured at least 5 or more positions in the casting direction from the upper end of the mold 1. By treating the plurality of temperatures by various mathematical methods, it is possible to accurately measure the position of the interface.

예컨대 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 측온장치를 몰드(1) 내에 삽입하여 주조 방향의 아래로부터 몰드 내 5 이상의 위치에서 온도(T1, T2, T3, T4, T5)를 측정하고, 깊이 방향의 온도 분포를 측정한다. For example, as shown in FIG. 3, the temperature measuring device of the present invention is inserted into the mold 1 to measure temperatures T1, T2, T3, T4, and T5 at five or more positions in the mold from below the casting direction, and to measure depth. Measure the temperature distribution in the direction.

도 4는 두 용융금속의 온도차가 존재할 때, 5개의 온도 측정점에서 온도 분포의 형태에 따라 경계면 위치를 유추하는 것을 나타낸 개념도들이다. 4 is a conceptual diagram illustrating the inference of the interface position according to the shape of the temperature distribution at five temperature measuring points when there is a temperature difference between two molten metals.

도 4에 도시된 것처럼, 하부 용융금속(2)의 온도는 T1에서 측정되며, 상부 용융금속(2')의 온도는 T5에서 측정될 수 있다. 이때, T2 ~ T4의 온도는 T1과 T5 사이의 범위 내에서 위치에 따라 변화하게 되며, 이들 위치별 온도 변화의 추이로부터 경계면의 위치를 유추할 수 있게 된다.As shown in Fig. 4, the temperature of the lower molten metal 2 is measured at T1, and the temperature of the upper molten metal 2 'can be measured at T5. At this time, the temperature of T2 ~ T4 is changed according to the position within the range between T1 and T5, it is possible to infer the position of the interface from the trend of the temperature change for each position.

일례로 온도 변화의 추이를 수학식 1과 같은 시그모이드 함수(Sigmoid Function)로 곡선 맞춤(Curve Fitting)한 후, 해당 시그모이드 함수의 중심점을 찾음으로써, 즉 변곡점의 위치를 얻게 됨으로써, 도 4에서와 같이 경계면의 위치를 결정할 수 있다. For example, after curve fitting of the change of temperature with a sigmoid function as shown in Equation 1, the center point of the sigmoid function is found, that is, the position of the inflection point is obtained. As in 4, the position of the interface can be determined.

Figure pat00001
Figure pat00001

이상과 같이 본 발명에 의하면, 광섬유 자체에 손상을 주지 않고 용융금속 내에 삽입하여, 신속하고 정밀하게 용융금속의 온도를 반복적으로 계측할 수 있게 된다. According to the present invention as described above, the temperature of the molten metal can be repeatedly and accurately measured by inserting it into the molten metal without damaging the optical fiber itself.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the specification and the drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 광섬유
20: 광섬유 브래그 격자
30: 보호관
40: 냉각관
50: 단열부재10: fiber optic
20: Fiber Bragg Grating
30: sheriff
40: cooling tube
50: insulation member

Claims (8)

한 가닥의 광섬유; 및
상기 광섬유를 수용하고, 내화물로 형성된 보호관
을 포함하는 측온장치.
One strand of optical fiber; And
A protective tube for accommodating the optical fiber and formed of a refractory material
Thermostat comprising a.
제1항에 있어서,
상기 광섬유는 일정한 간격으로 형성된 광섬유 브래그 격자를 포함하는 것을 특징으로 하는 측온장치.
The method of claim 1,
The optical fiber comprises a fiber Bragg grating formed at regular intervals.
제2항에 있어서,
상기 광섬유는 상기 보호관의 벽면으로부터 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 측온장치.
The method of claim 2,
And the optical fiber is arranged to be spaced apart from the wall surface of the protective tube.
제3항에 있어서,
상기 보호관 내에 삽입되고, 냉매가 순환하는 냉각관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측온장치.
The method of claim 3,
And a cooling tube inserted into the protection tube and circulating with a refrigerant.
제4항에 있어서,
상기 냉각관과 상기 광섬유 사이에 위치된 단열부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측온장치.
The method of claim 4, wherein
Temperature measuring device further comprises a heat insulating member located between the cooling tube and the optical fiber.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 측온장치를 용융금속 내에 삽입하여, 상기 용융금속의 온도를 측정하는 단계; 및
측정된 상기 용융금속의 온도와 상기 측온장치의 이동량의 관계에 기초하여 상기 용융금속 내 깊이 방향의 온도 분포를 측정하는 단계
를 포함하는 측온방법.
Measuring the temperature of the molten metal by inserting the temperature measuring device according to any one of claims 1 to 5 into the molten metal; And
Measuring the temperature distribution in the depth direction of the molten metal based on the measured relationship between the temperature of the molten metal and the movement amount of the temperature measuring device;
Temperature measuring method comprising a.
제6항에 있어서,
몰드의 상부에 외부용 용융금속을 채우고, 하부에 내부용 용융금속을 채우는 복층의 연속 주조에 적용될 때, 상기 온도 분포를 측정하는 단계에서는 상부 용융금속과 하부 용융금속 사이의 경계면의 위치를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측온방법.
The method of claim 6,
In the step of measuring the temperature distribution, the position of the interface between the upper molten metal and the lower molten metal is measured when the external molten metal is filled in the upper part of the mold and the continuous casting of the multilayered layer in which the inner molten metal is filled in the lower part. Temperature measuring method comprising the step.
제7항에 있어서,
상기 경계면의 위치는, 상기 온도 분포를 측정하는 단계에서 얻어진 위치별 온도 변화의 추이로부터 변곡점의 위치를 연산함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 측온방법.
The method of claim 7, wherein
The position of the boundary surface is determined by calculating the position of the inflection point from the change of the positional temperature change obtained in the step of measuring the temperature distribution.
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