RU113836U1

RU113836U1 - MELT TEMPERATURE MEASUREMENT DEVICE

Info

Publication number: RU113836U1
Application number: RU2011139703/28U
Authority: RU
Inventors: Владимир Афанасьевич Никоненко; Александр Александрович Гришин; Денис Юрьевич Кропачев; Александр Юрьевич Неделько; Артем Дмитриевич Масло
Original assignee: ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Научно-производственное предприятие "Эталон"
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2012-02-27

Abstract

1. Устройство измерения температуры расплава, включающее огнеупорный блок, пирометр, линзу, световод, полую штангу, отличающееся тем, что огнеупорный блок, представляющий собой инфракрасный ИК-преобразователь, выполнен в виде сменной насадки, закрепленной на полой штанге с помощью цангового зажима и имеющей со стороны погружения в расплав донышко, при этом пирометр выполнен в виде принимающей ИК-излучение линзы, закрепляемой на другом конце полой штанги и соединенной с помощью световода с измерительным блоком. ! 2. Устройство измерения температуры расплава по п.1, отличающееся тем, что ИК-преобразователь выполнен в виде керамического чехла. ! 3. Устройство измерения температуры расплава по п.1, отличающееся тем, что ИК-преобразователь выполнен в виде кварцевой пробирки. ! 4. Устройство измерения температуры расплава по п.1, отличающееся тем, что световод выполнен из высокотемпературного армированного оптоволоконного кабеля. 1. A device for measuring the melt temperature, including a refractory block, a pyrometer, a lens, a light guide, a hollow rod, characterized in that the refractory block, which is an infrared IR converter, is made in the form of a replaceable nozzle fixed on a hollow rod using a collet clamp and having from the side of immersion in the melt, the bottom, while the pyrometer is made in the form of a lens receiving IR radiation, fixed at the other end of the hollow rod and connected to the measuring unit by means of a light guide. ! 2. The device for measuring the temperature of the melt according to claim 1, characterized in that the IR converter is made in the form of a ceramic case. ! 3. A device for measuring the temperature of the melt according to claim 1, characterized in that the IR converter is made in the form of a quartz tube. ! 4. The device for measuring the temperature of the melt according to claim 1, characterized in that the light guide is made of high-temperature armored fiber optic cable.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, а конкретно к способам измерения температуры расплавов с помощью пирометра.The utility model relates to measuring technique, and specifically to methods for measuring the temperature of melts using a pyrometer.

Известно устройство для измерения температуры расплава, содержащее измеритель оптического излучения, оптическую линию, состоящую из оптического световодного волокна и прозрачного химически стойкого огнеупорного материала - световода [1]. Световод, выполненный из синтетического сапфира, закладывается в огнеупорную футеровку печи так, чтобы его торец был заподлицо с внутренней поверхностью футеровки. При работе печи расплав металла контактирует с торцом световода, и энергия, излучаемая поверхностью расплава, по световоду и оптической линии передается на приемник излучения.A device for measuring the temperature of the melt, containing a meter of optical radiation, an optical line consisting of an optical fiber and a transparent chemically resistant refractory material is a fiber [1]. A fiber made of synthetic sapphire is placed in the refractory lining of the furnace so that its end face is flush with the inner surface of the lining. During operation of the furnace, the metal melt is in contact with the end of the fiber, and the energy emitted by the surface of the melt is transmitted to the radiation receiver through the fiber and the optical line.

Недостатком известного устройства являются низкие точность измерения и надежность, поскольку световоды находятся в непосредственной близости от расплавленного металла.A disadvantage of the known device is the low measurement accuracy and reliability, since the optical fibers are in the immediate vicinity of the molten metal.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для измерения температуры расплава в тигле, содержащее пирометр, огнеупорный блок, выполненный в виде термостойкой керамической трубки с вмонтированным в нее жестким светопроводом из огнеупорного и химически стойкого материала, оптически сопряженный при помощи линзы с гибким светопроводом и пирометром. Части огнеупорного блока и гибкого светопровода заключены в полую штангу.Closest to the proposed device is a device for measuring the temperature of the melt in the crucible, containing a pyrometer, a refractory block made in the form of a heat-resistant ceramic tube with a rigid light guide made of refractory and chemically resistant material mounted in it, optically coupled by a lens with a flexible light guide and pyrometer. Parts of the refractory block and the flexible light guide are enclosed in a hollow rod.

Недостатком устройства-прототипа является то, что керамическая трубка не формирует полость в расплаве и соответственно возникает неточность измерений, связанная с неопределенностью коэффициента излучательной способности измеряемого расплава, а также перегрев измерительного устройства за счет близкого размещения к объекту замера.The disadvantage of the prototype device is that the ceramic tube does not form a cavity in the melt and, accordingly, measurement inaccuracy arises due to the uncertainty of the emissivity of the measured melt, as well as the overheating of the measuring device due to the close location to the measurement object.

Задача полезной модели - увеличение точности измерений, снижение инерционности измерений.The objective of the utility model is to increase the accuracy of measurements, to reduce the inertia of measurements.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для измерения температуры расплава, включающем огнеупорный блок, пирометр, линзу, световод, полую штангу, согласно изобретению огнеупорный блок, представляющий собой инфракрасный ИК преобразователь, выполнен в виде сменной насадки, закрепленной на полой штанге с помощью цангового зажима и имеющей со стороны погружения в расплав донышко, при этом пирометр выполнен в виде принимающей ИК излучение линзы, закрепляемой на другом конце полой штанги и соединенной с помощью световода с измерительным блоком.The object is achieved in that in a device for measuring the temperature of the melt, including a refractory block, pyrometer, lens, light guide, hollow rod, according to the invention, the refractory block, which is an infrared infrared converter, is made in the form of a replaceable nozzle mounted on a hollow rod using a collet a clamp and having a bottom on the side of immersion in the melt, while the pyrometer is made in the form of a lens receiving IR radiation, mounted on the other end of the hollow rod and connected using a fiber with itelnym unit.

ИК преобразователь может быть выполнен в виде керамического чехла, либо в виде кварцевой пробирки.The IR converter can be made in the form of a ceramic case, or in the form of a quartz tube.

На фиг.1. представлена конструкция предлагаемого устройства, содержащая огнеупорный блок, представляющий собой ИК преобразователь 1, полую штангу 2, принимающую ИК излучение линзу 3, входящую в пирометр, световод 4, измерительный блок пирометра 5.In figure 1. the design of the proposed device is presented, which contains a refractory block, which is an IR converter 1, a hollow rod 2, a lens 3 receiving IR radiation, included in a pyrometer, a light guide 4, and a pyrometer 5 measuring unit.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Огнеупорный блок, представляющий собой ИК преобразователь 1, представляющий собой съемную насадку, изготовленную, к примеру, из кварца и заглушенную с одной стороны донышком. Съемная насадка закрепляется на полой штанге с помощью цангового зажима. На другой стороне полой штанги 2 установливается принимающая ИК излучение линза 3 от пирометра, сфокусированная на донышко. Линза 3, представляющая собой приемник ИК излучения, соединена с измерительным блоком пирометра 5 световодом 4, представляющим собой высокотемпературный армированный оптоволоконный кабель, позволяющий устанавливать электронную часть прибора на безопасном расстоянии от объекта контроля. Таким образом исключается перегрев и выход из строя чувствительного элемента и электроники.The refractory block, which is an IR converter 1, which is a removable nozzle made, for example, of quartz and blanked on one side by a bottom. The detachable nozzle is fixed to the hollow rod using a collet clamp. On the other side of the hollow rod 2, an IR-receiving lens 3 from the pyrometer is installed, focused on the bottom. Lens 3, which is a receiver of infrared radiation, is connected to the measuring unit of the pyrometer 5 with a light guide 4, which is a high-temperature reinforced fiber optic cable that allows you to install the electronic part of the device at a safe distance from the control object. This eliminates overheating and failure of the sensing element and electronics.

Благодаря конструктивному исполнению ИК преобразователя и высокому быстродействию пирометра существенно снижается инерционность измерений по отношению к термоэлектрическим датчикам, защищенным керамическим чехлом.Due to the design of the IR converter and the high speed of the pyrometer, the inertia of measurements with respect to thermoelectric sensors protected by a ceramic case is significantly reduced.

Данная конструкция также позволяет значительно уменьшить финансовые затраты, связанные с износом датчика, так как при выходе из строя замене подлежит лишь ИК преобразователь, стоимость которого существенно ниже стоимости термоэлектрических датчиков как ХА типа, так и платиновой группы.This design also allows you to significantly reduce the financial costs associated with wear of the sensor, since in the event of failure only the IR converter is subject to replacement, the cost of which is significantly lower than the cost of thermoelectric sensors of both the XA type and the platinum group.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство 393961 (СССР). Устройство для измерения температуры жидкого металла. Опубл. 25.06.77, Бюл. №231. Copyright certificate 393961 (USSR). Device for measuring the temperature of liquid metal. Publ. 06/25/77, Bull. Number 23

2. Патент №2029259, G01J 5/08, опубл. 20.02.1995 г.2. Patent No. 2029259, G01J 5/08, publ. 02/20/1995 g.

Claims

1. A device for measuring the temperature of the melt, including a refractory block, pyrometer, lens, light guide, hollow rod, characterized in that the refractory block, which is an infrared infrared converter, is made in the form of a replaceable nozzle mounted on a hollow rod using a collet clamp and having from the side of immersion in the melt bottom, while the pyrometer is made in the form of a receiving infrared radiation lens mounted on the other end of the hollow rod and connected via a fiber to the measuring unit.

2. The melt temperature measuring device according to claim 1, characterized in that the IR converter is made in the form of a ceramic case.

3. The melt temperature measuring device according to claim 1, characterized in that the IR converter is made in the form of a quartz tube.

4. The device for measuring the temperature of the melt according to claim 1, characterized in that the fiber is made of high-temperature reinforced fiber optic cable.