TW202330940A - 高爐冷卻板厚度測量 - Google Patents

Abstract

一種用於測量冷卻板厚度的系統，包括：探頭支架單元（10），其設計成安裝在冷卻板（12）的冷卻劑通道（18）內，探頭支架單元包括外殼（30）沿長軸（L）延伸，殼內設置有超音波探頭（32），能夠發射和接收來自傳感器側的超音波；後殼體部分（36）可移動地佈置在後側，橫向於長度軸線，並且彈性偏置遠離傳感器側，從而允許探頭支架單元適應冷卻通道尺寸；驅動鏈（14），以協助探頭支架單元（10）在冷卻劑通道的長度上前進，驅動鏈連接到外殼的第一端的第一連接裝置（48）。包括纜線的纜線組件（60）連接超音波探頭。編碼器裝置（15）被配置為與驅動鏈協作以便測量沿其通過的驅動鏈的長度，編碼器裝置包括與驅動鏈嚙合並耦合到編碼器的第一齒輪（76）。

Description

高爐冷卻板厚度測量

本發明係關於一種冶金爐用冷卻板，即高爐，特別係有關於一種測量冷卻板剩餘厚度的系統和方法。

冶金爐用的冷卻板，也稱為「板塊」，是眾所周知的。它們用於覆蓋冶金爐的外殼內壁，例如高爐或電弧爐，以提供： （1）爐內與外部爐殼之間的熱排放保護屏幕；和 （2）耐火磚內層（refractory brick lining）、耐火噴塗材料（a refractory guniting）或爐內產生的堆積層的固定手段。

最初，冷卻板是帶有鑄造冷卻管的鑄鐵板。作為鑄鐵板的替代品，已開發出銅板。如今，大多數冶金爐的冷卻板由銅、銅合金或最近的鋼製成。

耐火磚內層、耐火噴塗材料或處理產生的堆積層形成一個保護層，排列在面板狀體的熱面前。這個保護層有助於保護冷卻板免受爐內嚴酷環境的損壞。但在實踐中，爐子偶爾也會在沒有這種保護層的情況下運行，導致熱面的薄片狀肋骨侵蝕。

儘管在某些情況下，高爐的前面可能最初提供有耐火磚內層，但這種內層在運行過程中可能會磨損，具體取決於操作條件。特別是，已觀察到在總體部分，耐火內層可能相對迅速消失。在冷卻板的熱面上，通常形成一層鐵渣和負荷層的堆積層，但它實際上不斷積累和磨損，因此在某些時間段內，冷卻板直接暴露於高爐內部的嚴酷條件中，從而導致冷卻板本體的磨損。

凝結層磨損的主要原因，當然還包括襯板和冷卻板，來自熱氣體上升流和沉降物（如煤、礦石等）的摩擦。關於熱氣體的流動，磨損不僅是由於熱負荷，還因為攜帶的微粒磨損而產生。

因此，一個良好的凝結層存在與否與高爐的良好導電有著嚴格的聯繫，需要符合這一過程所需的所有複雜條件，以及良好的襯板肋骨狀態。

冷卻板肋骨的消耗狀況尤其關鍵，如果它們沒有足夠的「銳化」（sharpened），即使高爐的導電良好，它們也無法充分粘附凝結層本身。

因此，定期檢查冷卻板的厚度特別重要，尤其是肋骨部分。非侵入式系統，如超音波檢測技術，更受青睞，以最小化對工廠運作的影響，避免停止工廠和干擾生產。

專利文獻JP-A2-61264110揭示了一種冷卻磚，其中包括一個磨損檢測系統，使用與磚體背面接觸的超音波探頭來檢測其侵蝕。這個系統可以測量前面和後面之間的剩餘磚體厚度。

專利文獻KR20110076422揭示了一種厚度測量系統，其中超音波探頭安裝在柔性延伸部件的末端，允許將超音波探頭插入冷卻通道的進出口區域。因此，實際測量了冷卻板前面和冷卻通道之間的磚體厚度。這個信息很重要，因為它給出了冷卻通道的剩餘磚體厚度，這對高爐的安全運行至關重要，因為必須避免水進入高爐。然而，這個系統僅允許局部測量（在冷卻通道的開始和/或結束處），並且現在被認為對冷卻板狀況的正確評估不足。實際上，經驗表明，冷卻板的中央部分磨損比端部更嚴重。基於這個系統的評估因此會導致與冷卻板實際普遍磨損的錯誤分析，從而導致其剩餘壽命的不正確預測。

專利文獻KR101594719B1揭示了一種磚厚度測量裝置，其中超音波感測器單元連接到驅動單元，允許將超音波感測器插入磚中並在磚內移動感測器。因此可以沿著整個磚的長度進行厚度測量。然而，操作原理要求在每個測量點安裝超音波感測器單元，例如展開接觸腿或膨脹氣球，以確保超音波探頭與磚體內表面緊密接觸，這會使整個測量過程更加複雜。

專利文獻JP2010271072A和JP2015169548A中公開了用於板條厚度測量的其他系統。

專利文獻WO2020/161314公開了一種厚度測量裝置，其具有包括可樞轉桿的可膨脹結構。

[發明目的]

本發明的目的是提供一種替代且可靠的監測冷卻板磨損狀態的方法。

該目的通過如請求項1和11所述的測量冷卻板厚度的系統和方法來實現。

本發明提出一種冷卻板厚度測量系統，包括： 探頭支架單元，設計成安裝在冷卻板的冷卻劑通道（也稱為冷卻通道）內，探頭支架單元包括沿著長度軸從第一端延伸到第二端的外殼，感測器側相對的後側，超音波探頭設置在殼體內，能夠發射和接收來自感測器側的超音波； 後殼體部分可移動地佈置在後側，橫向於長度軸線，並彈性偏置遠離感測器側，從而允許探頭支架單元適應冷卻通道尺寸； 驅動鏈，用於輔助所述探頭支架單元通過冷卻劑通道的長度，該驅動鏈連接到位於所述外殼的第一端的第一連接裝置； 纜線組件，包括連接超音波探頭的電線； 編碼器裝置，配置為與驅動鏈合作，以便測量沿其通過的驅動鏈的長度，編碼器裝置包括與驅動鏈嚙合並耦合到編碼器的第一齒輪。

本發明的超音波測試系統提供了許多優點。探頭支架單元及其彈簧偏壓後殼體部分，可以自適應冷卻通道直徑。這確保了超音波探頭與待測側面的連續接觸。使用形成柔性但扭轉剛性的引導構件的鏈條允許在冷卻通道中精確引導探頭單元。此外，鏈條可以連接到編碼器齒輪，允許測量探頭單元在冷卻劑通道內的位置，而不會出現任何滑動等情況。

冷卻劑通道的「長度」是冷卻劑通道的最大尺寸。由於冷卻板在使用中基本上是垂直的，因此長度也可以稱為「高度」。

在一實施例中，外殼包括限定感測器側的主殼體部分，超音波探頭佈置在感測器側中的凹口開口中。

主殼體部分可以由在兩端之間延伸的大致半圓柱形的壁形成；後殼體部分可以被配置為具有圓形外側和與所述殼體部分的面對側互補的內側的壁部分。

在一些實施例中，後殼體部分包括至少一個，優選地兩個，接合在主殼體部分中的相應空腔中的銷，每個銷被彈簧包圍，彈簧將後殼體部分偏置遠離主殼體部分。

在一些實施例中，後殼體部分包括與主殼體部分上的引導裝置協作的側向分支，用於引導後殼體部分。分支可包括接合到引導裝置中的凹槽中的指狀物，凹槽限定平行於所述銷的軸線的滑動軸線。

探頭支架單元可以通過任何適當的方式固定到驅動鏈上。固定裝置可以設置在殼體的第一側以用於連接所述驅動鏈，特別是可樞轉地固定到殼體並且包括用於連接驅動鏈的孔口的聯接鏈節。

有利地，鉸接穩定器構件可樞轉地連接到外殼。穩定器構件包括一組元件，這些元件彼此鉸接並且構造成形成用於纜線組件的導向殼體。穩定器構件的元件可以成形為中空長方體或平行六面體形狀，彼此樞轉地和串聯地連接並且限定用於纜線組件的中心通道。優選地，穩定器構件的元件被構造成使得主要可能朝向外殼的後側樞轉。

這種穩定器構件的使用形成了對纜線組件的保護並且對於保護冷卻劑通道的傾斜部分中的電纜特別有意義。

在一些實施例中，編碼器裝置包括安裝框架，該安裝框架適於安裝到與冷卻通道連通並支撐第一齒輪和編碼器的連接管或管接頭的外周。第一齒輪被定位，當安裝框架在冷卻管或管聯接器上就位時，使得其周邊的至少一部分與冷卻管或管聯接器軸向連續。鏈條因此可以與連接管直接對準地從第一齒輪排出。優選地，第二齒輪靠近第一齒輪設置以張緊驅動鏈，第二齒輪樞轉地安裝在固定到所述安裝框架的可樞轉臂上。

纜線組件可以方便地包括用於將耦合流體供應到探頭保持器單元的柔性軟管。外殼可包括用於流體耦合介質的入口端口和感測器側的噴孔（後者通過內部管道連接）。

為了保護起見，纜線組件的電線/軟管佈置在一個靈活的鋼製插座中。

有利地，驅動鏈是連接到探頭外殼以在冷卻劑通道中縱向延伸的多排鏈，因此顯示出縱向柔性和扭轉剛度。

在所附的附屬請求項中描述了本裝置和方法的這些和其他實施例。

因此，本發明提供了一種用於測量/監控冷卻板厚度的改進系統。本發明的系統可以使用商業超音波檢測設備。由於編碼器，超音波探頭和編碼器裝置的組合允許根據探頭的精確位置（長度/高度）進行準確的厚度測量。UT（ultrasound testing，超音波檢測）測量可以沿著冷卻劑通道的長度連續地進行，或者以逐點的方式在多個預定位置處進行。

此系統，特別是探頭支架單元，最好定期提交認證，確保該系統對於測量是100%可靠的。

根據另一方面，本發明涉及如請求項16所述的方法。

本發明涉及一種用於測量冷卻板厚度的系統和方法。該系統包括一探頭支架單元（probe holder unit）10，探頭支架單元10設計成插入數個冷卻板12的冷卻劑/冷卻通道中，以測量冷卻板前側剩餘的主體和肋（ribs）厚度。探頭支架單元10通過一驅動鏈14被驅動通過冷卻通道。一編碼器裝置15允許確定（allows determining）探頭支架單元10在冷卻通道內的位置。本系統的原理如圖8所示。

如所知，冷卻板12在煉鐵工業中用於冷卻爐壁，例如豎爐（shaft furnaces）、高爐（blast furnaces）或電弧爐（electric arc furnaces）。冷卻板包括通常由板形成的主體，例如銅、銅合金或鋼的鑄造或鍛造體。此外，主體具有至少一習用的冷卻通道嵌入其中。冷卻劑通道可以通過鑄入管道（cast-in pipes）或通過在主體上鑽孔（drilling through）來形成。

圖8顯示了習用的冷卻板12，其包括一板狀銅合金鑄造主體（slab-shaped cast body）16，其包括多個冷卻劑通道18（圖中僅可見一個）。冷卻劑通道18是通過從一個縱向端鑽到另一個縱向端鑽穿成形體而獲得的；然後在冷卻劑通道18的末端鑽出頂部和底部出入孔16.1。冷卻劑通道18的軸向末端用塞子（不可見）封閉，而連接管18.1焊接到出入孔16.1。在高爐中，這種冷卻板12在爐內和爐殼20（或爐壁、爐板（armour））之間提供了一散熱保護屏（heat evacuating protection screen）。

在高爐中，冷卻板12安裝在爐殼上。主體16具有通常表示為22的前表面，也稱為熱面，其朝向爐內部，以及相對的後表面24，也稱為冷面，其在使用時面向爐殼內表面。

如所知，主體16的前表面22有利地具有結構化表面，特別是具有交替的肋26和凹槽28。當冷卻板10安裝在爐中時，凹槽28和層狀肋26通常水平佈置以便為耐火磚襯裡（refractory brick lining，未示出）提供錨固裝置。

如所知，根據高爐操作條件的不同，耐火磚襯裡形成的保護層或加工過程中產生的堆積層可能會因爐料下落而受到侵蝕，導致冷卻板沒有被保護（至少在他們壽命的一段時間內），並且不得不面對高爐內的惡劣環境。結果，冷卻板也發生磨損，因此需要知道冷卻板的磨損狀態。

圖式符號8表示一個

參見圖1，探頭支架單元10包括一外殼30，超音波探頭佈置在外殼30中以能夠發射和接收超音波。外殼30通常由金屬製成，例如鋁合金。如從圖式中理解的，外殼30具有大體圓柱形或管狀的外部形狀（但橫截面不一定是圓形），適於安裝在冷卻面板12的冷卻劑通道18內。

外殼30沿著縱向軸線L從第一端30.1延伸到第二端30.2。外殼30具有橫向感測器側30.3和相對的後側30.4。超音波探頭（ultrasonic probe）32佈置在外殼30中以能夠發射和接收來自感測器側30.4的超音波。

方向L是實際使用探頭10的方向。

在所示實施例中，外殼30包括兩個部分或外殼。第一殼體部分包括在兩端30.1、30.2之間延伸並具有圓形外表面的橫向殼體壁31。該殼體部分31限定了感測器側，其在這里通常表現為半個圓柱體。超音波探頭32佈置在壁/部件31中的圓柱形凹部34中。

在感測器側32.3的對面，在後側32.4處，是第二殼體部分36，其可相對於第一殼體部分31移動，以允許探頭支架單元10適應冷卻劑通道的內徑，如下所述。第二殼體部分36形成為一牆壁部分，與第一殼體部分31組裝在一起，以使其相對於後者沿長度軸L橫向移動，通常垂直於其方向。可移動的第二殼體部分36具有圓柱形狀的外表面。為了使探頭支架單元10能夠自適應於冷卻通道18的內徑，第二殼體部分36被彈簧偏置遠離（spring biased away from）第一殼體部分31。

在所示實施例中，第二殼體部分36包括兩個側向分支36.1，第二殼體部分36通過它們在第一殼體部分31上可滑動地被引導。利用這些分支36.1，可移動壁36具有一種U形橫截面。

圖式符號38指在內部截面中定位在第一殼體部分31中的核心元件，優選地與凹部34對準。核心元件38可以具有棱柱形狀並且從第一殼體部分31朝向可移動壁36突出。它包括一對盲孔（不可見），盲孔接收與可移動壁36一體的相應銷40（參見圖2）。每個銷40從活動壁36的內側延伸，基本垂直於長度軸線L，並被壓縮彈簧42包圍，該彈簧的一端靠在壁36的內側，另一端靠在壁36的內側。核心38中盲孔的底部。彈簧42因此施加向外的偏壓力，其將可移動壁36推離第一殼體部分31。

可移動壁36形成可膨脹結構，其自動展開/適配使得裝置10在冷卻劑通道18的整個內徑上膨脹，這種展開確保冷卻劑通道18的內表面與探頭支架感測器側之間的緊密接觸30.3。

圖3示出了圖1的探頭支架單元的俯視圖。圖4A顯示了靜止位置（rest position），可移動壁36處於最外位置。這基本上是當探頭支架單元10在冷卻通道外部或在大直徑連接管中時的構造。在此配置中，最大橫截面尺寸為Dmax。

而圖4B顯示了探頭保持器單元10的緊湊配置（compact configuration），其中可移動壁36靠在第一殼體部分31上。距離Dmin在這裡是探頭單元10的最小尺寸。

在此實施例中，可移動壁36的分支36.1包括向外突出的指狀物（protruding fingers）36.2，其裝配到引導元件44中，引導元件44設置有平行於銷40延伸的凹槽46。

固定裝置設置在探頭支架單元的第一端30.1，以連接驅動鏈14。固定裝置包括固定到第一殼體部分31的一對連接鏈節（connecting links）48。在圖1中，鏈節48具有第一孔48.1，它們通過螺釘等樞轉地固定到第一殼體部分31。第二孔48.2用於連接驅動鏈14。

連接鏈節48通過孔48.1和48.2限定對應於孔中心的樞轉方向P。樞轉方向P垂直於方向L且垂直於銷40的方向。

在使用中，驅動鏈14提供沿長度方向L的所需彎曲能力（通過其鉸接結構），同時在橫向方向上相當剛硬，即它是抗扭的。鏈14的靈活性與探頭支架的鉸接結構一起使得在管道內端之後很容易進行90°彎曲。驅動鏈14的抗扭剛度允許控制其定向。

特別地，為了增加強度和剛度，鏈14可以是多排鏈條，例如具有兩排側鏈節的雙聯型滾子鏈（duplex-type roller chain having two rows of side links）。

在第二側30.2，探頭支架單元10連接到鉸接式穩定器構件50。穩定器構件50包括一組元件50.1、50.2、50.3，它們彼此鉸接並且配置成以形成用於纜線組件60的一導向殼體。元件50.1可以形成為中空長方體元件，其在長度方向L上從後側52到與外殼30的第二端30.2相鄰的前側54限定中央通道55。元件50.2樞轉地連接使它們能夠繞平行於軸線P的相應橫向軸線A樞轉。然而，穩定器構件50的鉸接是利用偏移軸線進行的-朝向圖1的底部-使得穩定器構件50只能向下彎曲，即在後側30.4的一側，如圖2中箭頭56所示。

圖式符號58表示定位在圓柱形套筒上的安裝螺帽，該圓柱形套筒限定了穿過穩定器構件50的內部通道55的入口。安裝螺帽58適於將纜線組件60附接到穩定器構件50。纜線組件因此通過穩定器構件50內的內部通道55連接到外殼30，它通過由套筒55在後部52限定的入口進入。

一對孔（A pair of orifices），未示出，在端側30.2上提供用於輸入和輸出線。另外，在感測器側30.1的噴孔62處打開的內部流體管道的入口（用於耦合流體；美國測試測量所必需的）。在穩定器構件50內被引導的纜線組件60因此可以包括一對用於感測器訊號的電線以及柔性流體管道，它們通過第二端30.2連接到探頭保持器單元10。這些電線和流體管道有利地佈置在柔性鋼套（flexible steel sock）60.1內。

在使用中，纜線組件的這些訊號纜線（或訊號電纜）在另一端連接到控制單元8，如圖8所示，該控制單元8被配置為操作反射型超音波厚度測量。這裡控制單元8還接收來自編碼器裝置15的訊號。控制單元8可以是任何適當的商用超音波測試控制器。

參照圖5至7，將描述編碼器裝置15的一種變體。通常，連接管18.1通過開口20.1穿過爐外壁20並被密封盒（sealing box）68包圍，密封盒68包括圍繞開口20.1並焊接到外壁表面的環形法蘭68.1。金屬波紋管密封件（metal bellows seal）68.2圍繞連接管18.1並且在一端連接到環形法蘭68.1並且在相對端連接到安裝在連接管18.1上並焊接到其上的軸環68.3。波紋管密封件68.2由固定在環形法蘭68.1上的環繞金屬套筒68.4保護。

圖式符號70表示安裝在連接管18.1的端部上的管接頭，用於連接到冷卻流體分配管道（未示出）。

編碼器裝置15包括安裝在管接頭（pipe coupler，或稱管連接器）70上的安裝框架（mounting frame）72（但可以直接安裝在連接管18.1之沒有這種管接頭70的端部上）。安裝框架被成形為支撐編碼器74和與其耦合的編碼器齒輪76（或第一齒輪）的開口環形構件。在使用中，驅動鏈14與編碼器齒輪76嚙合，由此驅動鏈14的向前或向後運動引起編碼器齒輪76的旋轉，使得第一齒輪旋轉可以由編碼器測量/檢測，並且相應的根據編碼器訊號計算的位置/距離。

在所示實施例中，安裝框架72包括內環72.1，內環72.1被附接至其上的覆蓋環72.2包圍，兩者均形成為開口環。覆蓋環72.2具有比內環72.1更寬的開口。

內環72.1包括三個徑向延伸的螺紋孔72.3，其接收三個徑向延伸的桿78。桿具有外螺紋表面並且在一端支承在管接頭70上並且在另一端設置有蝶形。在孔72.3內旋轉桿78允許將安裝框架72固定在管接頭70上的適當位置，優選為居中。鎖緊螺帽80設置在桿78上以將它們阻擋在期望的徑向位置。

安裝框架72支撐各種元件。圖式符號82表示與內環72.1一體並軸向延伸到安裝框架圓周之外的第一角托架。編碼器齒輪76可旋轉地支撐在從第一角托架82突出的軸84上。圖式符號86表示可旋轉地支撐在從樞轉臂90延伸的軸88上的第二張緊器齒輪。樞轉臂是L形的並且安裝在第一角支架82的自由端處的樞軸92。

在圖5中，樞轉臂90以實線表示在操作位置，其中它靠近編碼器齒輪76以確保驅動鏈14保持與編碼器齒輪76嚙合。然而，臂92也表示為遠離編碼器齒輪76的位置的虛線；這對應於靜止配置，驅動鏈和探頭單元可以方便地放置在其中。臂92可通過銷94鎖定在操作位置，銷94接合支架和臂中的相應對準孔。

圖式符號96表示第二角支架，其一端也固定到內環72.1並且在另一端固定地支撐編碼器74。編碼器74具有輸入軸74.1，其基本上與編碼器齒輪76的軸84對準並經由編碼器聯軸器98與其聯結。編碼器聯軸器98通常採用具有環形槽的管狀構件的形式，其安裝在編碼器軸74.1和編碼器齒輪軸84上並且提供部件之間的扭轉自適應聯軸器。

厚度測量

可以注意到，為了通過探頭支架單元10執行厚度測量，冷卻板12預先與爐冷卻劑迴路斷開並且沒有冷卻水。

通常，驅動鏈14首先單獨從上連接管18插入，在圖5中可見，並通過冷卻通道下降到底部並進一步通過下連接管，以便從那裡退出。

然後，帶有穩定器50和纜線組件60的探頭支架單元10通過連桿36連接到外殼30。

接下來，拉出鏈條以將探頭單元10帶到冷卻劑通道的頂部，如圖5所示。然後通過將張緊齒輪置於圖5的操作位置，鏈14適當地連接到編碼器齒輪76。從那裡開始測量。通過向前移動/護送驅動鏈14並從底部拉動鐵纜線套（iron cables sock）60.1，探頭單元將在冷卻通道18內移動。

在冷卻劑通道18內，探頭支架10逐漸降低，以在沿冷卻劑通道18的長度的多個位置處執行厚度測量。本探頭單元10不僅允許在冷卻劑通道的入口和出口區域測量身體厚度身體，但也在沿著身體和肋骨長度的多個位置，包括在中央區域。

實際上，探頭單元10被移動到多個位置，並且在冷卻劑通道的整個長度上對每個位置執行厚度測量。換句話說，測量可以在冷卻劑通道的任何期望長度/高度處的點（局部定義的位置）進行。在厚度測量期間，感測器側30.3保持基本垂直於前側22。由於具有扁平橫截面的鏈60的配置，探頭單元10在冷卻劑通道18中的角定向是已知的。

優選地使用水作為耦合介質，但是可以使用任何合適的耦合流體/介質（在通道內部存在生鏽的特定情況下）。耦合流體通過纜線組件60供應，進入外殼30並通過噴孔62噴向冷卻劑通道16的內表面。

應當理解，由於探頭單元10插入冷卻劑通道18內，它測量的主體厚度對應於從冷卻劑通道18的內側（面向前側）到最前面的主體或端部的距離前表面上的肋部分，在探頭支架10的水平上（即垂直於前側）。

也就是說，當探頭處於肋條26的水平時，主體厚度對應於通道內表面與肋22尖端之間的距離。

當探頭處於凹槽28的高度時，主體厚度對應於通道內表面與肋26尖端之間的距離。

如本領域已知的，在反射（或脈衝回波）模式下，超音波感測器/換能器32在脈衝聲波從由感測器形成的界面反射回換能器時執行脈衝聲波的發送和接收。冷卻板12的前側。換能器32可以採用任何適當的技術，例如壓電；當被激發時，它通常會發出非常短的超音波脈衝波，中心頻率範圍為1至15MHz。控制單元被配置為基於超音波返回到冷卻劑通道表面所花費的時間來執行厚度測量。例如，控制單元可以被配置為以訊號的形式顯示結果，其幅度代表反射的強度和距離，代表反射的到達時間。超音波的利用不是本發明的重點，本發明所屬領域中具有通常知識者可以設計出利用換能器訊號的其他方式。

8:控制單元 10:探頭支架單元 12:冷卻板 14:驅動鏈 15:編碼器裝置 16:主體 16.1:出入孔 18:冷卻劑通道 18.1:連接管 20:爐壁 20.1:開口 22:肋 24:後表面 26:肋 28:凹槽 30:外殼 30.1:第一端 30.2:第二端 30.3:感測器側 31:第一殼體部分 32:超音波探頭 34:凹部 36:第二外殼部分 36.1:分支 36.2:指狀物 38:核心元件 42:彈簧 44:引導元件 46:凹槽 48:連接鏈節 48.1:孔 48.2:孔 50:（鉸接式）穩定器構件 50.1:元件 50.2:元件 50.3:元件 52:後部 55中央通道、內部通道 58:安裝螺帽 60:纜線組件 60.1:套 62:噴孔 68:密封盒 68.1:法蘭 68.2:波紋管密封件 68.3:軸環 68.4:套筒 70:管接頭 72:安裝框架 72.1:內環 72.2:覆蓋環 72.3:孔 74:編碼器 74.1:軸 76:第一齒輪 78:桿 80:螺帽 82:角托架 84:軸 86:第二齒輪 90:樞轉臂 92:樞軸 96角支架 98:聯軸器 A-A、B-B:剖視、剖線、剖面 P:軸線

現在將參考圖式、通過示例的方式描述本發明，其中： 圖1係根據本發明的探頭支架單元的實施例的透視圖。 圖2為圖1的探頭支架單元的側視圖。 圖3為圖1的探頭支架器單元的俯視圖。 圖4為剖視圖B-B，顯示了處於（圖4A）靜止位置和（圖4B）壓縮位置的探頭保持器單元。 圖5為通過配備有本系統的冷卻板的剖視圖，其中圖1的探頭保持器單元插入其冷卻通道中並且編碼器裝置安裝在連接管的入口處。 圖6和7為通過圖5的編碼器裝置的剖視圖A-A和B-B。 圖8為本系統準備測量冷卻板厚度的原理圖。

10:探頭支架單元

12:冷卻板

14:驅動鏈

15:編碼器裝置

16:主體

16.1:出入孔

18:冷卻劑通道

18.1:連接管

20:爐壁

20.1:開口

22:肋

24:後表面

26:肋

28:凹槽

50:(鉸接式)穩定器構件

60:纜線組件

68:密封盒

68.1:法蘭

68.2:波紋管密封件

68.3:軸環

68.4:套筒

70:管接頭

72:安裝框架

76:第一齒輪

82:角托架

86:第二齒輪

90:樞轉臂

A、B:剖線

Claims (16)

1. 一種冷卻板厚度測量系統，該系統包括： 一探頭支架單元（10），設計成安裝在冷卻板（12）的一冷卻劑通道（18）內，該探頭支架單元包含沿著長度軸（L）從第一端（30.1）延伸到第二端（30.2）的一外殼（30）、一橫向感測器側（30.3）和一相對的後側（30.4），一超音波探頭（32）佈置在該外殼中以能夠從該感測器側發射和接收超音波； 一後殼體部分（36）可移動地佈置在該後側，橫向於該長度軸，並且彈性地偏壓遠離該感測器側，從而允許該探頭支架單元適應該冷卻通道尺寸； 一驅動鏈（14），以協助該探頭支架單元（10）在該冷卻劑通道的長度上前進，該驅動鏈鏈接到該外殼的第一端的一第一連接裝置（48）； 一纜線組件（60），包含連該接超音波探頭的電線； 一編碼器裝置（15），配置為與該驅動鏈協作，以便測量沿其通過的該驅動鏈的長度，該編碼器裝置包含一第一齒輪（76），該第一齒輪（76）與該驅動鏈嚙合並耦接到一編碼器。
2. 如請求項1所述之系統，其中該外殼包含限定該感測器側的一主殼體部分（31），該超音波探頭佈置在該感測器側開口的一凹部（34）中。
3. 如請求項2所述之系統，其中該主殼體部分由在兩端之間延伸的大致半圓柱形壁（31）形成；該後殼體部分被配置為具有圓形外側和與該主殼體部分的面對側互補的內側的壁部分。
4. 如請求項2或3所述之系統，其中該後殼體部分（36）包括至少一個，優選地兩個銷（40），該銷接合在該主殼體部分中的相應空腔中，每個銷被一彈簧（42）圍繞，該彈簧使後殼體部分偏壓遠離該主殼體部分。
5. 如請求項2至4中任一項所述之系統，其中該後殼體部分包含與該主殼部分上的引導裝置協作的側向分支（36.1），用於引導該後殼體部分。
6. 如請求項5所述之系統，其中該分支包含接合到該引導裝置中的凹槽（46）中的指狀物（36.2），該凹槽限定平行於該銷的軸線的滑動軸線。
7. 如請求項1至6中任一項所述之系統，更包括在該殼體的該第一側用於連接該驅動鏈的固定裝置，特別是可樞轉地固定到殼體並包含用於連接該驅動鏈的孔口的連接鏈節（48）。
8. 如請求項1至7中任一項所述之系統，更包括樞轉地連接到該外殼的一鉸接式穩定器構件（50），該穩定器構件包括一組元件（50.1），該元件彼此鉸接並且配置成形成用於該纜線組件的一導向殼體。
9. 如請求項8所述之系統，其中該穩定器構件的該元件（50.1）成形為中空長方體或平行六面體形狀，彼此可樞轉地串聯連接並限定用於該纜線組件的中央通道。
10. 如請求項8或9所述之系統，其中該穩定器構件的該元件（50.1）被配置成使得主要可能朝向該外殼的後側樞轉。
11. 如請求項1至10中任一項所述之系統，其中該編碼器裝置（15）包括一安裝框架（72），其適於安裝到與該冷卻通道連通的一連接管或一管接頭（70）的外周並支撐該第一齒輪（76）和該編碼器（74），該第一齒輪被定位，當該安裝框架在冷卻管或管接頭上就位時，使得其周邊的至少一部分與該冷卻管或管接頭軸向連續。
12. 如請求項1至11中任一項所述之系統，其中該第二齒輪（86）設置在該第一齒輪附近用於張緊該驅動鏈，該第二齒輪樞轉地安裝在固定到該安裝框架的樞轉臂上。
13. 如請求項1至12中任一項所述之系統，其中該纜線組件更包含用於耦合流體的一柔性軟管。
14. 如請求項1至13中任一項所述之系統，其中該驅動鏈（14）為多排鏈條，與該探頭外殼（30）相連，在該冷卻通道內縱向延伸，因此具有縱向柔韌性和抗扭剛度。
15. 如請求項1至14中任一項所述之系統，其中該外殼包括用於流體耦合介質的入口端口和在該感測器側的噴孔。
16. 一種利用如請求項1至15中任一項所述之系統測量高爐冷卻板厚度的方法，該方法包括： 隔離冷卻板並從中排空水； 將編碼器裝置安裝在冷卻板的頂部連接管上； 將驅動鏈通過頂部連接管送入相應的冷卻通道，直到鏈條末端從底部連接管中出來； 通過第一連接裝置將具有纜線組件的探測單元連接到驅動鏈； 將驅動鏈收回冷卻劑通道內，並將探頭支架單元置於起始位置； 接合編碼器裝置以測量驅動鏈的移動長度。