TWI401419B - 決定熔融金屬的參數或位於熔融金屬上熔渣層的參數之裝置 - Google Patents

Description

決定熔融金屬的參數或位於熔融金屬上熔渣層的參數之裝置

本發明係關於一種用於決定熔融金屬(較佳熔融鐵或鋼)之至少一參數或位於該熔融金屬頂部上熔渣層之至少一參數的裝置，該裝置具有一載管，在該載管之一末端上一量測頭配置有一固定於該載管內的主體，其中一A/D(類比/數位)轉換器配置於量測頭內或載管內，且其中該A/D轉換器連接至配置於該量測頭中或該量測頭上的至少一感應器。

自WO 03/060432 A1已知此類型之裝置。此處，描述了在插入探針內使用可丟棄之電量測組件，其中感應器信號係無線傳輸至分析台。因此，該裝置在其插入熔融金屬期間不受電纜妨礙。習知浸入探針(亦即，浸入熔融金屬中較短時間以進行量測或取樣且接著再次收回之探針)使其載管附著於習知噴槍(量測噴槍)上，該習知浸入探針(例如)自DE 29805881 U1、EP 69433、DE 3641225 A1或WO 03/064714 A1號已知，經由該噴槍而發生量測信號之傳輸。

本發明之一潛在目標為獲得經改良之量測裝置，藉由該量測裝置可準確地量測熔融金屬或位於熔融金屬頂部上熔渣層的參數(典型特性)。

該目標係藉由獨立項之特徵而達成。在附屬項中規定有利實施例。

根據本發明，量測頭具有一接觸片，該接觸片電連接至A/D轉換器之信號輸出端及電源線。另外，接觸片連接至一插入於載管中之噴槍。在該噴槍內，配置至少一信號線及至少一電源線，該等線在一末端處連接至接觸片且在另一末端處連接至電腦或分析設備，以使得可自感應器傳輸量測信號作為數位信號。藉由此方式，較大程度地消除了由環境所引起之電干擾，且不必進行線之補償或屏蔽。僅在極短距離上傳輸類比信號，其中電源毫無問題地啟用該等類比信號。在已知噴槍/量測裝置中，現有臨界點(諸如電接觸端子及連接件，其可產生量測誤差或錯誤信號)係由數位技術及對線數目之限制而至少最小化。此處，原則上可安裝所有已知感應器，例如溫度感應器、電化學感應器或光學感應器。

信號經由連接至線之習知接觸片而傳輸，該等線饋入穿過噴槍且連接至分析設備。該噴槍為習知載運噴槍，用於量測之載管按壓於其上，且在量測期間由其來固持載管。此處，可採用噴槍之金屬套管或與量測頭整合或封閉量測頭之金屬套管作為兩線中的一者。因此，僅一線需饋入穿過噴槍。由於使用了數位技術，因此量測信號及電源可經由單一線而傳輸。

接觸片較佳電連接至A/D轉換器之電源連接件。有利地，至多兩個信號線配置於噴槍內以傳輸數位信號，該等線各自在一末端處連接至接觸片之接觸端子且在另一末端處連接至電腦或分析設備。

較佳使電源線配置於噴槍內，該電源線在一末端處連接至接觸片之接觸端子且在另一末端處連接至電源。

在噴槍內可配置一信號線，該信號線在一末端處連接至接觸片之接觸端子且在另一末端處連接至量測或分析設備，且可藉由使用噴槍之金屬管來形成第二信號線，其電連接至該接觸片之一接觸端子。配置於噴槍內之信號線亦可充當電源線且可連接至電源。

可將根據本發明之裝置實施為所謂插入探針，亦即自某一高度處之儲存器插入熔融金屬中之探針。在此實施例中，裝置不具有噴槍，但可裝備有載管。用於決定熔融金屬之至少一參數或位於熔融金屬頂部上熔渣層之至少一參數、具有一量測頭之此裝置，其中一A/D轉換器配置於該量測頭內，且其中該A/D轉換器連接至配置於量測頭上或該量測頭中的至少一感應器，該裝置之特徵在於該A/D轉換器之信號輸出端連接至至多兩個信號線，該等信號線連接至電腦或分析設備。

有利地，接觸片配置於A/D轉換器與電腦或分析設備之間，較佳配置於信號線與電腦或分析設備之間。經由接觸片，A/D轉換器電連接至電腦或分析設備。較佳地，接觸片電連接至A/D轉換器之電源連接件。

A/D轉換器可配置於印刷電路板(或電路框架或另一設備，其經設計以容納電組件)上。

本發明進一步係關於一種量測裝置，其包含先前描述之裝置及配置於熔化物容器中之熔融金屬，該裝置至少部分浸入該熔化物容器中，該量測裝置之特徵在於A/D轉換器連接至該裝置之爐浴接點，且熔融金屬在該爐浴接點與電腦或分析設備之間形成電連接件之一部分。

在根據本發明之裝置中，原則上將所有電子量測組件建構為一次性使用之材料，其與量測頭以及載管一起在一次性使用之後被丟棄。量測頭可載運額外感應器，例如氧氣感應器、光學感應器或溫度感應器，該等感應器可經由接觸片以習知方式連接至電子分析設備。接地電位之分流不僅可經由信號線發生而且可替代地經由熔融金屬而發生，以使得原則上僅一呈電纜形式之信號線為充分的。

圖1中所表示之根據本發明之裝置包含所謂副噴槍。具有量測頭3之載管2配置於噴槍1上。載管2由紙板形成，且量測頭3基本上由諸如水泥或鑄砂之耐火材料形成。量測頭3具有感應器載體4，在該感應器載體之外部末端(浸入末端)上配置有氧氣感應器5、溫度感應器6及所謂爐浴接點7。由第一保護蓋8保護感應器直至量測開始，該第一保護蓋附著至感應器載體4。自載管2突出之量測頭3之整個部分封閉於額外保護蓋9中。在配置於量測頭3內的感應器載體4之後端上，配置有所謂有線連接件10，該有線連接件將感應器5、6、7連接至A/D轉換器11。A/D轉換器11在其另一末端(輸出側)上具有兩個信號線12，該等信號線連接至接觸片14之對應接觸端子13。接觸片14配置於機械連接器15(其充當噴槍1至量測頭3之機械連接件)上。在接觸片14之後端上配置有兩個信號線16，該等信號線經由噴槍1而連接至電源及/或分析設備17。

圖2中所表示之副噴槍係類似於圖1中所表示之副噴槍而建構。其不同之處在於：A/D轉換器11僅經由一信號線12連接至接觸片14且僅一信號線16自接觸片14饋入穿過載管1至分析設備17及/或電源。形成電路所需之第二線由爐浴接點形成，在浸入熔融金屬中之後，藉由圖2中象徵性表示之信號線18(對應於熔融金屬)經該熔融金屬而將該第二線應用於接地電位19。接地電位19連接至分析設備17。圖3中所表示之副噴槍同樣類似於圖1而建構。與圖1不同，接觸片14在其背離A/D轉換器11之末端處連接至信號線16，該信號線饋入穿過噴槍1以及饋至噴槍1自身。噴槍1至少部分由金屬建構，且因此為導電的，且在其非浸入末端處經由接地線20而連接至分析設備17。

圖4中表示作為所謂插入感應器21之本發明實施例。插入感應器21通常自動地自較大高度處插入熔融金屬中。插入感應器21經由信號電纜22而連接至接觸片23，該插入感應器21通常配置於插入點附近且連接至分析設備17及/或電源。具有感應器之插入感應器21的內部構造基本上對應於根據圖1之量測頭的構造。

圖5中所表示之插入感應器21'係類似地建構。然而，其僅具有一與A/D轉換器背行之信號線22。在插入感應器21'浸入熔融金屬中之後，第二線(接地線)類似於圖2中之配置經熔融金屬而實現(圖6)。為此目的，在插入感應器21'內，A/D轉換器在其與感應器載體相反(在電連接件之意義上為相反的)之末端處連接至接地接點24以及信號線22。接地接點24經由插入感應器21'之材料穿過熔融金屬而連接。熔融金屬位於接地電位處，以使得其經由分析設備之接地線25而連接至分析設備17。因此，此類型接觸類似於圖2中所表示之電路。在圖6中，表示在鋼熔化物(圖式中未展示熔融金屬)中進行之量測期間的插入感應器21'。穿過鋼熔化物之接地線由參考數字26來表示。此接地線使插入感應器21'連接至分析設備17。

插入感應器21、21'之主體由鋼製得，從而保證位於熔融金屬(例如，鋼熔化物)頂部上熔渣之穿透且使根據圖5及圖6之接觸成為可能。

1．．．噴槍

2．．．載管

3．．．量測頭

4．．．感應器載體

5．．．氧氣感應器

6．．．溫度感應器

7．．．爐浴接點

8．．．第一保護蓋

9．．．額外保護蓋

10．．．有線連接件

11．．．A/D轉換器

12．．．信號線

13．．．接觸端子

14．．．接觸片

15．．．機械連接器

16．．．信號線

17．．．電源/分析設備

18．．．信號線

19．．．接地電位

21．．．插入感應器

21'．．．插入感應器

22．．．信號電纜

23．．．接觸片

24．．．接地接點

25．．．接地線

26．．．接地線

圖1為根據本發明之副噴槍；圖2為根據本發明之另一副噴槍；圖3為副噴槍之另一實施例；圖4為根據本發明之插入探針；圖5為插入探針之第二實施例；及圖6為在熔化物中進行量測期間根據圖5之插入探針。

1．．．噴槍

2．．．載管

3．．．量測頭

4．．．感應器載體

5．．．氧氣感應器

6．．．溫度感應器

7．．．爐浴接點

8．．．第一保護蓋

10．．．有線連接件

11．．．A/D轉換器

12．．．信號線

13．．．接觸端子

14．．．接觸片

15．．．機械連接器

16．．．信號線

17．．．電源/分析設備

Claims (15)

1. 一種用於決定一熔融金屬之至少一參數或一位於該熔融金屬頂部上之熔渣層之至少一參數的裝置，該裝置包含一載管，在該載管之一末端上，一量測頭配置有一附著於該載管中之主體，其中一A/D轉換器配置於該量測頭或該載管內，且其中該A/D轉換器連接至配置於該量測頭上或該量測頭中的至少一感應器，該裝置之特徵在於該量測頭具有一接觸片，該接觸片經由其接觸端子而電連接至該A/D轉換器之一信號輸出端，該接觸片連接至一插入該載管中之噴槍，且在該噴槍內配置有不多於兩個信號線，該等信號線各自在一末端處經由該接觸片之一接觸端子而連接至該A/D轉換器且在另一末端處連接至一電腦或一分析設備。
2. 如請求項1之裝置，其中該接觸片電連接至該A/D轉換器之一電源連接件。
3. 如請求項1或2之裝置，其中在該噴槍內配置有不多於兩個信號線用於數位信號傳輸，該等信號線各自在該一末端處連接至該接觸片之一接觸端子且在該另一末端處連接至一電腦或一分析設備。
4. 如請求項1或2之裝置，其中一電源線配置於該噴槍內，該線在一末端處連接至該接觸片之一接觸端子且在另一末端處連接至一電源。
5. 如請求項1或2之裝置，其中一在該一末端處連接至該接觸片之一接觸端子且在該另一末端處連接至一電腦或一 分析設備的信號線配置於該噴槍內，且一第二信號線由該噴槍之金屬管形成，該噴槍電連接至該接觸片之一接觸端子。
6. 如請求項3之裝置，其中一配置於該噴槍內之信號線亦充當該電源線且連接至一電源。
7. 如請求項4之裝置，其中一配置於該噴槍內之信號線亦充當該電源線且連接至一電源。
8. 如請求項5之裝置，其中一配置於該噴槍內之信號線亦充當該電源線且連接至一電源。
9. 如請求項1或2之裝置，其中該A/D轉換器配置於一印刷電路板上。
10. 如請求項7之裝置，其中一接觸片配置於該A/D轉換器與該電腦或該分析設備之間，經由該接觸片，該A/D轉換器連接至該電腦或該分析設備。
11. 如請求項10之裝置，其中該接觸片配置於該信號線與該電腦或該分析設備之間，經由該接觸片，該A/D轉換器連接至該電腦或該分析設備。
12. 如請求項8之裝置，其中該接觸片電連接至該A/D轉換器之一電源連接件。
13. 一種用於決定一熔融金屬之至少一參數或一位於該熔融金屬頂部上之熔渣層之至少一參數的裝置，該裝置包含一量測頭，其中一A/D轉換器配置於該量測頭內，且其中該A/D轉換器連接至配置於該量測頭上或該量測頭中的至少一感應器，該裝置之特徵在於該A/D轉換器之一 信號輸出端連接至不多於兩個信號線，該等信號線連接至一電腦或一分析設備。
14. 如請求項10、11、12或13中任一項之裝置，其中該A/D轉換器配置於一印刷電路板上。
15. 一種具有如請求項1至14中任一項之裝置及一配置於一熔化物容器內之熔融金屬的量測裝置，該裝置至少部分浸入該熔化物容器中，該量測裝置之特徵在於A/D轉換器連接至該裝置之一爐浴接點，且該熔融金屬在該爐浴接點與一電腦或一分析設備之間形成電連接件之一部分。