TWI479139B - 自具有高於攝氏６００度之一熔點之熔化物取樣之取樣器，及取樣之方法 - Google Patents

Description

自具有高於攝氏600度之一熔點之熔化物取樣之取樣器，及取樣之方法

本發明係關於一種用於自具有高於600℃之一熔點之熔化物取樣之取樣器，明確而言，該熔化物係金屬或冰晶石熔化物，且尤其為熔鐵或熔鋼，該取樣器具有一載體管，其具有一浸沒端及配置於該載體管之該浸沒端上之一樣品室總成，該總成具有一進入開口及用於該熔化物之一樣品腔，且該總成係至少部分地配置於該載體管之內側。此外。本發明係關於一種用於此一取樣器之樣品室總成，且關於一種使用此取樣器進行取樣之方法。

已知用於對熔化物(尤其係金屬或冰晶石熔化物)之多種取樣器。例如，DE 32 33 677 C1描述一種用於金屬及爐渣之取樣器。此處，在一載體管之一浸沒端上提供用於一樣品腔之一進入開口，其係由一保護性蓋覆蓋。自EP 1544 591 A2或自DE 25 04 583 A1可獲悉類似之取樣器。

自DE 10 2005 060 492 B3已知一種用於測量金屬或爐渣熔化物之取樣器及感測器組合。此處揭示一種用於容納該等感測器之測量頭部，此外，在其浸沒端上具有用於一樣品腔之一進入開口。

此等取樣器之共同點在於，該樣品腔係配置於一載體管之意在浸沒於該熔化物中之浸沒端上，藉此在取樣且將該載體管自該熔化物撤離之後，使具有該樣品腔之該浸沒端與該載體管分離，且接著將該樣品自該樣品腔移除且運送 至一分析裝置。例如，在US 6,113,669中揭示其他類似之配置。

例如，在EP 143 498 A2及US 4,893,516描述該等載體管。此處，亦揭示將該載體管附接至用於測量或取樣之一穿刺件。該穿刺件係用於對具有該樣品腔或該等感測器之該載體管進行自動機器處理或人工處理。使用該穿刺件將該載體管浸沒於金屬熔化物中且自該熔化物撤離。具有該取樣器或感測器設備之該載體管為可棄式物件，在使用一次之後即棄置，而該穿刺件(亦稱為載體穿刺件)可使用多次。

該穿刺件不僅用於浸沒該載體管，且亦用於經由佈置穿過該穿刺件之信號電纜傳送信號。穿刺件係藉由一所謂之耦合件而連接至該載體管，其中信號電纜或其他功能性單元亦可整合於該耦合件中。例如，在DE 10 2005 060 492 B3中呈現對應之接觸件，在該等接觸件之輔助下，可透過一載體穿刺件達成信號之傳送。

在已知取樣器中，在將該載體管自金屬熔化物撤離之後即刻將該樣品自該樣品腔移除，因此在釋放配置於該樣品腔中之該樣品時，該載體管之該浸沒端及該樣品腔自身被破壞。為此目的，可使該載體管簡單地下降至鄰近熔化物容器之地板上，使得在浸沒程序期間或多或少受到損壞之該載體管(且慣例上係用紙板製成)會散落且釋放該樣品。用於熱熔化物(諸如金屬熔化物)之樣品腔通常係用兩個部分之樣品室總成組成，使得該兩個部分自彼此分離且釋放 該樣品。尤其對於諸如熔鋼之高溫熔化物，當藉由打開該樣品腔而使該樣品曝露至周圍空氣時，該樣品自身非常熱。因此，該樣品之表面可發生氧化，因此需要對該樣品進行後續處理，接著再加以分析。自DE 25 04 583 A1，亦知通過保護性殼體將該樣品室總成拉出。

本發明之一目的在於改良已知之取樣器，尤其是用於金屬熔化物或冰晶石熔化物(明確而言，熔鐵或熔鋼)之取樣器，且促成對該等樣品進行更快之分析。

根據本發明，藉由獨立技術方案之特徵達成上述目的。附加技術方案則描述本發明之有利實施例。

該取樣器之特徵尤其在於，該樣品室總成在其外表面之一部分上具有一耦合裝置，其係配置於該載體管內側，用於耦合一載體穿刺件，且該樣品室總成具有用於該樣品腔之一內壁(即，緊密圍繞將在其中獲得該樣品之該樣品腔之一部分)及一外壁，其中該外壁係至少部分地以與該外壁相距一距離之方式圍繞該內壁，使得該外壁與該內壁之間存在一中空空間。該中空空間可由氣體(尤其是惰性氣體)填充或者可包含真空。此以方式，在該樣品室總成中產生某種程度上之雙室，其中內室係該樣品腔且圍繞該內室之外室則形成一氣體空間(或真空空間)。

此處，可用該載體穿刺件將該樣品室總成作為一整體或一拆分地自該載體管之與該浸沒端相對置之端撤離，使得該樣品之一表面曝露且可被觸及以便分析。由於將表面此 般曝露可該在載體管內部或外部發生，若使該整個樣品室總成通過該載體管移除，則可在受控制之條件下使該樣品接受分析。此處，移除該樣品或曝露一樣品表面之後，可立刻運送該樣品接受分析且未做先期準備。在此情形下，術語「樣品分析」(sample analysis)應被理解為接受對於由一光譜儀加以評估所需之光學信號(且評估該等信號)；自此將該等信號轉送至評估裝置、電腦或此類物。

明確而言，有利的是該樣品室總成具有作為一內壁之複數個部分，其直接圍繞該樣品腔且可自彼此拆卸，其中該等部分中之至少一者係配置於該載體管中。此以方式，使用該載體穿刺件，可使至少此部分通過該載體管而自樣品移除。進一步有利的是，該樣品室總成或該樣品室總成之具有該耦合裝置之該部分係配置於該載體管之該浸沒端上，使得該樣品室總成或具有該耦合裝置之該部分可移動通過該載體管之內部而到達與該載體管之該浸沒端相對置之該端，且自端自該載體管撤離。

較佳的是，該樣品室總成或該樣品室總成之具有該耦合裝置之該部分具有垂直於該載體管之縱向軸線之一橫截面，其大小至多等於該載體管之垂直於其縱向軸線之內部之橫截面之大小。該樣品室總成或該樣品室總成之具有該耦合裝置之該部分之橫截面之特徵在於具有必須不可被允許於任何點突起繞過該載體管之內側之該橫截面之輪廓(輪廓邊緣)，因為若可如此突起，則無法將該樣品室總成或其一部分通過該載體管移除或者僅在相對於該縱向軸線 傾斜之後可移除，此可能導致移除失敗或者需要付出更大之努力。

有利的是，該樣品室總成具有一第一部分及一第二部分，其合起來圍繞該樣品腔，且該載體管具有包含該耦合裝置之一主要部分，及配置於該載體管之該浸沒端上之一端部，以可自該主要部分拆卸，其中該樣品室總成之該第一部分係固定於該主要部分上且該樣品室總成之該第二部分係固定於該載體管之該端部上。以此方式，可在取樣之後輕易且快速地拆卸該載體管，其中使該樣品室總成之該等部分係同時自彼此拆卸，使得可自由地觸及該樣品表面之一部分，以進行分析。由於該載體管具有允許該主要部分與該端部連接之一預定斷點，因此無需花費大氣力分裂或切割該載體管。

可藉由壓入配合連接或螺釘連接將該端部連接至該主要部分。較佳的是，該端部可藉由夾具或U形環連接至該主要部分。以此方式，一方面可確保達成緊固之連接以運輸且使用該取樣器，且另一方面，可使用簡單之把手或工具達成輕易且快速之分離。若該取樣器額外地在其浸沒端上具有感測器，諸如一熱元件或一電化學感測器，則使該等感測器之連接線佈置通過該載體管之內側。當將該端部自該載體管之該主要部分分離時，此等連接線亦分離。此處，可提供預定之斷點或習知之分離機構，其使待曝露之樣品表面下方(即，介於該樣品表面與該取樣器之該浸沒端之間)之連接電線分離。以此方式，防止可能發生之該 等連接線移動至待分析之該樣品表面上或跨過該樣品表面，若發生此情形，則將干擾分析。

進一步有利的是，該耦合裝置可構造為一搭扣耦合件或卡銷耦合件或螺釘耦合件，以促進簡單地耦合至標準之載體穿刺件。此外，有利的是，佔據該樣品腔之熔化物之質量與不具有熔化物之該樣品室總成(明確而言，該樣品室總成之該內壁)之質量間之比率小於0.8，較佳至多0.1。此使得已經流入該樣品腔中之之熔化物快速地冷卻，因此當曝露一樣品表面時，該熔化物已經充分冷卻進而可在最大程度上防止發生氧化，因此無需對該樣品表面進行後續處理。

該樣品室總成具有用於該樣品腔之一內壁及一外壁，其中該外壁係至少部分地以與該外壁相距一距離之方式圍繞該內壁，因此形成一中空空間。可在用於該樣品腔之內壁之材料之輔助下形成該質量比率。該樣品室總成之該內壁可完全或部分地由銅製成，以增強冷卻效果。由於該外壁與該內壁相隔部分間隔，可將一惰性氣體引入所形成之中空空間中，以在該樣品之周圍環境中產生一非氧化氛圍。較佳藉由具有至少一個氣體流動通道之該耦合裝置供應該惰性氣體，該至少一個氣體流動通道延伸穿過該樣品室總成之該外壁或延伸至此外壁。

上文描述了根據本發明之一用於取樣器之樣品室總成，其具有一樣品腔，其緊密圍繞由複數個部分形成之一內壁；且具有連接至該樣品腔之一進入管，以將金屬熔化物 或冰晶石熔化物(明確而言，熔鋼)之一樣品容納於該樣品腔中，其中該進入管通向具有一進入開口之該樣品腔中，其特徵在於，該樣品之質量M(g)與該內壁之材料之質量間之比率V係由下列方程式計算： 其中m係該內壁之質量(g)，c係比熱容量(J/kg．K)且λ係該內壁之材料之導熱率(W/m．K)。較佳的是，比率V<0.05。此導致流入之熔化物快速地冷卻，例如，自高於1600℃(若熔化物為鋼)冷卻至200℃至300℃，使得該表面可用於分析而不會發生氧化。例如，該樣品可為鋼或鐵樣品，且銅或鋁及其他材料適於製作該內壁。視需要，即使V<0.3，仍可達成優質之樣品。

自該內壁之兩個部分角度而言，該樣品室總成具有平坦形狀(例如，圓形碟)，且在移除該內壁之一部分之後，曝露一平坦光滑樣品表面。該樣品首先停留於其中之該內壁之該第二部分可具有開口，當填充該樣品腔時，氣體可通過該等開口逸出，或者可預先通過該等開口吸出氣體，因此形成真空，且視需要，可能存在之過量之流入之熔化物可通過該等開口離開。正如該樣品自身將硬化，通過該等開口離開之熔化物亦硬化，因此將該樣品固定於該內壁之此第二部分上，使得可更輕易地供應該樣品以進行分析。該內壁之第一部分亦亦可具有用於使得該樣品腔通風之開口。

樣品體積(即，該樣品腔之體積(單位係mm³ ))與自該樣品腔導向外且用於通風之開口之總橫截面面積(單位係mm² )之比率為小於500 mm，較佳小於100 mm，以促成有效地通風。

可藉由彈簧(尤其是盤簧)使該樣品室總成之壁之該等部分彼此抵靠，且因此固持在一起。

該樣品室總成有利地具有緊密圍繞該樣品腔且可自彼此拆卸之至少兩個部分。

較佳的是，該進入管於該進入開口處具有減小之橫截面。因此，該進入管係構造為在其長度上具有大致均勻之直徑及橫截面面積之管，其中橫截面於該進入開口處變小。用於使該熔化物流入該進入管中之相對置之開口亦具有一減小之橫截面，較佳的是，小於通向該樣品腔中之該進入開口之橫截面。此處，該進入管之橫截面較佳為圓形且相對置之開口具有大約3 mm之直徑，而該進入管在其長度上具有大約8 mm之直徑，且通向該樣品腔中之該進入開口可具有大約6 mm之直徑。

根據本發明之使用根據本發明之取樣器自具有高於600℃之一熔化溫度之熔化物(明確而言，金屬熔化物或冰晶石熔化物，尤其是熔鐵或熔鋼)取樣之方法，其中將一載體穿刺件通過與該載體管之一浸沒端相對置之端推入該載體管中，其特徵在於，該載體穿刺件係耦合至該樣品室總成之該耦合裝置，接著將該載體管之該浸沒端浸沒於該熔化物中且用熔化物填充該樣品室總成之該樣品腔中，接 著使用該載體穿刺件拉動該樣品室總成或該樣品室總成之具有該耦合裝置之部分通過該載體管且自該載體管之與該浸沒端相對置之端撤離，且在將該樣品室總成之具有該耦合裝置之該部分自該載體管撤離之後，因此該樣品室總成中之該樣品之表面之一部分與該樣品室總成之周圍環境直接接觸(或者與該樣品室總成之該內壁與該外壁之間之該中空空間接觸接觸)，將具有一光譜儀之一穿刺件推入該載體管中且在該光譜儀之輔助下分析該樣品之該表面。

根據本發明之使用根據本發明之取樣器自具有高於600℃之一熔化溫度之熔化物(明確而言，金屬熔化物或冰晶石熔化物，尤其是熔鐵或熔鋼)取樣之方法，其中使該一載體穿刺件通過與該載體管之一浸沒端相對置之管而推入該載體管中，其特徵在於，該載體穿刺件係耦合至該樣品室總成之該耦合裝置，接著將該載體管之該浸沒端浸沒於該熔化物中且用該熔化物填充該樣品室總成之樣品腔，接著使用該載體穿刺件拉動該樣品室總成或該樣品室總成之具有該耦合裝置之部分通過該載體管，且使之自載體管之與該浸沒端相對置之端撤離，且在使該樣品室總成之具有該耦合裝置之部分自該載體管撤離之後，該樣品室總成中之該樣品之該表面之一部分與該樣品室總成之周圍環境直接接觸(或者與該樣品室總成之該內壁與該外壁之間之該中空空間直接接觸)，將具有一抓具或操縱器之一穿刺件推入該載體管中，且該抓具或操縱器抓握該樣品，將該樣品自該樣品室總成移除，且拉動該樣品通過該載體管， 因此將該樣品自該載體管之與該浸沒端相對置之端撤離。

以此方式，該樣品在相對長之時間內保持在保護性相對好之環境中且可於此冷卻直到達到該樣品表面不會即刻氧化之一溫度，使得可無需進一步處理即可分析該樣品。相對於熔鐵或熔鋼之高於1450℃之熔點，此冷卻溫度僅為數百攝氏度，例如，200℃至300℃。此處，在無需將該樣品自身自該載體管移除之一保護性相對強之環境中進行分析。若未使用載體穿刺件移除該樣品室總成之該部分出於多種原因而緊固至該載體管之該浸沒端，因此導致將該部分自該載體管移除便會對該載體管造成損壞，則保持上述低冷卻溫度尤佳。

較佳的是，在將該樣品腔自該載體管撤離之後，將該樣品運送至一分析裝置。

此外，有利的是，在將該樣品室總成之具有該耦合裝置之部分自該載體管撤離之後，其中該樣品室總成中之該樣品之表面之一部分與該樣品室總成之周圍環境(或與該樣品室總成之該內壁與該外壁之間之該中空空間)達成直接接觸，可將該樣品自該載體管之該浸沒端移除，其中可拉動該樣品通過該浸沒端，抑或該浸沒端或該浸沒端之一部分與該樣品自該載體管移除。若由於構造或操作之特殊性，對該載體管之內側進行分析或者使得該樣品通過該載體管移除係不可能或不切實際，則可發生上述情形。有利的是，將該樣品運送至該載體管之外側之一分析裝置。

進一步有利的是，可在將該樣品室總成或該樣品室總成 之具有該耦合裝置之該部分自該載體管撤離之前，將該載體管自該熔化物拉出。此外，可行的是，在取樣期間及/或之後將一惰性氣體導向至該樣品室總成或該樣品室總成之一中空空間中。以此方式，可防止氧氣進入該樣品中，因此即使在高溫下，該樣品仍無法氧化，且無需進行後續處理即可對該樣品加以分析。

在下文中，基於圖式經由實例解釋本發明。

圖1展示該取樣器之該浸沒端之一截面示意圖。用於金屬熔化物樣品之進入管2及熱元件3於載體管1之該浸沒端處開口。進入管2係由金屬蓋4保護。此蓋及保護性外蓋5(由金屬製成)係用於在進入管2之開口在浸沒於金屬熔化物(例如，熔鋼)中之後在釋放之前防止取樣器在運輸期間發生損壞及當該取樣器穿過一爐渣層時受到損壞。熱元件3及進入管2係固定於耐熔本體6上。進入管2通向冷卻本體7中，金屬熔融物通過該冷卻本體7之貫通開口8而滲透至樣品腔9中。此腔於其上側(在浸沒之方向中看)藉由上冷卻本體10閉合。冷卻本體7、10可由銅製成，使得熱可自所捕獲之樣品更迅速地流動且該樣品可快速地冷卻。下冷卻本體7與上冷卻本體10合起來形成該樣品室總成之該內壁。樣品腔9自身之厚度為約2 mm且直徑為約28 mm。

較佳的是，流入樣品腔9中之熔鋼之質量與冷卻本體7、10之質量間之比率小於0.1，使得金屬熔化物快速地硬化且冷卻至大約200℃之一溫度。冷卻本體7、10係由銅製 成。此處，相對於圖中所示之大小，所產生之比率V為大約0.0167。藉由一盤簧壓迫上冷卻本體10抵靠下冷卻本體7，因此可密封樣品腔9。盤簧11之對置面係由該樣品室總成之外壁12、12'形成。該外壁之下部12'具有用於進入管2之一貫通開口且形成用於盤簧11之且用於冷卻本體7、10之該下對置表面。冷卻本體7、10形成該樣品室總成之該內壁。該外壁12、12'之兩個部分係固定至彼此且由密封件13密封。

該外壁之上部12之上側上配置有用於一載體穿刺件之耦合裝置14，圖中並未展示。耦合裝置14係構造為一搭扣耦合件，使得該載體穿刺件可固定至該耦合裝置，且在取樣之後，可使該上壁之具有上冷卻本體10之上部12，或者甚至包含該外壁及下冷卻本體7之下部12'之整個樣品室總成向上撤離通過該載體管1。若撤離該整個樣品室總成，則亦可撤離固定於該樣品室總成之該下部中之進入管2。

耦合裝置14具有大體上在該耦合裝置之縱向軸線中延伸之一氣體流動通道，該氣體流動通道可經由該載體穿刺件連接至一惰性氣體源，且可通過該氣體流動通道將惰性氣體引入該樣品室總成之中空空間15中，因此在將上冷卻本體10自樣品腔9移除之後，該樣品可由惰性氣體圍繞且不會發生氧化。熱元件3以已知之方式在其端(圖中僅示意性展示且與該浸沒端相對置)具有一電連接器，該電連接器可同樣地以類似之方式連接至一載體穿刺件，使得可將該熱元件之電信號向外導向至一評估裝置。

圖2展示將具有該外壁之該上部12、上冷卻本體10及盤簧11之該樣品室總成之上部自具有由金屬熔化物填充之樣品腔9、下冷卻本體7及該外壁之下部12'之該樣品室總成之下部移除。在將該樣品室總成之此下部自該樣品室總成之該上部分離之後，將該下部自該載體管1之該浸沒端撤離，使得可將位於樣品腔9中且亦冷卻之該樣品運送至光譜儀16(見圖3)，以進行分析。

圖4展示將該樣品室總成之包含進入管2之下部自耐熔本體6移除。

圖5中展示將該樣品室總成之該上部通過載體穿刺件1移除。此處展示，在將該樣品室總成之該上部移除且曝露該樣品腔9中之該樣品之表面之後，在光譜儀穿刺件17之輔助下，引導光譜儀16'通過載體管1且到達樣品腔9，使得可在載體管1內側進行樣品分析。在此情形下，術語「樣品分析」係指接受由光譜儀16、16'進行評估所需之光學信號，自此將該等信號傳送至評估裝置、電腦或此類物。

圖6展示進行樣品分析之另一可能性。此處，不同於圖5中所示之變化案，在移除該樣品室總成之該上部之後，將抓具穿刺件18引入該載體管中。在該抓具穿刺件18之輔助下，抓具19可抓握樣品20且拉動該樣品20通過載體管1，因此可在抓具穿刺件18之輔助下將樣品20運送至光譜儀16。

圖7中展示圖2中所示之具體實施例之一替代案。並非將樣品室總成之具有耐熔本體6之該下部向下地撤離該載體 管之該浸沒端，而是在使用該載體穿刺件使該樣品室總成之該上部通過載體管1移除之後，使載體管1之浸沒端21沿標記22(大約位於樣品腔9之高度)自載體管1之剩餘部分分離。可使用圖7中僅示意性展示之習知之切割工具23達成此分離目的。在此情形下，接著亦可將該樣品運送至光譜儀16，以進行分析。

並非將該浸沒端切除，亦可使用一些其他習知方式破壞此端，使得可移除該樣品且運送該樣品至評估裝置以進行分析。在此情形下，該樣品亦藉由冷卻本體7、10經歷充分之冷卻，此後自載體管1移除。在分離浸沒端21且移除該樣品室之該下部之後，無需繼續觸及該樣品而進行分析，因此在一「清潔」且視需要惰性之氛圍中曝露待分析之該樣品表面。

圖8展示作為圖1之實施例之替代或優於圖1之實施例之取樣器之一實施例。該取樣器內側之該樣品室總成與圖1中所知該特定實施例類似之方式構造。冷卻本體7、10係由銅製成。此處，考量到圖中所示之相對大小，可產生大約0.0167之比率V。

進入管2具有大約8 mm之直徑，其進入開口23具有大約6 mm之直徑，且相對置之開口24具有大約3 mm之直徑。將鋁配置於進入管2中作為還原劑25。除了進入管2之外，亦將熱元件3固定於耐熔本體6上，且藉由熱元件電線22將該熱元件3連接至測量電子器件單元。

由紙板製成之載體管1在其浸沒端上具有紙板管26。藉 由連接管27將此管連接至載體管1，該連接端27連接載體管1與紙板管26相鄰之端。在該連接管27之外部圓周上，該連接管27之終端部與載體管1且與紙板管26大體上齊平。內連接管27'配置於載體管1之內側，該內連接管27'橋接紙板管26與載體管1之間之連接點，且該樣品室之外壁12之上部抵靠於載體管1之內側上且固定於該內側上。

藉由夾具28、28'將載體管1、紙板管26與連接管27、27'連接至彼此。可通過簡單之機械動作拆卸此連接點，使得載體管1可自紙板管26移除，因此藉由內連接管27'連接至載體管1之該樣品室總成之該外壁12之上部仍保持於載體管1上，且外壁12'之下部係固定於紙板管26上且保持於該紙板管上，因此外壁12、12'之兩個部分可自彼此拆卸。

此處，用較大之夾具28將連接管27連接至載體管1且連接至內連接管27'，而用較小之夾具28'將紙板管26連接至內連接管27'。例如，用較小夾具28'達成之此連接可藉由使載體管1相對於紙板管26旋轉而拆卸，如圖9中所示。此處，亦分離感測器之連接線，即，熱元件線22。如圖9中示例性所示，在該分離期間，在經曝露之該樣品之分析表面下方(即，在該取樣器之該分析表面與該浸沒端之間)進行此分離，使得分離之熱元件線不會位於該分析表面之前方，因此不會干擾分析。

在分離之後，由於已經移除該冷卻本體10且曝露一光滑平坦表面，現可觸及具有樣品之樣品腔9以進行分析。配置於下冷卻本體7中之開口29將該樣品腔連接至形成於該 內壁之該冷卻本體7與該外壁之下部12'之間之中空空間15。來自該樣品腔之多餘之熔化物可通過此等開口29離開，該等開口29經配置以均勻之圓形配置通向該樣品腔之圓周中，因此可獲得不具有氣泡之樣品。退出之熔化物硬化且因此將該樣品牢固地固持於該樣品室總成之此部分中，因此可運送具有該樣品室總成之該樣品或該樣品室總成之一部分(即，面對該浸沒端之該下部)之該樣品至評估裝置以便分析。

圖10展示上冷卻本體10之橫截面，且在此情形下展示該橫截面之一俯視圖。其上側上配置有具有邊緣30之一突起區域。將盤簧11固定於邊緣30上。圖中展示樣品腔9之上部31係相反配置於該上冷卻本體10之下側上，與該突起區域對置。橫向圓形通風開口32係用於氣體循環或用於將氣體精確地供應至中空空間15或自中空空間15排放。

圖11展示下冷卻本體7之橫截面，且展示該橫截面之一俯視圖。在該下冷卻本體中，配置有用於金屬熔化物之貫通開口8，及用於進入管2之容座33。在取樣之前或期間，氣體可通過通風開口35自樣品腔9逸出。通風開口35係連接至開口29，多餘之金屬可通過開口29自該樣品腔之下部34退出。

該樣品腔之體積(單位為mm³ )與呈圖中例示組態之用於通風之開口(即，通風開口32、35)之總橫截面面積(單位係mm² )為大約72 mm，其中樣品腔9之體積為大約1230 mm³ 且通風開口32、35之總橫截面面積為大約17 mm² 。

圖12及圖13展示具有內壁及外壁之樣品室總成，其呈裝配狀態(圖12)且呈自模具移除之狀態(圖13)。該外壁之上部12及下部12'係由鋁製成。其抓握冷卻本體7、10，該等冷卻本體7、10係由盤簧11壓迫在一起且圍繞樣品腔9。可清晰看到，進入管2之兩端具有減小之直徑，進入開口23及對置之開口24。圖中亦展示該外壁之上部12之氣體流動通道36。

該等實例並不限制本發明；明確而言，特定施實例之功能上並不直接相互作用之特徵可應用至其他經特定或一般地描述之本發明之特定實施例。

1‧‧‧載體管

2‧‧‧進入管

3‧‧‧熱元件

4‧‧‧金屬蓋

5‧‧‧保護外蓋

6‧‧‧耐熔本體

7‧‧‧下冷卻本體

8‧‧‧貫通開口

9‧‧‧樣品腔

10‧‧‧上冷卻本體

11‧‧‧盤簧

12‧‧‧外壁之上部

12'‧‧‧外壁之下部

13‧‧‧密封件

14‧‧‧耦合裝置

15‧‧‧中空空間

16‧‧‧光譜儀

16'‧‧‧光譜儀

17‧‧‧光譜儀穿刺件

18‧‧‧抓具穿刺件

19‧‧‧抓具

20‧‧‧樣品

21‧‧‧載體管1之浸沒端

22‧‧‧標記

23‧‧‧切割工具

24‧‧‧開口

25‧‧‧還原劑

26‧‧‧紙板管

27‧‧‧連接管

27'‧‧‧連接管

28‧‧‧夾具

28'‧‧‧夾具

29‧‧‧開口

30‧‧‧邊緣

31‧‧‧樣品腔9之上部

32‧‧‧通風開口

33‧‧‧容座

34‧‧‧樣品腔9之下部

35‧‧‧通風開口

36‧‧‧氣體流動通道

圖1係根據本發明之一取樣器之一示意圖，圖2展示在移除該樣品之後該取樣器之部分，圖3展示在分析之前該取樣器之部分，圖4展示樣品室之部分，圖5展示在該載體管內側進行之分析，圖6展示將該載體管內側之該樣品移除，圖7展示藉由分離該取樣器之該浸沒端而準備進行分析，圖8展示根據本發明之另一取樣器，圖9展示在將該樣品自模具移除期間該另一取樣器之部分，圖10展示該樣品室總成之該內壁之上部，圖11展示該樣品室總成之該內壁之下部， 圖12展示具有內壁及外壁之該樣品室總成，圖13展示自該模具移除之具有內壁及外壁之該樣品室總成。

1‧‧‧載體管

2‧‧‧進入管

3‧‧‧熱元件

4‧‧‧金屬蓋

5‧‧‧保護外蓋

6‧‧‧耐熔本體

7‧‧‧下冷卻本體

8‧‧‧貫通開口

9‧‧‧樣品腔

10‧‧‧上冷卻本體

11‧‧‧盤簧

12‧‧‧外壁之上部

12'‧‧‧外壁之下部

13‧‧‧密封件

14‧‧‧耦合裝置

15‧‧‧中空空間

Claims (19)

1. 一種用於自具有高於攝氏600℃之一熔點之熔化物取樣之取樣器，該熔化物尤其是金屬或冰晶石熔化物，該取樣器包括一載體管，其具有一浸沒端；及配置於該載體管之該浸沒端上之一樣品室總成，該總成具有一進入開口及用於該熔化物之一樣品腔，該總成係至少部分地配置於該載體管內側，其中該樣品室總成在其外表面之一部分上具有一耦合裝置，其係配置於該載體管內側，以用於將一載體穿刺件耦合至該樣品室總成，其特徵在於，該樣品室總成具有用於該樣品腔之一內壁及一外壁，其中該外壁係至少部分地以與該外壁相距一距離之方式圍繞該內壁，使得在該外壁與該內壁之間配置一中空空間。
2. 如請求項1之取樣器，其中該樣品室總成具有直接圍繞該樣品腔且可自彼此拆卸之複數個部分，其中該等部分中之至少一者係配置於該載體管內側。
3. 如請求項1或2之取樣器，其中該樣品室總成或該樣品室總成之具有該耦合裝置之部分係配置於該載體管之該浸沒端上，使得該樣品室總成或具有該耦合裝置之該部分可移動通過該載體管之內部而到達該載體管之與該浸沒端相對置之端且可自該端移動至該載體管之外部。
4. 如請求項1或2之取樣器，其中該樣品室總成或該樣品室總成之具有該耦合裝置之該部分具有垂直於該載體管之縱向軸線之一截面，該截面之大小至多與該載體管之內 部之垂直於其縱向軸線之截面之大小相等。
5. 如請求項2之取樣器，其中該樣品室總成具有一第一部分及一第二部分，其合起來圍繞該樣品腔，且該載體管具有包含該耦合裝置之主要部分及配置於該載體管之該浸沒端處且可自該主要部分拆卸之一端部，其中該樣品室總成之該第一部分係固定於該主要部分上且該樣品室總成之該第二部分係固定於該載體管之該端部上。
6. 如請求項5之取樣器，其中該端部係藉由壓入配合連接或螺紋連接而連接至該主要部分。
7. 如請求項5或6之取樣器，其中該端部係藉由夾具或U形環連接至該主要部分。
8. 如請求項1或2之取樣器，其中該耦合裝置係構造為一搭扣耦合件或一卡銷耦合件或一螺釘耦合件。
9. 如請求項1或2之取樣器，其中容納於該樣品腔中之熔化物之質量與不具有該熔化物之該樣品室總成之質量之比率為小於0.8，較佳至多0.1。
10. 如請求項1或2之取樣器，其中該耦合裝置具有至少一個氣體流動通道，其延伸穿過該樣品室總成之該外壁或引導至該外壁。
11. 一種用於如請求項1至10中任一項之取樣器之樣品室總成，其包括由複數個部分形成之一內壁直接圍繞之一樣品腔及連接至該樣品腔之一進入管，以將尤其為一熔鋼之一金屬熔化物或冰晶石熔化物之一樣品容納於該樣品腔中，其中該進入管通向具有一進入開口之該樣品腔 中，其特徵在於該樣品之質量M與該內壁之材料之質量間之比率V係由下列方程式計算： 其中m係該內壁之質量，c係比熱容量，且λ係該內壁之材料之導熱率。
12. 如請求項11之樣品室總成，其中V<0.05。
13. 如請求項11或12之樣品室總成，其中該樣品腔之體積與用於通風之開口之總橫截面面積之比率小於500 mm，較佳小於100 mm。
14. 如請求項11或12之樣品室總成，其中其具有緊密圍繞該樣品腔且可自彼此拆卸之至少兩個部分。
15. 如請求項11或12之樣品室總成，其中該進入管於該進入開口處具有減小之橫截面。
16. 一種使用如請求項1至10中任一項之取樣器自具有大於600℃之一熔化溫度之熔化物取樣之方法，該熔化物尤其係金屬熔化物或冰晶石熔化物，其中通過與該載體管之一浸沒端相對置之端將一載體穿刺件推入該載體管中，其中該載體穿刺件係耦合至該樣品室總成之該耦合裝置，其中接著將該載體管之該浸沒端浸沒於該熔化物中且用該熔化物填充該樣品室總成之該樣品腔，其中接著使用該載體穿刺件使該樣品室總成或該樣品室總成之具有該耦合裝置之部分拉動通過該載體管且自該載體管之與該浸沒端相對之該端撤離，其特徵在於，在將該樣 品室總成之具有該耦合裝置之該部分自該載體管撤離之後，其中該樣品之表面之位於該樣品室總成中之一部分與該樣品室總成之周圍環境立刻達成接觸，將具有一光譜儀之一穿刺件推入該載體管中且在該光譜儀之輔助下分析該樣品之表面。
17. 一種使用如請求項1至10中任一項之取樣器自具有大於600℃之一熔化溫度之熔化物取樣之方法，明確而言，該熔化物係金屬熔化物或冰晶石熔化物，其中將一載體穿刺件通過與該載體管之浸沒端相對之端推入該載體管中，其中將該載體穿刺件耦合至該樣品室總成之該耦合裝置，其中接著將該載體管之該浸沒端浸沒於該熔化物中且用熔化物填充該樣品室總成之該樣品腔，其中接著使用該載體穿刺件將樣品室總成或該樣品室總成之具有該耦合裝置之該部分拉動通過該載體管且自該載體管之與該浸沒端相對置之端撤離，其特徵在於，在將該樣品室總成之具有該耦合裝置之該部分自該載體管撤離之後，其中該樣品之表面之位於該樣品室總成中之一部分與該樣品室總成之周圍環境立刻達成接觸，將具有一抓具之一穿刺件推入該載體管中，該抓具抓握該樣品，將該樣品自該樣品室總成移除，且拉動該樣品通過該載體管，因此將該樣品自該載體管之與該浸沒端相對置之端撤離。
18. 如請求項17之方法，其中在自該載體管撤離之後，將該等樣品運送至一分析裝置。
19. 如請求項16或17之方法，其中在取樣期間及/或之後，將一惰性氣體傳導至該樣品室總成或該樣品室總成之一中空空間中。