專利名稱：一種測溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及測溫裝置，具體涉及煉鋼時在連鑄二冷區(qū)和/或軋鋼生產(chǎn)線用來準確測定鋼坯和/或鋼板下表面真實溫度的一種光纖式紅外測溫裝置。
技術(shù)背景連續(xù)鑄造中二冷區(qū)鑄坯表面的溫度至關(guān)重要，鑄坯表面的溫度是調(diào)節(jié)冷卻供水量、確定液相深度的重要參數(shù)；況且鑄坯的確切溫度決定相關(guān)作業(yè)中的拉坯速度。而二冷區(qū)是個高溫、多濕、霧狀蒸汽彌漫的環(huán)境，其本身空間狹小不便安裝稍大的測溫裝置。此外，還有鋼坯表面形成的水膜和氧化鐵皮等等不利因素，嚴重干擾鑄坯的測溫。目前還沒有一種方法可以準確測得連鑄二冷區(qū)鋼坯的真實溫度。在生產(chǎn)中，通常是采用理論推算方法，估計一個數(shù)據(jù)，并用來調(diào)節(jié)冷卻供水量、確定液相深度的重要參數(shù)控制拉坯速度。這樣就使連鑄產(chǎn)量和鑄坯最終金屬性能受到很大影響。
使用光電傳感器進行測溫在煉鋼工業(yè)較為普遍，但是大多測量液體溫度。與此同時，還伴隨吹氣，用來冷卻以及保護傳感器。例如CN 89100977和CN 90101743。
CN 94202652公開一種“連鑄坯內(nèi)部溫度的在線測量裝置”，其中采用鎧裝熱電偶測量連鑄過程中鑄坯內(nèi)部變化的溫度，其特征在于鎧裝熱電偶(1)固定在一個帶有手柄(2)的框架(3)上，框架(3)的外形與鑄坯結(jié)晶置的內(nèi)孔形狀相似，相互間可以呈動配合相配，鎧裝熱電偶(1)的長度為600～1000mm，直徑為Φ5～Φ8mm，其底部測溫端A分布在同一水平面上。顯然，這種測溫裝置不便使用在二冷區(qū)的狹小空間。因此，迫切需要一種能夠在二冷區(qū)的惡列環(huán)境下測量鑄坯真實溫度的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服二冷區(qū)和/或軋鋼生產(chǎn)線的高溫、多濕、霧狀蒸汽和安裝空間狹小等不利因素，并排除鑄坯表面和/或鋼板下表面的水膜和氧化鐵對測量的干擾，本發(fā)明一個目的是提供一種測溫裝置以解決鋼鐵連鑄和/或軋鋼生產(chǎn)工藝中的這個難題，為正確控制連鑄生產(chǎn)的拉坯速度及保持鑄坯最終的金屬特性和/或軋鋼生產(chǎn)中鋼板的金屬特性提供了科學(xué)的依據(jù)。本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種測溫裝置，包括箱體，電纜，溫度傳感器探頭，吹氣管，箱體有氣管的進口和出口，箱體外部分的吹氣管還可被套管包圍，電源連接端子，其中電纜連接溫度傳感器，進一步包括保護裝置，其特征在于吹氣管通過箱體連到噴嘴，噴嘴位于溫度傳感器前方。吹氣管內(nèi)氣體通過噴嘴噴出，使得氣體能夠掃清前方霧氣。
本實用新型的一個優(yōu)選技術(shù)方案是所述溫度傳感器是光纖式紅外傳感器，即一種光纖式紅外測溫裝置，包括箱體，光纖，紅外溫度傳感器探頭，放大單元和吹氣管，箱體有氣管的進口和出口，電源連接端子和放大單元的訊號輸出端子，其中光纖連接溫度傳感器，傳感器得到的訊號傳送到放大單元，吹氣管內(nèi)氣體通過噴嘴噴出，使得氣體能夠掃清前方霧氣。
本發(fā)明另一個目的是提供一種光纖式紅外測溫裝置，其中進一步包括放大單元保護裝置，所述保護裝置包括熱電偶和電磁閥，電磁閥與吹氣管三通連接形成簡單閉環(huán)控制以便保護放大單元避免過熱，可選地包括壓力表和壓力傳感器以指示吹氣管內(nèi)壓力并報警。
本發(fā)明再一個目的是提供一種光纖式紅外測溫裝置，其中該裝置外的吹氣管內(nèi)含光纖及其連接的溫度傳感器。還可進一步包括套管，將吹氣管與光纖和傳感器包圍。并且所述套管可以是金屬軟管，其外可選地包圍一層金屬編織物以便保護金屬軟管。


圖1是本發(fā)明紅外測溫裝置一個實施方案的示意圖；圖2是本發(fā)明光纖式紅外測溫裝置一個實施方案的示意圖；圖3是本發(fā)明光纖式紅外測溫裝置另一個實施方案的示意圖；圖4是本發(fā)明光纖式紅外測溫裝置優(yōu)選實施方案的示意圖。
其中，相同數(shù)字代表相同部件。
優(yōu)選實施方案詳述
以下結(jié)合附圖和實施方案進一步說明本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明測溫裝置一個實施方案的示意圖，其中1是箱體，2和3是吹氣管的進口和出口，5是連接電纜的溫度傳感器探頭，9是電源連接端子和訊號輸出端子，6是吹氣管，7是吹氣管在噴嘴8的開口。
電源為220V交流電源和/或12-36V直流，給探頭及下文所述的保護裝置供電。吹氣管接工廠儀表氣源，氣壓約2.5～6KG。干燥、潔凈的氣流經(jīng)吹氣管到達噴嘴，氣流經(jīng)噴咀劈開二冷區(qū)的霧狀水汽及鑄坯上的水膜。使測溫傳感器或光纖式測溫傳感器的光路由潔凈、干燥的氣流吹掃直至鑄坯表面，從而測得了鑄坯的準確溫度，送達工廠的控制室，由控制室的計算機處理并反饋到冷卻水控制裝置，以此控制鑄坯和/或表面溫度。溫度傳感器為紅外傳感器，可由市場購置，對它們沒有嚴格限制，盡量選擇外型只寸小的探頭，二冷區(qū)空間狹小不便安裝稍大的測溫裝置。
圖2是本發(fā)明測溫裝置一個實施方案的示意圖，其中1是箱體，2和3是吹氣管的進口和出口，4是放大單元，5是溫度傳感器探頭連接光纖20，9是電源連接端子和放大單元訊號輸出端子，6是吹氣管，7是吹氣管在噴嘴8的開口。
電源為220V交流電源，給放大單元以及下文所述的保護裝置供電。吹氣管接工廠儀表氣源，氣壓約2.5～6KG。干燥、潔凈的氣流經(jīng)吹氣管到達噴嘴，氣流經(jīng)噴咀劈開二冷區(qū)的霧狀水汽及鑄坯上的水膜。使光纖式測溫傳感器的光路由潔凈、干燥的氣流吹掃直至鑄坯表面，從而測得了鑄坯的準確溫度。探測到其前方目標的溫度后，經(jīng)放大單元輸出的訊號送達工廠的控制室，由控制室的計算機處理并反饋到冷卻水控制裝置，以此控制鑄坯表面溫度。溫度傳感器為紅外傳感器，放大單元與其配套，和光纖一樣可由市場購置。對它們沒有嚴格限制。本發(fā)明優(yōu)選光纖式紅外溫度傳感器，因為光纖式紅外傳感器最適合二冷區(qū)空間狹小不便安裝稍大的測溫裝置的特點，其次是光纖式探頭可抗200℃的高溫，光纖還保證了測知的訊號通過光纖傳輸幾乎不衰減，從而得到準確的溫度。為操作方便，可將箱體外的吹氣管與光纖和噴嘴固定在一起。
圖3是本發(fā)明測溫裝置另一個實施方案的示意圖，其中在箱體內(nèi)增加了放大單元的保護裝置，可選地增加壓力顯示和報警裝置。所述保護裝置的原理就是將箱體內(nèi)吹氣管接一個三通14，由電磁閥11控制三通。當吹氣管內(nèi)的氣體在箱體內(nèi)溫度過高時，電磁閥打開三通中通向箱體內(nèi)的氣路，將氣體引入箱體降溫；反之關(guān)斷三通。當然，通向箱體內(nèi)的氣體無需太多，只要能夠降溫即可。這個氣量可由該氣路的管徑或該氣路出口直徑或者安裝一個閥門來調(diào)節(jié)。在有潔凈、干燥儀表氣體高速流過箱體內(nèi)時，可避免放大單元的過熱損傷和性能不穩(wěn)。電磁閥與熱電偶12構(gòu)成一個簡單的閉環(huán)控制電路，當熱電偶測出箱體內(nèi)溫度過高例如超過50℃時，控制電磁閥打開三通引入氣體。這種簡單控制電路是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，無需贅述。可選地在箱體內(nèi)吹氣管上連接壓力顯示器如壓力表13和報警裝置15，當壓力低于2.5Kg時報警，讓工廠控制室指揮氣泵房排除障礙，保證氣壓。
圖4是本發(fā)明測溫裝置優(yōu)選實施方案的示意圖，其中用一個口徑較大的吹氣管6將箱體外的光纖包圍，前方連接一個有后接口16的噴嘴，這樣具有更強的保護功能。所述的箱體外吹氣管可以是任何套管，只要能夠在二冷區(qū)工作就行。為方便操作，優(yōu)選金屬軟管或柔性波紋管；而箱體內(nèi)的吹氣管為金屬硬管例如銅或鋁或者不銹鋼管。吹氣管與光纖的連接并不困難，例如可制作一個三通接頭，一頭接光纖，一頭接箱體內(nèi)金屬吹氣管，另一頭接箱體外的口徑較大的吹氣管，然后將該接頭固定在箱體的吹氣管出口3處。當然，接頭內(nèi)和/或外的連接還需要墊圈，密封圈等。這種接頭的制作并不困難，工廠內(nèi)的一般技工完全可以辦到。為保護金屬軟管，可在其外包圍一層金屬編織物。在有潔凈、干燥儀表氣體高速流過吹氣管時，不但可保護光纖、光纖探頭不受外力撞擊，不受二冷區(qū)水霧侵蝕，還可防止二冷區(qū)的熱輻射導(dǎo)致光纖、光纖探頭過熱，避免光纖探頭的損壞和性能不穩(wěn)。
對所述金屬沒有嚴格限制，一般優(yōu)選銅，鋁或不銹鋼，以便防止銹蝕。當然，這些金屬硬管完全可以用硬質(zhì)塑料管代替，例如聚乙烯，聚苯乙烯，聚酯類等等。使用塑料制品仍然屬于本發(fā)明范圍。
通過上面詳述，顯而易見，本發(fā)明有以下優(yōu)點1.在連鑄二冷區(qū)采用耐高溫、柔性連接的光纖探頭及氣體吹掃方式，克服了現(xiàn)場裝置密集，空間狹小的難題，實現(xiàn)了對小目標的準確測溫目的。
2.采用本發(fā)明光纖式測溫裝置具有柔性保護和傳感器光路吹掃作用，排除了水霧散射對傳感器聚集紅外能量的影響，高溫對光纖探頭的熱輻射和鋼坯表面冷卻水所形成水膜的干擾，還有氧化鐵皮對測量的障礙，從而能采集到鋼坯的真實溫度。
3.選用特殊界定的短波紅外光譜探頭，提高了抗水汽干擾的能力和測量的準確性和穩(wěn)定性。柔性保護作用的金屬軟管及可控溫的控制箱，保證了光纖式紅外傳感器將采集到的訊號傳送到在遠距離的控制箱放大單元。
4.在控制箱中設(shè)計了用潔凈空氣內(nèi)部吹掃和防過熱裝置，保證了放大單元正常工作。
通過本發(fā)明的裝置，攻克了測量二冷區(qū)鋼坯真實溫度的技術(shù)難題。以科學(xué)真實的數(shù)據(jù)提供給連鑄工藝控制，從而保證了鋼坯的產(chǎn)量和質(zhì)量。
顯而易見，本發(fā)明裝置還可用于其他金屬的鑄造和軋制，例如銅或鋁。
上面敘述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可作各種變化或改良而并不背離本發(fā)明精神范圍。例如壓力表用流量計代替，熱電偶用可視測溫儀器代替，箱體形狀尺寸的變換等等。
權(quán)利要求1.一種測溫裝置，包括箱體，電纜，溫度傳感器探頭，吹氣管，箱體有氣管的進口和出口，箱體外部分的吹氣管還可被套管包圍，電源連接端子，其中電纜連接溫度傳感器，進一步包括保護裝置，其特征在于吹氣管通過箱體連到噴嘴，噴嘴位于溫度傳感器前方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的測溫裝置，其特征在于所述保護裝置包括熱電偶和電磁閥，電磁閥連接箱體內(nèi)的所述吹氣管，還可包括壓力表和壓力傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的測溫裝置，其特征在于所述溫度傳感器是光纖式紅外傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的測溫裝置，其特征在于所述光纖式紅外傳感器位于該裝置外的所述吹氣管內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的測溫裝置，其特征在于所述吹氣管與所述光纖式溫度傳感器被所述套管包圍連在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的測溫裝置，其特征在于所述套管是金屬軟管。
專利摘要一種光纖式紅外測溫裝置，包括箱體，光纖，感光的溫度傳感器，放大單元和吹氣管，箱體有氣管的進口和出口，電源連接孔和放大單元的訊號輸出口，其中光纖連接溫度傳感器，傳感器得到的訊號傳送到放大單元，吹氣管內(nèi)的氣體通過噴嘴噴出，使得氣體能夠掃清前方霧氣。該測溫裝置可在連續(xù)鑄造和/或軋鋼中用于準確測量鑄坯表面和/或鋼板下表面的溫度。
文檔編號G01J5/06GK2634449SQ0326613
公開日2004年8月18日 申請日期2003年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月27日
發(fā)明者孔憲德, 楊麗娟 申請人:楊麗娟, 孔憲德