用于測(cè)量流體流溫度的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于測(cè)量流體流(11)的溫度的方法和設(shè)備(12)，所述設(shè)備包括：可移動(dòng)的框架(13,14)，具有面向待測(cè)量的流體流的第一端部和相對(duì)方向的第二端部；分束器(9)，可移動(dòng)地布置在框架中，用于進(jìn)入到所述流體流中以打開流體流；光學(xué)溫度測(cè)量裝置(8)，用于通過(guò)測(cè)量來(lái)自流體流的熱輻射以確定流體流的溫度；和控制裝置，用于控制框架和分束器的移動(dòng)并且控制光學(xué)溫度測(cè)量裝置的性能。
【專利說(shuō)明】用于測(cè)量流體流溫度的方法和設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于測(cè)量流體流(fluid stream)的溫度的方法和設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]通常了解工業(yè)工藝過(guò)程的溫度對(duì)于優(yōu)化該工藝過(guò)程是很重要的，例如，涉及到燃料消耗或工藝過(guò)程控制。
[0003]例如從US4, 297，893、US4, 812, 151 或 EP0080963 中已知用于測(cè)量熔體束(meltbeam)溫度的系統(tǒng)的實(shí)例。然而，這些更加自動(dòng)化的溫度測(cè)量系統(tǒng)都不適用于在礦棉(mineral wool)生產(chǎn)中測(cè)量熔化的原材料的升高的溫度。
[0004]然而，在生產(chǎn)礦棉時(shí)，了解熔體溫度也很重要。在礦棉生產(chǎn)中，原材料在熔爐中熔化，并且熔體流動(dòng)通過(guò)虹吸管至紡紗(spinning)裝置(諸如高速輪)以生產(chǎn)纖維。
[0005]熔體的溫度高達(dá)1500°C，并且所生產(chǎn)的纖維的性能依賴于精確的溫度，并且進(jìn)一步地熔體溫度對(duì)燃料消耗和裝備的磨損有顯著影響。
[0006]然而，由于非常高的溫度和不利的條件，很難測(cè)量熔體的溫度。
[0007]此外，熔體束的表面處的溫度大大低于熔體束內(nèi)部的核心溫度，而理論上應(yīng)測(cè)量的正是熔體束的核心溫度。
[0008]傳統(tǒng)上，溫度測(cè)量由人手動(dòng)完成，使用諸如熱電偶的接觸式溫度計(jì)測(cè)量熔體束的核心溫度，或使用例如高溫計(jì)的某種非接觸式溫度計(jì)，其具有光學(xué)系統(tǒng)和檢測(cè)器并測(cè)量來(lái)自熔體束的熱輻射，即熔體束的表面溫度。因此，測(cè)量容易出現(xiàn)誤差。此外，進(jìn)行這種測(cè)量是勞動(dòng)密集型的，因此成本很高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，目標(biāo)是提供一種更精確、勞動(dòng)密集程度更低并且成本更低的自動(dòng)化的溫度測(cè)量方法和系統(tǒng)。
[0010]這個(gè)目標(biāo)通過(guò)一種測(cè)量流體流的溫度的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述方法包括以下步驟:提供熔化的材料(諸如熔化的石材)的流體流，在所述流體流中提供分束器以打開流體流，以及通過(guò)非接觸式溫度測(cè)量裝置確定所述流體流的溫度。
[0011]本發(fā)明還提供了一種用于測(cè)量流體流的溫度的設(shè)備，所述設(shè)備包括:布置成打開流體流的分束器；用于確定流體流的溫度的非接觸式溫度測(cè)量裝置；以及用于控制非接觸式溫度測(cè)量裝置的性能的控制裝置。
[0012]通過(guò)本發(fā)明可認(rèn)識(shí)到，為了測(cè)量熔體內(nèi)部的溫度，可使用分束器來(lái)打開熔體束，并使用光學(xué)溫度測(cè)量裝置(諸如高溫計(jì))來(lái)測(cè)量核心溫度。根據(jù)本發(fā)明可以發(fā)現(xiàn)，高溫計(jì)可有利地用于在打開熔體束的過(guò)程中測(cè)量溫度，并由此確定流體流(或熔體束)何時(shí)被充分打開，以獲得對(duì)應(yīng)于流體流的核心的溫度讀數(shù)。此外，根據(jù)本發(fā)明提供的方法是有利的，因?yàn)樵谌刍牟牧?尤其是熔化的石材)的流體流中的自動(dòng)化溫度測(cè)量在此成為可能。通過(guò)打開熔體意味著該熔體流的相對(duì)較冷的表面被破壞，從而使得相對(duì)較熱的核心被暴露。
[0013]優(yōu)選地，所述方法包括以下中間步驟:用非接觸式溫度測(cè)量裝置掃描流體流，以確定流體流的側(cè)向位置，所述側(cè)向位置用于定位分束器，并且優(yōu)選地，該掃描還包括基于側(cè)向掃描計(jì)算所述流體流的中心線。在此，提供了一種簡(jiǎn)單、可靠的定位流體流的方法。從虹吸管倒出的熔化的石材的流體流隨時(shí)間可能從一邊到另一邊略微移動(dòng)，例如，由于虹吸管的磨損或由于維護(hù)工作而移動(dòng)，但是通過(guò)使用非接觸式測(cè)量裝置來(lái)記錄側(cè)向溫度分布并由此定位顯著溫度差的位置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)流體流的精確位置的可靠確定，其中所述位置為流體流的側(cè)邊緣。當(dāng)系統(tǒng)知道側(cè)邊緣的位置時(shí)，按兩個(gè)側(cè)邊緣之間的中間位置計(jì)算出流體流的中心?？梢允褂闷渌?jì)算方法而不會(huì)背離本發(fā)明，但是這種簡(jiǎn)單的確定流體流的中心線的方法是目前優(yōu)選的。在此，所述方法是相對(duì)于位置自校準(zhǔn)的。優(yōu)選地，所述非接觸式溫度測(cè)量裝置是光學(xué)溫度測(cè)量裝置，諸如高溫計(jì)。非接觸式溫度測(cè)量裝置可以可替代地或額外地包括紅外攝相機(jī)。
[0014]為了獲得盡可能精確的溫度測(cè)量，優(yōu)選的是，該分束器在流體流的預(yù)定的中心線處前進(jìn)進(jìn)入流體流中。
[0015]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，分束器前進(jìn)進(jìn)入流體流中，直到記錄到溫度的升高高于一預(yù)定值。溫度升高本身意味著流體流被打開，并且當(dāng)溫度測(cè)量水平穩(wěn)定在比分束器前進(jìn)之前更高的水平時(shí)，該更高的測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于熱流體流的“內(nèi)部”溫度。在另一個(gè)實(shí)施方式中，分束器前進(jìn)進(jìn)入流體流中一預(yù)定距離。
[0016]當(dāng)分束器前進(jìn)到其前進(jìn)位置時(shí)，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，分束器被保持在所述流體流內(nèi)部，直到獲得了最大的溫度測(cè)量結(jié)果和/或達(dá)到最大的預(yù)定時(shí)限。
[0017]分束器可有利地被可移動(dòng)地布置，用于移進(jìn)和移出流體流。優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括用于在兩個(gè)相互正交的方向上移動(dòng)分束器的裝置。
[0018]通過(guò)本發(fā)明，可以發(fā)現(xiàn)有利的是，溫度被持續(xù)地測(cè)量，因?yàn)闇囟葴y(cè)量結(jié)果被用來(lái)控制自動(dòng)化的溫度測(cè)量過(guò)程，該過(guò)程包括定位熔化的材料的熱流體流的位置。根據(jù)本發(fā)明的控制裝置控制分束器在縮回位置和進(jìn)入流體流預(yù)定距離之間的移動(dòng)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，為了確?？山邮艿膲勖?，分束器是水冷卻的。在一個(gè)實(shí)施方式中，分束器可被設(shè)計(jì)成傾斜的方形空心體，其具有指向流體流上游的上角部和對(duì)角相對(duì)的指向流體流下游的最底下的角部。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]下面通過(guò)實(shí)例并參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中:
[0021]圖1是礦棉生產(chǎn)線的示意圖；
[0022]圖2是其詳細(xì)的示意圖；
[0023]圖3是流出虹吸管的熔化的石材材料的熱流體流和根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)化溫度測(cè)量裝備的側(cè)視示意圖；
[0024]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于自動(dòng)化溫度測(cè)量的設(shè)備的立體透視示意圖；
[0025]圖5至圖11是對(duì)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的功能的細(xì)節(jié)的說(shuō)明性圖示；和
[0026]圖12至圖14分別是根據(jù)本發(fā)明的分束器頭部的優(yōu)選實(shí)施方式的立體透視圖、俯視圖和側(cè)視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明涉及流體流的非接觸式溫度測(cè)量，尤其涉及測(cè)量熔化的材料1(例如比照?qǐng)D1至3的與生產(chǎn)礦棉纖維相關(guān)的熔化的石材)的熱流體流的溫度。參照?qǐng)D1，石材I在熔爐2中熔化，經(jīng)由虹吸槽10 (見圖2)倒出熔爐并被纖維化3。然后，熔化的材料的流體流11被多個(gè)紡紗機(jī)(spinner) 7處理(在圖2所示的實(shí)例中，提供四個(gè)紡紗機(jī))，由此熔化的材料在纖維化3處轉(zhuǎn)化成石礦物纖維。如圖1所示，纖維接著被鋪設(shè)到帶4上并隨后形成隔離板材(insulat1n slab),并在固化工位(curing stat1n) 5處被固化,之后在切割工位6處被切割成應(yīng)有的尺寸。
[0028]在流體流11離開虹吸管10處，提供根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)化溫度測(cè)量設(shè)備12的原型(prototype)(同樣參見圖3)。
[0029]在本發(fā)明的最簡(jiǎn)單的實(shí)施方式中，分束器是靜止的并且布置成始終處于流體流中。可替代地，流體流的位置是可控的，因此流體流可被定位在分束器處。然而，自動(dòng)化的溫度測(cè)量是更通用的，因此下面將對(duì)其進(jìn)行討論。
[0030]溫度測(cè)量設(shè)備12是測(cè)量打開的熔體束溫度的基于高溫計(jì)的自動(dòng)化控制的裝備。該設(shè)備在圖4中不出。該設(shè)備包括:三個(gè)液壓缸13、14、15 ;閘板(shutter) 18 ;具有外矛桿(lance) 16a和內(nèi)矛桿16b的分束器臂部16 ;和固定到內(nèi)矛桿16b的水冷卻的分束器頭部9 ；高溫計(jì)8 ;和兩個(gè)超聲距離傳感器13c、14c (x-DS和y_DS)和它們的反射板13a、14b ;以及安裝在冷卻水出口處的流量檢測(cè)器(未示出)。此外，四個(gè)接近開關(guān)(proximity switches)用于檢測(cè)缸的位置。
[0031]在下面的對(duì)設(shè)備的說(shuō)明中參照相互垂直的X方向和y方向。用X方向表示分束器前進(jìn)的方向，并且用y方向表示高溫計(jì)側(cè)向移動(dòng)的方向。
[0032]設(shè)備12優(yōu)選地位于紡紗機(jī)工位7的腔室頂上。為了保護(hù)閘板缸15和高溫計(jì)8，水冷卻的板17安裝在紡紗機(jī)腔室壁上。
[0033]參照?qǐng)D4，所述設(shè)備中的各個(gè)部件的功能是:
[0034]分束器臂部16包括用于對(duì)流體流11進(jìn)行分束的水冷卻的頭部9、與X-液壓缸13連接的內(nèi)矛桿16b、和與y-液壓缸14連接的外矛桿16a。
[0035]X-液壓缸13控制內(nèi)矛桿16b在X方向上的移動(dòng)以打開流體流11。
[0036]y-液壓缸14控制外矛桿16a在y方向上的移動(dòng)以找到熔體束的中心。
[0037]閘板缸15打開和關(guān)閉閘板18。
[0038]閘板18被設(shè)置為防止來(lái)自虹吸管10的火焰和防止從流體流11濺落的熔體滴到達(dá)紡紗機(jī)的腔室頂。
[0039]高溫計(jì)8不僅用于測(cè)量熔體溫度，而且還用于確定熔體束在y方向上的邊緣。高溫計(jì)8位于外矛桿16a之下。隨著y-缸的移動(dòng),高溫計(jì)8隨著分束器臂部16旋轉(zhuǎn)。
[0040]X-超聲距離傳感器13c用于測(cè)量?jī)?nèi)矛桿16b的位移。當(dāng)X-液壓缸13的桿處于完全伸展的位置時(shí)，該位置被定義為分束器臂部16在X方向上的起始位置(home posit1n)。
[0041]y_超聲距離傳感器14c用于測(cè)量外矛桿16a的位移。當(dāng)y_液壓缸14的桿處于完全抽出的位置時(shí)，該位置被定義為分束器臂部16在y方向上的起始位置。
[0042]水冷卻的板17被設(shè)置為保護(hù)閘板缸15和高溫計(jì)8。
[0043]接近開關(guān)15a和15b檢測(cè)閘板缸15的位置。使用兩個(gè)開關(guān)15a、15b的主要目的是檢測(cè)閘板18是處于關(guān)閉狀態(tài)還是打開狀態(tài)。由開關(guān)15b檢測(cè)到的起始位置表明閘板18處于關(guān)閉狀態(tài)，而由開關(guān)15a檢測(cè)到的閘板缸位置表明閘板18處于打開狀態(tài)。
[0044]開關(guān)13b和13a檢測(cè)χ-缸的位置。使用開關(guān)13a的主要目的是檢測(cè)x_缸13是否處于其起始位置，而由開關(guān)13b檢測(cè)到的χ-缸的位置是用來(lái)停止χ-缸13的。
[0045]溫度測(cè)暈設(shè)備的原理
[0046]分束器臂部16的移動(dòng)具有兩個(gè)主要步驟:
[0047]首先，分束器臂部16隨著y-缸的桿的移動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，同時(shí)高溫計(jì)8掃描流體流11，并檢測(cè)熔體束的邊緣IlbUlc和找到熔體束的中心Ila (參見圖5中的步驟a)。
[0048]其次，分束器頭部9為了隨后的高溫計(jì)溫度測(cè)量而接近并打開流體流11 (圖5中的步驟b)。
[0049]更詳細(xì)地，由該設(shè)備執(zhí)行的方法包括以下工序:
[0050]1.初始化
[0051]閘板18處于關(guān)閉狀態(tài)。接近開關(guān)15b檢測(cè)閘板18是否處于關(guān)閉狀態(tài)，如果不是，閘板缸15應(yīng)退回并關(guān)閉閘板18，這可由開關(guān)15a檢測(cè)出。
[0052]χ-缸13處于起始位置。接近開關(guān)13a檢測(cè)χ-缸13是否處于起始位置，如果不是，χ-缸13應(yīng)向后移動(dòng)到其完全伸展的位置。
[0053]y-缸14處于起始位置。為了確定1-缸14是否處于起始位置，14c與反射板14b之間的距離(如圖3所示，a)應(yīng)等于一設(shè)定值。否則，y-缸14應(yīng)向后移動(dòng)到其完全抽出的位置。
[0054]2.冷卻水通討分束器
[0055]來(lái)自流量檢測(cè)器的信號(hào)用于檢查是否有足夠的冷卻水通過(guò)分束器9。如果冷卻水的流量不夠大，那么將對(duì)操作員給出警報(bào)，并且在提供足夠的冷卻之前不會(huì)執(zhí)行進(jìn)一步的分束動(dòng)作。
[0056]3.來(lái)自虹吸管的焙體
[0057]所述設(shè)備僅在有熔體流出虹吸管時(shí)才可工作。這可通過(guò)確保僅在一個(gè)或多個(gè)紡紗機(jī)7消耗了超過(guò)預(yù)定量的功率(諸如超過(guò)8kW)時(shí)才進(jìn)行自動(dòng)化的溫度測(cè)量來(lái)確定。
[0058]4.打開閘板
[0059]閘板18應(yīng)在分束器臂部16開始工作之前首先打開。當(dāng)閘板18完全打開時(shí)，接近開關(guān)15a給出信號(hào)。
[0060]5.V-方向移動(dòng):
[0061]在y_缸的桿從其起始位置14a (參見圖6a)向前移動(dòng)至其完全伸展的位置(14c)。在所述移動(dòng)期間，高溫計(jì)測(cè)量到的溫度分布20可描述如下(如圖7所示):首先，在高溫計(jì)的測(cè)量聚焦區(qū)域到達(dá)熔體表面之前，高溫計(jì)8給出出錯(cuò)信號(hào)INV (例如1200°C的設(shè)定溫度被用來(lái)表示出錯(cuò)信號(hào))；然后，由于高溫計(jì)的斑點(diǎn)(spot)接觸熔體表面(點(diǎn)(a)，桿在位置(a’))，高溫計(jì)的溫度急劇躍變；并且，當(dāng)高溫計(jì)的斑點(diǎn)處于熔體表面時(shí)，高溫計(jì)的溫度保持在相當(dāng)穩(wěn)定且高的水平(大約1450°C);最后，由于高溫計(jì)的斑點(diǎn)移出熔體表面(點(diǎn)(b)，桿在位置C)，高溫計(jì)的溫度回到出錯(cuò)信號(hào)。因此，熔體束的邊緣可由在溫度分布20的點(diǎn)(a)和(b)處的兩個(gè)急劇的溫度變化的信號(hào)來(lái)確定。當(dāng)高溫計(jì)的斑點(diǎn)剛離開點(diǎn)I處的熔體束邊緣時(shí)，缸桿停止。在所述方案中，束的邊緣被視為當(dāng)高溫計(jì)的溫度躍變上升到/或下降到例如1350°C時(shí)被檢測(cè)到。
[0062]當(dāng)高溫計(jì)的斑點(diǎn)接觸到點(diǎn)I和剛離開點(diǎn)(a)時(shí)，由y-DS同時(shí)測(cè)量出y_DS與反射板之間的多個(gè)距離(ea’和ec,其中e表示y-DS(即y-缸的桿的伸展),c和a’是y_反射板)。為確定熔體束的中心，缸桿隨后向后(從c到d)移動(dòng)Ca’的一半距離(cd=0.5 (ec_e2’))。缸桿以預(yù)定速度(諸如1.0cm/s)移動(dòng)。
[0063]6.χ-方向移動(dòng)
[0064]圖8示出在找到熔體中心之后的χ-缸13的移動(dòng)的三個(gè)步驟。首先(步驟aa)，X-缸13快速向前移動(dòng)至一位置；然后(步驟bb)，x-缸13非常緩慢地移動(dòng)至最后的距離并打開熔體束；以及然后(步驟cc)，在高溫計(jì)的溫度測(cè)量之后，χ-缸13快速向后移動(dòng)至其起始位置。
[0065]χ-缸13/分束器9、16的起始位置(圖9中的實(shí)線)由接近開關(guān)13c檢測(cè)。
[0066]打開的熔體束以及溫度測(cè)暈
[0067]圖10示出確定被熔體分束器9打開的流體流11的原理。當(dāng)熔體分束器頭部9接觸熔體束表面時(shí)(圖1Oa中示出)，可由高溫計(jì)8檢測(cè)到溫度躍變，如圖11所示。假設(shè)當(dāng)溫度躍變(TJ)大于20°C時(shí)流體流11被打開，如圖11所示。溫度躍變的計(jì)算公式為:(T-Tbasis) >20°C，其中T是在分束器9處于緩慢移動(dòng)模式之后測(cè)得的溫度(動(dòng)態(tài)值)，而Tbasis是當(dāng)分束器9啟動(dòng)緩慢移動(dòng)模式時(shí)測(cè)得的溫度(測(cè)量中的靜態(tài)值)。
[0068]溫度躍變TJ表示熔體被分束器輕微地打開。然后X-缸13進(jìn)一步向前移動(dòng)進(jìn)入熔體11 (如圖10所示的L，下文中L被稱為穿透深度)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，分束器頭部9在流體流11中的停留時(shí)間將持續(xù)I分鐘。在一分鐘內(nèi)測(cè)得的最高溫度Tmax被視為熔體束的核心溫度。此外，測(cè)得的熔體溫度應(yīng)處于一定范圍內(nèi)，例如在1400°C與1550°C之間。否貝U，將對(duì)操作員給出警報(bào)。
[0069]為避免分束器頭部9擊中虹吸管10而由此損壞分束器9或虹吸管10，熔體分束器9的位移是受限的。
[0070]7.χ-缸和V-缸復(fù)位以及關(guān)閉閘板:
[0071]在熔體束溫度測(cè)量之后，χ-缸的桿以例如5cm/s的速度快速移動(dòng)返回其起始位置，然后閘板18關(guān)閉,最后y_缸14返回到其起始位置。
[0072]在溫度測(cè)量期間(即自動(dòng)化的溫度測(cè)量的工藝過(guò)程周期)進(jìn)行的工序以及各個(gè)部件的移動(dòng)可歸納如下:
[0073]1.啟動(dòng)
[0074]2.打開閘板
[0075]3.找到熔體束的邊緣
[0076]4.找到熔體束的中心
[0077]5.熔體分束器向前移動(dòng)并打開熔體束
[0078]6.溫度測(cè)量和最高溫度
[0079]7.χ-缸移動(dòng)回到起始位置
[0080]8.關(guān)閉閘板
[0081]9.y-缸移動(dòng)到起始位置
[0082]圖12至14示出了分束器頭部9的目前優(yōu)選的實(shí)施方式。分束器頭部9包括分束器板91，所述分束器板91位于管狀的安裝件92上的傾斜位置。管狀的安裝件92設(shè)置有安裝板95。分束器板91是空心的，由此內(nèi)部形成的腔與分束器管92的腔流體連通。在安裝板95中，設(shè)置有進(jìn)水口 93和出水口 94，用來(lái)將冷卻水供給管92和分束器板內(nèi)部的分束器腔。
[0083]分束器板91設(shè)置有實(shí)質(zhì)上方形的流體流接收表面96，在所示實(shí)施方式中，所述流體流接收表面96設(shè)置有最底下的角部作為其遠(yuǎn)側(cè)角部97，所述遠(yuǎn)側(cè)角部97前進(jìn)進(jìn)入到流體流11中(見圖14)。對(duì)角相對(duì)的角部被安裝在管92中，由此以傾斜的、實(shí)質(zhì)上“金剛石狀”的構(gòu)造固定分束器頭部9。分束器板91可由任何合適的材料制成，諸如鋼板或類似物，這些材料盡管在使用過(guò)程中容易磨損，但在其插入到熔體束中的相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)是耐受高溫的。
[0084]在第二個(gè)實(shí)施方式中，可以認(rèn)識(shí)到,使用具有熱點(diǎn)檢測(cè)(hot spots detect1n)的熱成像式攝像機(jī)可對(duì)熔體表面溫度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。因此，與第一個(gè)實(shí)施方式相比，掃描以找到熔體束的步驟是不必要的。在該實(shí)施方式中，使用三個(gè)攝像機(jī)，并使用最高的溫度測(cè)量結(jié)果。在變形例中，通過(guò)僅使用兩個(gè)攝像機(jī)可以進(jìn)一步進(jìn)行簡(jiǎn)化，因?yàn)檫@足夠的以便具有冗余。攝像機(jī)距熔體束的距離可以是2.5m-3m,因此其會(huì)是比較安全的。
[0085]使用熱成像式攝像機(jī)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可將來(lái)自攝像機(jī)的圖像顯示在操作員的監(jiān)視器上。
[0086]每隔一段時(shí)間間隔，測(cè)得的溫度通過(guò)與熔體核心溫度比較而被校準(zhǔn)，所述熔體核心溫度通過(guò)利用熔體分束器打開熔體并使用與上面相同的熱成像式攝像機(jī)測(cè)量溫度而獲得。通過(guò)測(cè)量的表面溫度與熔體核心溫度之間的差異，可以發(fā)現(xiàn)，由于溫度差異隨后定期被校準(zhǔn)，對(duì)熔體束的表面溫度的連續(xù)測(cè)量提供了表示熔體核心溫度的測(cè)量。換句話說(shuō)，基于連續(xù)測(cè)量的熔體表面溫度提供了表示性的熔體核心溫度，每隔一段時(shí)間間隔相對(duì)于測(cè)得的熔體核心溫度來(lái)校準(zhǔn)所述熔體表面溫度，以確定核心溫度與表面溫度之間的溫度差異的數(shù)值。表示性的熔體核心溫度可因此被提供作為連續(xù)提供的數(shù)值，所述連續(xù)提供的數(shù)值是基于連續(xù)測(cè)量得到的熔體表面溫度加上確定了的溫度差異，所述溫度差異是當(dāng)測(cè)量得到實(shí)際的熔體核心溫度時(shí)通過(guò)校準(zhǔn)而提供的常數(shù)。
[0087]在可替代的實(shí)施方式中，熔體分束器或分束器是魚雷形構(gòu)件，其被懸掛成擺體(pendulum)并且附接有線。操作員可通過(guò)拉動(dòng)該線而拉動(dòng)分束器遠(yuǎn)離束。當(dāng)線隨后被放開時(shí)，魚雷形物通過(guò)重力移動(dòng)或擺動(dòng)到熔體束中，并且魚雷形分束器在大約15秒之后再次縮回。魚雷形分束器是未被冷卻的并且具有可更換的鼻狀物作為前部，所述前部由于撞擊熔體束而發(fā)生磨損，因此需要定期(諸如每隔幾個(gè)月)更換。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，只要熔體束被魚雷形分束器擊中即可，魚雷形分束器的精確位置并不是關(guān)鍵。由于攝像機(jī)的熱點(diǎn)檢測(cè)，定位不是關(guān)鍵。
[0088]本實(shí)施方式在技術(shù)上是非常簡(jiǎn)單的，因?yàn)椴恍枰糜诙ㄎ环质鞯难b置。進(jìn)一步地，連續(xù)的測(cè)量是能夠控制該過(guò)程的主要優(yōu)點(diǎn)，并且進(jìn)一步地，由于對(duì)熔體內(nèi)部溫度的測(cè)量的數(shù)量可以是相對(duì)低的并且僅用于校準(zhǔn)，因此對(duì)過(guò)程的干擾被最小化。
[0089]本發(fā)明是參照目前優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行描述的。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在不背離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，允許一些特征結(jié)構(gòu)的變化和修改。例如，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，根據(jù)本發(fā)明的方法也可用于在不同于上述應(yīng)用的其它應(yīng)用的流體流中的自動(dòng)化的溫度測(cè)量。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)量流體流的溫度的方法，所述方法包括以下步驟: 提供熔化的材料的流體流，所述熔化的材料諸如熔化的石材， 在所述流體流中提供分束器以打開所述流體流，以及 通過(guò)非接觸式溫度測(cè)量裝置確定所述流體流的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括以下中間步驟:用所述非接觸式溫度測(cè)量裝置掃描所述流體流，以確定所述流體流的側(cè)向位置，所述側(cè)向位置用于定位所述分束器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述掃描包括基于側(cè)向掃描計(jì)算所述流體流的中心線。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述非接觸式溫度測(cè)量裝置是光學(xué)溫度測(cè)量裝置，諸如高溫計(jì)。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述非接觸式溫度測(cè)量裝置是紅外攝像機(jī)。
6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述分束器在所述流體流的預(yù)定的中心線處前進(jìn)進(jìn)入所述流體流中。
7.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述分束器前進(jìn)進(jìn)入所述流體流中，直到記錄到溫度的升高高于一預(yù)定值。
8.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述分束器前進(jìn)進(jìn)入所述流體流中一預(yù)定距離。
9.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述分束器被保持在所述流體流的內(nèi)部，直到獲得最大的溫度測(cè)量結(jié)果和/或達(dá)到最大的預(yù)定時(shí)限。
10.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中溫度是持續(xù)測(cè)量的。
11.一種用于測(cè)量流體流的溫度的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 分束器，布置成打開所述流體流； 非接觸式溫度測(cè)量裝置，用于確定所述流體流的溫度；以及 控制裝置，用于控制所述非接觸式溫度測(cè)量裝置的性能。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述分束器被可移動(dòng)地布置用于移動(dòng)進(jìn)入和離開所述流體流。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括用于在兩個(gè)相互正交的方向上移動(dòng)所述分束器的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述非接觸式溫度測(cè)量裝置適合于確定所述流體流的側(cè)向位置，并且其中所述控制裝置包括用于基于側(cè)向掃描而計(jì)算所述流體流的中心的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述非接觸式溫度測(cè)量裝置是光學(xué)溫度測(cè)量裝置，諸如高溫計(jì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述控制裝置控制所述分束器在所述流體流處在縮回位置和進(jìn)入位置之間的移動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11至16中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述分束器是水冷卻的。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至17中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述控制裝置進(jìn)一步包括用于自動(dòng)化地執(zhí)行測(cè)量循環(huán)并重復(fù)所述測(cè)量循環(huán)的裝置，所述測(cè)量循環(huán)涉及到根據(jù)權(quán)利要求ι-?ο任一項(xiàng)所述的方法。
【文檔編號(hào)】G01J5/00GK104470867SQ201280048299
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月30日
【發(fā)明者】周浩生, 杰羅恩·佩特魯斯·威廉默斯·薩普, 拉爾斯·布倫德, 佩爾·斯蒂伯格 申請(qǐng)人:羅克伍爾國(guó)際公司