钢坯温度在线采集系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种钢坯温度在线采集系统及方法，其中系统包括水箱，水箱顶部开有排气孔，内部装有气化液；水箱的外壁包敷有隔热材料，隔热材料的外壁包敷有陶瓷纤维毯，包裹着陶瓷纤维毯的水箱四周及底面通过钢板箱封装；水箱内设有一个空腔，该空腔中放置记录仪，并填充有隔热材料；钢板箱一侧开有接线口，热电偶穿过接线口与记录仪上的接线端子相连接。本发明的整个系统长时间在高温环境下使用亦可保证水箱空腔内的记录仪安全可靠地采集数据，而不会被烧毁。且该系统结构简单，成本低，操作维护方便，可以有效测定被加热物件内部或加热环境中各测点的温度。
【专利说明】钢坯温度在线采集系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热处理测试【技术领域】，尤其涉及一种钢坯温度在线采集系统及方法。【背景技术】
[0002]在钢坯加热炉生产过程中，被加热钢坯一般要经过预热、加热和均热三个热处理阶段，每个阶段的炉温是不同的，钢坯内部各位置的温度随时间的变化通过高温辐射计或肉眼是无法判断的，这样一来操作人员及工艺人员无法有效了解加热炉内钢坯的加热质量，不能很好地保证钢坯是否按工艺曲线升温，从而给加热炉加热制度优化造成困难。对于有二级核心数学模型的加热炉，由于无法获得钢坯内各点的升温历程数据，也为模型关键参数修正提出了难题，从而无法很好实现加热炉二级控制，不利于加热炉节能降耗及提高控制水平。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中无法有效获得钢坯加热炉中温升数据的缺陷，提供一种结构简单，成本低，操作维护方便，可以有效测定被加热物件内部或加热环境中各测点温度的钢坯温度在线采集系统及方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
提供一种钢坯温度在线采集系统，包括水箱，所述水箱顶部开有排气孔，内部装有气化
液；
水箱的外壁包敷有隔热材料，隔热材料的外壁包敷有陶瓷纤维毯，包裹着陶瓷纤维毯的水箱四周及底面通过钢板箱封装；
水箱内设有一个空腔，该空腔中放置记录仪，并填充有隔热材料；
钢板箱一侧开有接线口，热电偶穿过接线口与记录仪上的接线端子相连接。
[0005]本发明所述的钢坯温度在线采集系统中，空腔设置在水箱一侧，空腔底部和水箱内壁之间设有支撑块，用以支撑该空腔，空腔位于水箱一侧的开口通过密封板封住，该密封板上设有开孔，热电偶穿过该开孔与记录仪连接。
[0006]本发明所述的钢坯温度在线采集系统中，所述钢板箱两侧焊接有多对螺母，钢丝分别穿过相对应的螺母的中心孔，将水箱顶部包敷的陶瓷纤维毯固定紧。
[0007]提供一种钢坯温度在线采集方法，包括以下步骤:
51、在待测温度的钢坯上切割出一个豁口，钢坯温度在线采集系统固定于该豁口中，所述钢坯温度在线采集系统为上述的系统；
52、在钢坯上打孔，形成多个温度测点；
53、将热电偶插入钢坯上各个温度测点中；
54、将被测钢坯送入加热炉中加热，记录仪记录热电偶所采集的各个测点的温升数
据；
55、钢坯加热结束后，将记录仪从钢坯温度在线采集系统取出，并通过计算机将所采集的温度数据导出，以进行进一步的数据处理分析。
[0008]本发明所述的方法中，在步骤S2和S3之间还包括步骤:
在各个测点旁焊接螺母，将热电偶穿过螺母的中心孔后再执行步骤S3。
[0009]本发明产生的有益效果是:本发明的钢坯温度在线采集系统的水箱内盛装气化液，利用其气化潜热将高温环境传入的绝大部分热量通过水箱顶部的排气孔带走。该系统的水箱外采用双层耐材保护，即内层采用隔热材料包敷，外层采用陶瓷纤维毯包敷，最外面用钢板箱封装，即使整个系统长时间在高温环境下使用亦可保证水箱空腔内的记录仪安全可靠地采集数据，而不会被烧毁。该系统结构简单，成本低，操作维护方便，可以有效测定被加热物件内部或加热环境中各测点的温度。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
图1是本发明实施例钢坯温度在线采集系统的剖视图；
图2是本发明实施例钢坯温度在线采集系统的俯视图；
图3是本发明实施例钢坯温度在线采集系统的侧视图；
图4是本发明实施例的水箱结构示意图；
图5是利用本发明测试钢坯温度的示意图；
图6是利用本发明测试钢坯温度的俯视图。
【具体实施方式】
[0011]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0012]本发明实施例钢坯温度在线采集系统，如图1所示，其主要包括水箱1、隔热材料一 2.1、隔热材料二 2.2、陶瓷纤维毯3、钢板箱4、记录仪6、钢板箱4和热电偶11。
[0013]如图1所示，水箱I顶部开有排气孔13，内部装有气化液12，气化液12 —般是水，利用其气化潜热将高温环境传入的绝大部分热量通过水箱顶部的排气孔13带走。水箱I的外壁包敷有隔热材料一 2.1，隔热材料一 2.1的外壁包敷有陶瓷纤维毯3，陶瓷纤维毯3的外围(四周及底面，不包括顶面)被钢板箱4封装，形成该系统的本体17 (如图5、图6所示)。由于隔热材料的导热系数极低但所能承受的最高温度并不高，一般900°C左右，而陶瓷纤维毯3导热系数相对隔热材料稍高但所能承受的最高温度很高，可以达到1400°C左右，可以直接置于高温环境中，所以采用内层包覆隔热材料，外层包覆陶瓷纤维毯的双层结构，隔热效果最优，从而使整个系统即使长时间在高温环境下使用亦可保证水箱空腔内的记录仪6安全可靠地采集数据，而不会被烧毁。
[0014]水箱I内有一个空腔14，用以放置记录仪6及填充隔热材料二 2.2。在本发明的一个较佳实施例中，如图1所示，空腔14设置在水箱I的一侧，空腔14底部和水箱I内壁之间设有支撑块5，支撑块5用以支撑空腔14。空腔14内放置记录仪6，将其启动后，剩余部分用隔热材料二 2.2填充，然后用密封板9封住。
[0015]如图1、图3所示，本发明实施例在钢板箱4的右侧开有接线口 10，热电偶11通过接线口 10向该系统本体17内部依次穿过陶瓷纤维毯3、通过密封板9、再穿过隔热材料二
2.2，然后与记录仪6上的接线端子7相连接。
[0016]如图4所示，钢板箱4两侧焊接有若干对螺母15，钢丝16两端分别穿过相对应的两个螺母15的中心孔，然后固定好，利用张力将水箱I顶部包敷的陶瓷纤维毯3固定紧。
[0017]利用上述实施例的钢坯温度在线采集系统进行钢坯温度在线采集的方法，其主要步骤包括:
51、若钢坯厚度较大，首先在待测温度的钢坯18上切割出一个豁口19，豁口 19大小应与系统本体17的长宽相一致，钢坯温度在线采集系统嵌入豁口 19中，并固定好，亦可不必开豁口 19，而将钢坯温度在线采集系统直接固定于钢坯18侧部；若钢坯18厚度较小，亦可不必开豁口 19，而将钢坯温度在线采集系统直接固定在钢坯18上部即可。选用哪种方式，以保证钢坯温度在线采集系统固定于钢坯18上之后能够顺利通过加热炉进料端炉门，进入加热炉进行加热，完成加热后能够顺利通过加热炉出料端炉门出炉为准。)
52、在钢坯上打孔，形成多个温度测点；本发明的一个实施例中，可在钢坯18上打孔至要测量温度的位置，形成第一测点8.1、第二测点8.2、第三测点8.3和第四测点8.4，第四测点8.4为测量钢坯外部炉气温度用。
[0018]S3、将热电偶11插入钢坯上各个温度测点中。
[0019]本发明的较佳实施例中，在步骤S2和S3之间还可以在各测点旁焊接螺母15，然后将该系统本体17嵌入豁口 19内，并固定好。将热电偶11穿过螺母15的中心孔，然后插入至钢坯18上各测点(第一测点8.1、第二测点8.2、第三测点8.3)内，用以测量第四测点8.4处温度的热电偶11穿过螺母15的中心孔后使其朝上即可在钢坯18加热过程中测定炉气温度。
[0020]S4、将被测钢坯18送入加热炉中加热，此时记录仪6已经开始记录热电偶11所采集的第一测点8.1、第二测点8.2、第三测点8.3、第四测点8.4的温升数据。
[0021]S5、钢坯18加热结束后，空腔14内的记录仪6取出，然后与计算机连接即可将各测点(第一测点8.1、第二测点8.2、第三测点8.3、第四测点8.4)所采集的温度数据导出，再进行进一步的处理分析。
[0022]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种钢坯温度在线采集系统，其特征在于，包括水箱，所述水箱顶部开有排气孔，内部装有气化液； 水箱的外壁包敷有隔热材料，隔热材料的外壁包敷有陶瓷纤维毯，包裹着陶瓷纤维毯的水箱四周及底面通过钢板箱封装； 水箱内设有一个空腔，该空腔中放置记录仪，并填充有隔热材料； 钢板箱一侧开有接线口，热电偶穿过接线口与记录仪上的接线端子相连接。
2.根据权利要求1所述的钢坯温度在线采集系统，其特征在于，空腔设置在水箱一侧，空腔底部和水箱内壁之间设有支撑块，用以支撑该空腔，空腔位于水箱一侧的开口通过密封板封住，该密封板上设有开孔，热电偶穿过该开孔与记录仪连接。
3.根据权利要求1所述的钢坯温度在线采集系统，其特征在于，所述钢板箱两侧焊接有多对螺母，钢丝分别穿过相对应的螺母的中心孔，将水箱顶部包敷的陶瓷纤维毯固定紧。
4.一种钢坯温度在线采集方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、在待测温度的钢坯上切割出一个豁口，钢坯温度在线采集系统固定于该豁口中，所述钢坯温度在线采集系统为权利要求1-3任一项所述的系统； 52、在钢坯上打孔，形成多个温度测点； 53、将热电偶插入钢坯上各个温度测点中； 54、将被测钢坯送入加热炉中加热，记录仪记录热电偶所采集的各个测点的温升数据； 55、钢坯加热结束后，将记录仪从钢坯温度在线采集系统取出，并通过计算机将所采集的温度数据导出，以进行进一步的数据处理分析。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S2和S3之间还包括步骤: 在各个测点旁焊接螺母，将热电偶穿过螺母的中心孔后再执行步骤S3。
【文档编号】G01K7/02GK103439019SQ201310384076
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】段广东, 赵磊, 李卫杰 申请人:中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司