专利名称：一种高温连续测量方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及温度测量，特别涉及一种高温连续测量方法及装置。
技术背景在冶金和玻璃等的生产过程中，实现对高温气体、熔融金属、玻璃等温度 的测量对调整生产工艺、降低能耗、提高质量有重要意义。中国专利CN2004200913647公开了一种用于测量高温液体温度的测温装 置，如图1所示，包括测温管ll、窥视管IO。所述测温管ll一端开口、另一 端封闭；所述窥视管10安装连接装置8上，并插入到所述测温管11上的连接 孔9内，其两端均开口， 一端与温度传感器相连接。上述测温装置的工作过程 为所述测温管插入高温液体中，如钢水12，其底部感知钢水的温度并发出辐 射光波，窥视管IO的底端开口 13将光波传到至窥视管10顶端的光学镜头7上， 并通过光学系统将光信号聚集，将光能集中，并通过多束光纤6将聚集的光信 号传导至光电比色传感器2上，光电比色传感器2对光信号进行滤波和分光， 并将两个不同波长的红外光送至两个光电池，将光信号转换成电信号，通过信 号电缆3将两个电信号送入智能仪表4，智能仪表4对其进行转换、分析和计算， 求得钢水的实际温度。并进行显示。在使用过程中，为防止镜头7损坏，窥视 管10的连接装置8上设有金属软管5和连接管1，通过连接管1和金属软管5 向光学镜头7供给小流量冷却气体。中国专利CN2004200913632公开了和上述装置类似的高温液体测温装置。 在上述技术方案中，均使用了单层管感知被测高温液体的温度，降低了测 温管感知高温液体温度的时间，进而縮短了测温的响应时间。但也有不足，测 温管使用的一些材料在高温环境下会产生反应气体或挥发物质，如采用氧化铝、 石墨、硅等材料的测温管，在高温环境下，硅和氧反应生成二氧化硅，而碳和 二氧化硅在高温下又发生化学反应，生成一氧化硅、碳化硅挥发物；石墨材料 也会发挥，并且在烧结制造测温管过程中通常使用树脂或沥青等粘合剂，而这 些物质在高温下也易挥发；这些挥发性物质或反应气体慢慢地集聚在单层管的 内部，而使用的单层管并不能屏蔽这些挥发物质和反应气体，上述挥发物质和 反应气体会污染测量光路，降低测量光的透过率，甚至堵塞测量光路，显著地 降低了测温精度，甚至造成无法测量。 发明内容为了解决现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种高温连续测量方 法及装置，该方法及装置有效地排除了测温管产生的反应气体或挥发物质对测 量光路的影响，进而提高了测温精度。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种高温连续测量方法，包括步骤提供一测温管，所述测温管一端封闭、 一端开口，内部设有第一气体通道； 在所述测温管本体内设有贯通其内部并连通所述第一气体通道的第二气体通 道；将所述测温管的开口端与测温仪相连接；吹扫气源提供的吹扫气体在所述 第一气体通道、第二气体通道内正向或逆向流动，并排出所述测温管；将所述 测温管的封闭端插入被测高温环境中，感知被测高温并发出光辐射；所述吹扫 气体在所述第一气体通道内流动过程中吹扫了所述测温管内的测量光路；通过所述测温仪对插入被测高温环境中的测温管的端部发出的光辐射进行 分析，从而得到被测高温环境的温度。作为优选，所述气体通道的出气口到所述测温管的底端的距离小于或等于 所述测温管长度的一半。作为优选，所述吹扫气体是无水、无油、无尘、不吸收所述光辐射中测量 波段内光的气体。作为优选，所述吹扫气体是氮气或惰性气体。为实施上述方法，本发明还提出了这样一种高温连续测量装置，包括测温 管、测温仪，所述测温管一端封闭、 一端开口，所述测温仪包括光学探头和信 号分析仪；所述测量装置还包括由吹扫气源、第一气体通道、第二气体通道组 成的吹扫装置；所述第一气体通道设在所述测温管内，所述第二气体通道设在
所述测温管的本体内并贯通其内部，并与所述第一气体通道连通。作为优选，所述气体通道的出气口到所述测温管的底端的距离小于或等于所述测温管长度的一半。作为优选，所述吹扫气体是无水、无油、无尘、不吸收所述光辐射中测量波段内光的气体。作为优选，所述吹扫气体是氮气或惰性气体。在上述技术方案中，由于配备了吹扫装置，该吹扫装置提供的洁净吹扫气 体通过所述气体通道进入所述测温管内，进而吹扫了测温管内的测量光路，从 而使单层测温管在高温环境下产生的反应气体或挥发物质对测量光路的影响大大降低，并会随着吹扫气体被带出测温管，从而保证了测温管内测量光路的清 洁；所述气体通道的出气口与所述测温管底端的距离较近，吹扫气体吹扫了测 温管内几乎全部的测量光路，更有效地保证了整个测量光路的清洁，进而显著 地提高了测温精度。
图1是一种现有技术的结构示意图；图2是本发明的一种测量装置的结构示意图；图3是本发明的另一种测量装置的结构示意图；图4是实施例1中测温管的剖面示意图；图5是实施例2中测温管的剖面示意图；图6是实施例3中测温管的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详尽描述。 实施例1:如图2、图4所示， 一种高温连续测量装置，应用在连铸中包47中钢水48 的温度连续测量中，该测量装置包括测温管30、测温仪和吹扫装置。所述测温 管30—端开口， 一端封闭，由Al203、 C、 Si和粘结剂构成，所述粘结剂通常使 用树脂。所述测温仪由测温探头43、信号分析仪44组成。所述测温管30与所 述测温探头43间采用具有锥度的连接件42配合连接。所述连接件42安装在连
接装置24上，并上设有若干个排气孔31。所述吹扫装置包括吹扫气源45、流量控制装置46、第一气体通道23和第 二气体通道20。所述吹扫气源45提供无水、无油、无尘的洁净气体，并且对本 实施例中测量装置所使用的测量波段内的光没有吸收，本实施例使用洁净的工 业氮气。如图4所示，所述第一气体通道23设在所述测温管30的内部，所述第二 气体通道20设置在所述测温管30的本体内并贯通其内部，进气口21与所述吹 扫气源45连通，出气口22连通所述测温管30内的第一气体通道23，所述第二 气体通道20的出气口 22到所述测温管30底端的距离小于或等于所述测温管30 长度的一半，本实施例是二十分之一。本实施例还揭示了一种高温连续测量方法，包括以下步骤提供一上述的测温管30;将测温管30的开口端与所述测温仪相连接；启动吹扫装置，吹扫气源45 提供的吹扫气体从所述第二气体通道20的进气口 21进入并向所述测温管30的 封闭端方向流动，从出气口22流出后吹扫所述测温管30的底端，后沿所述测 温管30内的第一气体通道23向测温管30的开口端方向流动，并通过排气孔31 排出测温管30;将所述测温管30的封闭端插入钢水48中，感知钢水48温度并 发出光辐射，此时，所述测温管30的材料在高温环境下会产生挥发物质，还会 因化学反应生成反应气体，但由于吹扫气体在测温管30内的第一气体通道23 流动时吹扫了测量光路25，从而保证了测温管30内的测量光路25的清洁。测 温管30产生的挥发物质和反应气体被所述吹扫气体带走，并从所述排气孔31 排出测温管30;而且由于出气口22与测温管30的底端的距离较近，也即，所 述吹扫气体从出气口 22进入所述第一气体通道23后，由于气体的湍流和扩散， 把出气口 22与所述测温管30的底端之间较短的距离内的挥发物质和反应气体 置换掉，从而更好地保证了整个测量光路25的清洁，进而显著地提高了测温精 度；所述测温探头43接收所述测温管30底端发出的光辐射，并通过电缆41送 所述信号分析仪44进行分析，进而得到被测钢水48的温度。
实施例2:一种高温连续测量装置，应用在连铸中包中钢水的温度连续测量中，与实 施例1中测量装置不同的是如图5所示，所述测温管30的上端设有若干个排 气孔32。本实施例还揭示了一种高温连续测量方法，包括以下步骤 提供一上述的测温管30;将测温管30的开口端与所述测温仪相连接；启动吹扫装置，吹扫气源45提供的吹扫气体从所述第二气体通道20的进气口 21进入并向所述测温管30的 封闭端方向流动，从出气口22流出后吹扫所述测温管30的底端，后沿所述测 温管30内的第一气体通道23向测温管30的开口端方向流动，并通过排气孔32 排出测温管30;将所述测温管30的封闭端插入钢水48中，感知钢水48温度并 发出光辐射，此时，所述测温管30的材料在高温环境下会产生挥发物质，还会 因化学反应生成反应气体，但由于吹扫气体在测温管30内的第一气体通道23 流动时吹扫了测量光路25，从而保证了测温管30内测量光路25的清洁。测温 管30产生的挥发物质和反应气体被所述吹扫气体带走，并从所述排气孔32排 出测温管30;而且由于出气口22与测温管30的底端的距离较近，也即，所述 吹扫气体从出气口 22进入所述第一气体通道23后，由于气体的湍流和扩散， 把出气口 22与所述测温管30的底端之间较短的距离内的挥发物质和反应气体 置换掉，从而更好地保证了整个测量光路25的清洁，进而显著地提高了测温精 度；所述测温探头43接收所述测温管30底端发出的光辐射，并通过电缆41送 所述信号分析仪44进行分析，进而得到被测钢水48的温度。 实施例3:一种高温连续测量装置，如图3所示，应用在连铸中包47中钢水48的温 度连续测量中，与实施例1中测量装置不同的是，如图6所示，所述连接件42 上不再设有排气孔，吹扫气体使用惰性气体中的氩气。本实施例还揭示了一种高温连续测量方法，包括以下步骤提供一上述的测温管30;将测温管30的开口端与所述测温仪相连接；启动吹扫装置，吹扫气源45 提供的吹扫气体经过流量控制装置46后进入所述测温探头43内，之后进入所 述测温管30内，并沿所述第一气体通道23向所述测温管30的封闭端方向流动； 之后沿所述第二气体通道20的进气口 22流进所述第二气体通道20,并向测温 管30的开口端方向流动，最后通过出气口 21排出测温管30;将所述测温管30 的封闭端插入钢水48中，感知钢水48温度并发出光辐射，此时，所述测温管 30的材料在高温环境下会产生挥发物质，还会因化学反应生成反应气体，但由 于吹扫气体在测温管30内的第一气体通道23流动时吹扫了测量光路25，排除 了上述挥发物质和反应气体对测量光路的影响，从而保证了测温管30内的测量 光路25的清洁。测温管30产生的挥发物质和反应气体被所述吹扫气体带走， 并从所述进气口22处进入所述第二气体通道20，排出测温管30;而且由于进 气口22与测温管30的底端的距离较近，也即，所述吹扫气体自上而下沿所述 第一气体通道23吹扫到了所述测温管30的底端，更好地排除了挥发物质和反 应气体对测量光路25的影响，从而更好地保证了整个测量光路25的清洁，进而显著地提高了测温精度；所述测温探头43接收所述测温管30底端发出的光竊射，并通过电缆41送 所述信号分析仪44进行分析，进而得到被测钢水48的温度。需要指出的是，上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。比如 说，上述高温连续测量系统还可以应用在其它环境中，如熔融铝、高温气体的 温度连续测量；所述测温管还可以水平或倾斜或测温管的封闭端朝上插入被测 高温环境。本发明的关键是，在单层测温管的本体中设有贯通其内部并与测温 管内的第一气体通道连通的第二气体通道，吹扫气源提供的吹扫气体在所述第 一气体通道、第二气体通道内正向或逆向流动，并排出测温管；吹扫气体在第 一气体通道内的流动过程中吹扫了测温管内的测量光路，大大降低了测温管产 生的挥发物质或反应气体对测量光路的影响，从而保证了测量光路的清洁，进 而显著地提高了测温精度。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明作出的任 何形式的改变均应落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种高温连续测量方法，包括步骤提供一测温管，所述测温管一端封闭、一端开口，内部设有第一气体通道；在所述测温管本体内设有贯通其内部并连通所述第一气体通道的第二气体通道；将所述测温管的开口端与测温仪相连接；吹扫气源提供的吹扫气体在所述第一气体通道、第二气体通道内正向或逆向流动，并排出所述测温管；将所述测温管的封闭端插入被测高温环境中，感知被测高温并发出光辐射；所述吹扫气体在所述第一气体通道内流动过程中吹扫了所述测温管内的测量光路；通过所述测温仪对插入被测高温环境中的测温管的端部发出的光辐射进行分析，从而得到被测高温环境的温度。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述气体通道的出气口到所 述测温管的底端的距离小于或等于所述测温管长度的一半。
3、 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述吹扫气体是无水、 无油、无尘、不吸收所述光辐射中测量波段内光的气体。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述吹扫气体是氮气或惰性 气体。
5、 一种高温连续测量装置，包括测温管、测温仪，所述测温管一端封闭、 一端开口，所述测温仪包括光学探头和信号分析仪；其特征在于所述测量装 置还包括由吹扫气源、第一气体通道、第二气体通道组成的吹扫装置；所述第 一气体通道设在所述测温管内，所述第二气体通道设在所述测温管的本体内并 贯通其内部，并与所述第一气体通道连通。
6、 根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于所述气体通道的出气口 到所述测温管的底端的距离小于或等于所述测温管长度的一半。
7、 根据权利要求5或6所述的测量装置，其特征在于所述吹扫气体是无 水、无油、无尘、不吸收所述光辐射中测量波段内光的气体。
8、 根据权利要求7所述的测量装置，其特征在于所述吹扫气体是氮气或 惰性气体。
全文摘要
本发明公开了一种高温连续测量方法，包括步骤提供一测温管，所述测温管一端封闭、一端开口，内部设有第一气体通道；在所述测温管本体内设有贯通其内部并连通所述第一气体通道的第二气体通道；将所述测温管的开口端与测温仪相连接；吹扫气源提供的吹扫气体在所述第一气体通道、第二气体通道内正向或逆向流动，并排出所述测温管；将所述测温管的封闭端插入被测高温环境中，感知被测高温并发出光辐射；所述吹扫气体在第一气体通道内的流动过程中吹扫了所述测温管内的测量光路；通过测温仪对插入被测高温环境中的测温管的端部发出的光辐射进行分析，从而得到被测高温环境的温度。本发明还公开了一种用于实现上述方法的高温连续测量装置。
文档编号G01J5/02GK101118184SQ20071007028
公开日2008年2月6日 申请日期2007年8月13日 优先权日2007年8月13日
发明者张艳辉, 健 王 申请人:聚光科技(杭州)有限公司