专利名称：带有排烟结构的连续测温装置及应用它的冶金控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及温度测量用仪器仪表技术，其特别提供了带有排烟结 构的连续测温装置及应用它的冶金控制系统。 背录技术在国内外钢铁生产中，钢水连续测温技术正日益得到广泛应用。这一 技术的推广使用，明显地减少了工人的劳动强度，降低了能源消耗，显著 提高了产品质量以及产品生产效率。现有技术中，申请号为00120354.1的中国专利"钢水温度连续测量方 法和测温管"的申请公开文件中公开了一种对钢水温度进行连续测量的方 法及用于实施该方法的测温管，该文件所披露的技术内容存在以下不足 ①测温管是复合管，测温仪对测温管插入钢水中的内套管端部发出的热辐 射进行分析，从而计算出钢水的温度。内套管与外管存在空隙，钢水温度 上升时，热量由外管内壁传至内管内壁需要较长时间；同理，钢水温度下降时，热量由内管内壁传至外管内壁同样需要较长的时间。也就是说，采 用此方法时，测量装置得到测量结果的响应时间比较长。如果测量装置的 显示温度不能及时跟随钢水的实际温度变化，将给钢铁生产带来误导，因 此测量装置的响应时间在钢铁生产中是一项至关重要的指标。②内套管材料采用的是Al203，其具有气密性好、在高温下蒸发物少等特点，但是这种 材料热展性不理想，重复使用时，内管底端会产生细裂纹，外管内烟雾渗透到内套管中，红外辐射光波穿过烟雾时会造成能量损失，使测温探头接 收的辐射能减少，造成测温值偏低。③内管一端封闭， 一端开口，其成本较高。④测温探头与信号处理器的信号传送依靠的是光导纤维；光导纤维 每次工作都要移动，使用寿命短。申请号为200420091363.2的中国专利"高温液体测温装置"中公开了 一种"高温液体测温装置"，该文件所代表的现有技术存在以下不足之处 ①外保护管11底部发出的光波不需要窥视管10传导，能够直接到达顶部 光学镜头7上，因此，窥视管10在这里是不起作用的。②该测温装置没有 排除烟雾及粉尘的功能，工作时测温管内聚集很多烟雾及粉尘，光的波长 不同穿透烟雾及粉尘的能力也是不同的；该专利采用光电比色传感器，由 于烟雾和粉尘的干扰，不能保证测温精度。③光学镜头7至光电比色传感 器2之间采用多束光纤6，每次工作它与测温管一起移动，现场环境恶劣， 光纤6极易损坏。另外，专利号为ZL200520090166.3的中国实用新型专利"一种新型钢 水连续测温管"虽然提出了排出管体内挥发物质，但并未公开排出挥发物 质的具体结构。人们渴望得到一种技术效果更好的可用于钢铁冶金等高温测量领域的 连续测温装置。实用新型内容本实用新型的目的是提供一种主要应用于高温测量领域的技术效果明显优于现有技术的连续测温装置以及应用它的冶金控制系统。本实用新型提供了带有排烟结构的连续测温装置，其可以应用于冶金 行业钢水测温等背景下，其特征在于所述连续测温装置包含有用于直接接触待测物质的外管13、排风管15 和测温元器件4;所述外管13是一端开口的盲管，所述排风管15固定安装 在外管13上，排风管15在外管13内部的一端开口；排风管15的另一端 连接供气管路；在排风管15与外管13这两管间空腔的靠近外管13开口端 附近设置有连通外界大气的排风孔10;测温元器件4的信号采集输入端直接布置安装在外管13上的开口端处 或固定在外管13外部的排风管15上。本实用新型所述带有排烟结构的连续测温装置中，所述在外管13内部 的排风管15开口端与外管13内部盲孔空腔孔底之间的距离为70 600mm，优选距离范围是100 400mm。所述带有排烟结构的连续测温装置中，在排风管15与外管13中间管 间空腔上部的连通外界大气的排风孔10具体为以下两种情况之一或其组 合其一，排风孔10开在靠近外管13开口端的外管13上部管壁上；其二， 排风孔10开在固定连接在排风管15外部的连接管9上，排风孔10具体布 置在外管13开口端附近远离外管13盲孔封闭端一侧。本实用新型所述带有排烟结构的连续测温装置中还有如下的优选内容 要求外管13从盲孔封闭端到开口端的总长度为200 2000mm;进一步优选 范围是500 1500mm;其中在实际使用中，进入被冶炼物质中的外管13 的长度通常可以为100 1000mm，优选范围是250 700mm。所述排风孔10的孔直径为1 10mm，排风孔10的个数是1 100个； 排风孔10沿垂直于外管13内壁的方向布置或倾斜布置或是二者的组合， 孔的轴心线可以是直线或曲线或其组合；通气管路上连接有气体供应装置；测温元器件4布置在气体供应装置的供气管路上或供气管路连接排风管15的供气管路出口处；所述测温元器件4是红外线测温探头，连续测温装置中还有与红外线 测温探头相连接且相对应的信号处理器5。本实用新型应用上述带有排烟结构的连续测温装置的冶金控制系统， 所述被冶炼物质分别可以为塑料、铝、铜、玻璃、钢、镍、锆、钨等各种 物质；其特征在于所述冶金控制系统中的连续测温装置中包含有用于直 接接触待测物质的外管13、排风管15和测温元器件4;所述外管13是一 端开口的盲管，所述排风管15固定安装在外管13上，排风管15在外管13 内部的一端开口；排风管15的另一端连接供气管路；在排风管15与外管 13这两管间空腔的靠近外管13开口端附近设置有连通外界大气的排风孔10;测温元器件4的信号输入端直接布置安装在外管13上的开口端处或固 定在外管13外部的排风管15上。本实用新型所述冶金控制系统中的连续测温装置中，在外管13内部的 排风管15开口端与外管13内部盲孔空腔孔底之间的距离为70 600mm; 优选距离范围是100 400mm;在排风管15与外管13中间管间空腔上部的连通外界大气的排风孔10 具体为以下两种情况之一或其组合其一，排风孔10开在靠近外管13开 口端的外管13上部管壁上；其二，排风孔10开在固定连接在排风管15外 部的连接管9上，排风孔10具体布置在外管13开口端附近远离外管13盲 孔封闭端一侧；连接管9是连接排风管15和外管13的中间件；外管13从盲孔封闭端到开口端的总长度为200mm 2000mm;优选长 度为500 1500mm;其中在实际使用中，渣线下至外管13底部的长度通 常可以为100 1000mm，优选范围是250 700mm。所述排风孔10的孔直径为1 10mm,排风孔10的个数是1 100个； 排风孔IO是沿垂直于外管13内壁的方向布置或倾斜布置或是二者的组合， 孔的轴心线可以是直线或曲线或其组合；通气管路上连接有气体供应装置；测温元器件4布置在气体供应装置 的供气管路上或供气管路连接排风管15的供气管路出口处；所述测温元器件4是红外线测温探头，连续测温装置中还有与红外线 测温探头相连接且相对应的信号处理器5。本实用新型所述冶金控制系统还有以下优选内容 所述冶金控制系统中的连续测温装置中，测温元器件4是红外线测温 探头，系统中还有与红外线测温探头对应的信号处理器5，信号处理器5与红外线测温探头直接连接；所述冶金控制系统中还包含有根据所述冶金控制系统中的连续测温装 置所测量的温度值和时间进行自动或手动控制作用的控制器8。所述控制器 8可以自动执行冶金过程中的某些控制操作，控制器8可以选用计算机等作 为控制的核心设备。通过自动控制程序或者手动实时控制手段执行装置动 作，以便完成各种控制或执行动作，达到理想的控制效果。所述连续测量高温的系统中的信号处理器5上还连接有用于显示连续 测温装置所测量得到的温度值或/和其他控制或提示信息的控制信号显示 器7。本实用新型所述应用连续测温装置的冶金控制系统，在具体应用时的 一个具体优选例可以是将所述连续测温装置的封闭端插入被冶炼物质中，进入被冶炼物质的 深度要求适当，不宜过短；测温元器件4与连续测温装置中的连接管9定 位连接，此定位连接可采用间隙配合。当液态的被冶炼物质温度稳定时， 外管13内底表面温度基本等同于液态的被冶炼物质的即时温度；当液态的 被冶炼物质温度不稳定时，外管13内底表面的温度滞后于液态的被冶炼物 质温度变化，滞后时间与外管底部材质及厚度、外管内部的烟尘等阻挡物 的含量等因素有关。根据热辐射基本定律，外管13内底表面向外发出与液 态的被冶炼物质温度相对应的辐射能，其中一部分面积发出的辐射能经过 处理后得到钢水温度，通过控制信号显示器7显示，同时将温度信号传递 给作为控制器8的计算机。根据现场使用条件，连续测温装置的长度范围 选择500mm 1500mm。进入测温元器件4的气体例如氮气或氩气的流量通常保持50 500升/分钟；一定流量和流速的气体能对测温元器件4进行冷却，总供气量的70 98%用于冷却测温元器件4，供气的其余部分通入外管13的内腔用于排除 烟雾和粉尘。经过实践，该测温装置测量误差《3'C,响应时间在已有产品 中为最短。本实用新型连续测温装置和应用它的冶金控制系统的优点能迅速排 出连续测温装置中外管13内的烟雾及粉尘，其测温精度高(达到了土3'C)， 响应速度快(响应时间小于2秒钟)，维护量小，成本低，便于进行精确的 钢铁冶金自动控制操作，其具有可预见的极其巨大的经济和社会价值。
以下结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明图1为实施例1中一种带有排烟功能的连续测温装置结构简图；排风孔10垂直布置在连接在外管13上的连接管9的管壁上，连通外管13的内腔和外界大气；图2为实施例2中一种带有排烟功能的连续测温装置结构简图；排风 孔IO倾斜布置在外管13上部管壁上，连通外管13的内腔和外界大气； 图3为一种应用连续测温装置的冶金控制系统原理简图。
具体实施方式
以下结合图1 3，对本实用新型具体实施方式
做进一步说明。 各附图标记的含义是被冶炼物质l、整个连续测温装置2、中包盖3、测温元器件4、信号 处理器5、用于开闭和调节供风设备的风阀6、控制信号显示器7、控制器 8、连接管9、排风孔IO、螺钉ll、连接件12、外管13、排气通道14、排 风管15、排风管底部16、外管内底表面17、排气管内孔18、密封堵19、 连接管内孔20;实施例1一种带有排烟功能的连续测温装置，如附图1所示。所述连续测温装置包含有用于直接接触待测物质的外管13、排风管15 和测温元器件4;所述外管13是一端开口的盲管，外管13渣线处外表面直 径①70mm;所述排风管15两端开口，排风管15固定安装在外管13上； 排风管15在外管13内部的一端开口，排风管15的另一端连接供气管路； 在排风管15与外管13两管间空腔的靠近外管13开口端附近设置有连通外 界大气的排风孔10;测温元器件4的信号采集输入端直接布置安装在外管 13上的开口端处或固定在外管13外部的排风管15上。所述带有排烟结构的连续测温装置中，所述在外管13内部的排风管15 开口端与外管13内部盲孔空腔孔底之间的距离为70mm。所述带有排烟结构的连续测温装置中，在排风管15与外管13中间管 间空腔上部的连通外界大气的排风孔10具体为排风孔10开在固定连接 在排风管15外部的连接管9上，排风孔10具体布置在外管13开口端附近 远离外管13盲孔封闭端的一侧。所述带有排烟结构的连续测温装置中，外管13从盲孔封闭端到开口端的总长度为200mm;排风孔10的孔直径为3mm，排风孔10的个数是2个沿圆周布置；排 风孔IO是沿垂直于外管13内壁的方向布置孔的轴心线是直线；通气管路上连接有气体供应装置；测温元器件4布置在气体供应装置 的供气管路上或供气管路连接排风管15的供气管路出口处；所述测温元器件4是红外线测温探头，连续测温装置中还有与红外线 测温探头相连接且相对应的信号处理器5。实施例2一种带有排烟功能的连续测温装置，如附图2所示。 本实施例与实施例l内容基本相同，其主要不同之处在于 外管13渣线处外表面直径O50mm;所述在外管13内部的排风管15开口端与外管13内部盲孔空腔孔底之 间的距离为100mm。所述带有排烟结构的连续测温装置中，在排风管15与外管13中间管 间空腔上部的连通外界大气的排风孔10具体为排风孔10开在靠近外管 13开口端的外管13上部管壁上；排风孔10的孔直径为lmm，孔的个数是2个；孔沿垂直于外管13内壁的方向布置，孔的轴心线是直线；所述带有排烟结构的连续测温装置中，外管13从盲孔封闭端到开口端 的总长度为500mm。实施例3本实施例与实施例1内容基本相同，其主要不同之处在于 外管13渣线处外表面直径085mm;所述在外管13内部的排风管15开口端与外管13内部盲孔空腔孔底之 间的距离为150mm;所述带有排烟结构的连续测温装置中，外管13从盲孔封闭端到开口端 的总长度为800mm;排风孔10的孔直径为6mm，排风孔10的个数是4个沿圆周均匀布置。实施例4本实施例与实施例1内容基本相同，其主要不同之处在于外管13渣线处外表面直径①100mm;所述在外管13内部的排风管15 开口端与外管13内部盲孔空腔孔底之间的距离为400mm;所述带有排烟结构的连续测温装置中，外管13从盲孔封闭端到开口端 的总长度为1500mm;排风孔10的孔直径为2mm，排风孔10的个数是8个沿圆周在外管13 上部一段管壁上交错布置成两个环形；排风孔10是沿垂直于外管13内壁 的方向布置孔的轴心线是曲线。实施例5本实施例与实施例2内容基本相同，其主要不同之处在于 外管13渣线处外表面直径①180mm;所述在外管13内部的排风管15 开口端与外管13内部盲孔空腔孔底之间的距离为200mm;所述带有排烟结构的连续测温装置中，外管13从盲孔封闭端到开口端 的总长度为1300mm;所述排风孔10的孔直径为10mm,排风孔10的个数是1个；排风孔 IO是沿垂直于外管13内壁的方向布置孔的轴心线是曲线。实施例6本实施例与实施例2内容基本相同，其主要不同之处在于外管13渣线处外表面直径O)180mm;所述在外管13内部的排风管15 开口端与外管13内部盲孔空腔孔底之间的距离为600mm;所述带有排烟结构的连续测温装置中，外管13从盲孔封闭端到开口端 的总长度为2000mm;所述排风孔10的孔直径为2mm，排风孔10的个数是100个沿圆周交 错均匀布置在外管13的一段外壁上；排风孔10是沿垂直于外管13内壁的 方向布置孔的轴心线是曲线。实施例7一种应用实施例l或2或3或4或5或6的连续测温装置冶金控制系 统，所述连续测温装置中的外管13进入被冶炼物质的深度是100mm或 250mm或350mm或700mm或400mm或1000mm;所述被冶炼物质分别为 塑料、铝、铜、钢、锆、钨；具体应用在高温冶炼和对应的温度相关控制过程中。 所述冶金控制系统中还包含有根据所述冶金控制系统中的连续测温装置所测量的温度值和时间进行自动或手动控制作用的控制器8。所述控制器 8可以自动执行冶金过程中的某些控制操作，控制器8具体是计算机作为控 制的核心设备。通过自动控制程序或者手动实时控制手段，执行装置可以 对应动作以完成各种控制或执行动作。所述连续测量高温的系统中的信号处理器5上还连接有用于显示连续 测温装置所测量得到的温度值或/和其他控制或提示信息的控制信号显示 器7。实施例8一种冶金控制系统，本实施例与实施例7内容基本相同，其主要不同 之处在于所述冶金控制系统应用实施例3的连续测温装置，所述连续测温装置 中的外管13进入冶炼溶液水的深度是150mm。实施例9一种冶金控制系统，本实施例与实施例7内容基本相同，其主要不同 之处在于所述冶金控制系统应用实施例4、 5、 6、的连续测温装置，所述连续测 温装置中的外管13进入冶炼溶液液面下的深度分别是800mm、 400mm、 IOOO薩。
权利要求1、带有排烟结构的连续测温装置，其特征在于所述连续测温装置包含有用于直接接触待测物质的外管(13)、排风管(15)和测温元器件(4)；所述外管(13)是一端开口的盲管，所述排风管(15)固定安装在外管(13)上，排风管(15)在外管(13)内部的一端开口；排风管(15)的另一端连接供气管路；在排风管(15)与外管(13)两管间空腔的靠近外管(13)开口端附近设置有连通外界大气的排风孔(10)；测温元器件(4)的信号采集输入端直接布置安装在外管(13)上的开口端处或固定在外管(13)外部的排风管(15)上。
2、 按照权利要求1所述带有排烟结构的连续测温装置，其特征在于 所述在外管(13)内部的排风管(15)开口端与外管(13)内部盲孔空腔 孔底之间的距离为70 600mm。
3、 按照权利要求2所述带有排烟结构的连续测温装置，其特征在于 所述在外管(13)内部的排风管(15)开口端与外管(13)内部盲孔空腔 孔底之间的距离为100 400mm。
4、 按照权利要求1或2或3所述带有排烟结构的连续测温装置，其特 征在于在排风管(15)与外管(13)中间管间空腔上部的连通外界大气 的排风孔(10)具体为以下两种情况之一或其组合其一，排风孔(10)开在靠近外管(13)开口端的外管(13)上部管 壁上；其二，排风孔(10)开在固定连接在排风管(15)外部的连接管(9 )上，排风孔(10)具体布置在外管(13)开口端附近远离外管(13)盲孔 封闭端一侧；连接管(9)是连接排风管(15)和外管(13)的中间件。
5、 按照权利要求4所述带有排烟结构的连续测温装置，其特征在于 外管(13)从盲孔封闭端到开口端的总长度为200 2000mm; 所述排风孔(10)的孔直径为1 10mm，孔的个数是1 100个；孔沿垂直于外管(13)内壁的方向布置或倾斜布置或采用此二者的组合，孔的 轴心线是直线或曲线或其某种组合；通气管路上连接有气体供应装置；测温元器件(4)布置在气体供应装 置的供气管路上或供气管路连接排风管(15)的供气管路出口处；所述测温元器件(4)是红外线测温探头，连续测温装置中还有与红外 线测温探头相连接且相对应的信号处理器(5)。
6、 应用带有排烟结构的连续测温装置的冶金控制系统，其特征在于 所述冶金控制系统中的连续测温装置中包含有用于直接接触待测物质的外 管(13)、排风管(15)和测温元器件(4);所述外管(13)是一端开口的 盲管，所述排风管(15)固定安装在外管(13)上，排风管(15)在外管(13)内部的一端开口；排风管(15)的另一端连接供气管路；在排风管 (15)与外管(13)两管间空腔的靠近外管(13)开口端附近设置有连通外界大气的排风孔(10);测温元器件(4)的信号输入端直接布置安装在外管(13)上的开口端处或固定在外管(13)外部的排风管(15)上。
7、 按照权利要求6所述冶金控制系统，其特征在于所述冶金控制系 统中的连续测温装置中，在外管(13)内部的排风管(15)开口端与外管(13)内部盲孔空腔孔底之间的距离为70 600mm;在排风管(15)与外管(13)中间管间空腔上部的连通外界大气的排 风孔(10)具体为以下两种情况之一或其组合其一，排风孔(10)开在 靠近外管(13)开口端的外管(13)上部管壁上；其二，排风孔(10)开 在固定连接在排风管(15)外部的连接管(9)上，排风孔(10)具体布置 在外管(13)开口端附近远离外管(13)盲孔封闭端的一侧；连接管(9 ) 是连接排风管(15)和外管(13)的中间件；外管(13)从盲孔封闭端到开口端的总长度为200 2000mm;所述排风孔(10)的孔直径为1 10mm，孔的个数是1 100个；孔沿 垂直于外管(13)内壁的方向布置或倾斜布置或是二者的组合，孔的轴心 线是直线或曲线或其组合；通气管路上连接有气体供应装置；测温元器件(4)布置在气体供应装 置的供气管路上或供气管路连接排风管(15)的供气管路出口处；所述测温元器件(4)是红外线测温探头，连续测温装置中还有与红外 线测温探头相连接且相对应的信号处理器(5)。
8、 按照权利要求7所述冶金控制系统，其特征在于所述冶金控制系 统中的连续测温装置中，测温元器件(4)是红外线测温探头，系统中还有 与红外线测温探头对应的信号处理器(5),信号处理器(5)与红外线测温 探头连接。
9、 按照权利要求6或7所述冶金控制系统，其特征在于所述冶金控 制系统中还包含有根据所述冶金控制系统中的连续测温装置所测量的温度 值和时间进行自动或手动控制作用的控制器(8)。10、按照权利要求6所述冶金控制系统，其特征在于所述连续测量 高温的系统中的信号处理器(5)上还连接有用于显示连续测温装置所测量 得到的温度值或/和其他控制或提示信息的控制信号显示器(7);测温元器件(4)与信号处理器(5)之间进行信号传送的环节是高温屏蔽电缆。
专利摘要带有排烟结构的连续测温装置，包含有外管(13)、排风管(15)和测温元器件(4)；外管(13)是一端开口的盲管，排风管(15)固定在外管(13)上，排风管(15)在外管(13)内部的一端开口；排风管(15)另一端连接供气管路；在排风管(15)与外管(13)两管间空腔的靠近外管(13)开口端附近设置有连通外界大气的排风孔(10)；测温元器件(4)布置安装在外管(13)上的开口端处或外管(13)外部的排风管(15)上。本实用新型还包括应用上述带有排烟结构的连续测温装置的冶金控制系统。本实用新型具有能够迅速排出烟雾及粉尘、测温精度高、响应速度快等优点，其具有可预见的极其巨大的经济和社会价值。
文档编号G01J5/00GK201096523SQ200720013908
公开日2008年8月6日 申请日期2007年8月22日 优先权日2007年8月22日
发明者陈儒军, 高忠欣 申请人:沈阳贺利氏君城电子有限公司