Brevet FR2292960A1 — publié le 19760625

La presente invention se rapporte à un procédé pour la mesure de la température et particulièrement de la température d tun lingot de métal, obtenu notamment par coulée continue. Les problèmes posés par la mesure de la température des corps à haute température, par exemple dans le domaine de températures compris entre 5000C et 20000C, ont, la plupart du temps, regu des solutions faisant appel aux techniques bien connues de la pyrométrie, et notamment de la pyrométrie optique. Lorsque les mesures de température sont effectuées dans des conditions favorables, par exemple lorsque sur le chemin optique utilisé pour la mesure, on ne rencontre aucune perturbation de nature quelconque, les résultats desdites mesures correspondent effectivement aux grandeurs à mesurer. Il nèn est toutefois plus de même lorsque, par la nature des choses, on est amené à effectuer des mesures dans un milieu dont 1 àtmosphère comporte des éléments perturbateurs en quantités éventuellement variables, tels que des poussières de toutes sortes, des vapeurs (par exemple d'eau), des brouillards divers. La présence de tels éléments sur le trajet d,1une mesure pyrométrique optique ne peut conduire qu,rà altérer plus ou moins gravement l1exacitude des. résultats obtenus, et en plus à empêcher outils soient reproductibles. Lorsque lion se trouve dans de semblables conditions, le remède consiste de toute évidence à éliminer dans toute la mesure du possible ces éléments perturbateurs et à supprimer les causes qui régissent leur production. I1 est toutefois fréquent que 1 t on doive mesurer des températures en des endroits où la production ou le passa ge d'éléments perturbateurs, tels que des poussières ou des projections refroidissantes, est un des aspects fondamentaux du phénomène considéré, ou meme est une des conditions du déroulement correct de ce phénomène On ne peut dans ce cas envisager d'éliminer ces éléments perturbateurs sous peine dtaltérer le processus en cours ; le problème de la mesure de température ntest alors pas résolu de manière satisfaisante. On a bien déjà imaginé, dans de telles circonstances, de disposer sur le chemin optique de visée une gaine de protection prolongée jusqutà une relative proximité du lieu de visée, mais il semble que dans certains cas, une telle pratique nuait pas permis d'éliminer devant le tube la présence de particules perturbatri-ces solides ou liquides. A la connaissance de la-demanderesse, il n'existe dtailleurs pas à ce jour de processus permettant de réaliser une mesure de température, rééllement valable, dans les conditions opérationnelles difficiles qui viennent d'etre indiquées. La présente invention a précisément pour objet un procédé permettant dteffectuer une mesure de température par visée de Itobjet dont on veut mesurer la température, procédé qui permet d'éviter les inconvénients dus à la présence d,1une atmosphère perturbatrice inévitable voire nécessaire au voisinage immédiat de llendroit de visée. Le procédé, objet de la présente invention, dans lequel on effectue une mesure de température au moyen dtun instrument de visée, et dans lequel on a protégé le chemin optique de ladite visée au moyen d'une gaine appropriée, sur une partie dudit chemin comptée à partir du dispositif de visée, est essentiellement caractérisé en ce que, à ltextrémite de ladite gaine et en prolongement de celle-ci, on projette un gaz sous forme d'une nappe cylindrique ou légèrement conique divergente, sur l'objet visé, de façon à entourer complètement la zone visée ; on peut suivant l'invention, insuffler en outre un fluide gazeux sec dans ladite gaine, de façon telle que ledit fluide en se déplaçant dans la gaine, purge celle-ci de tout élément perturbateur quelle pourrait contenir avant de s'échapper par ltextrémité de la gaine au voisinage de la nappe gazeuse projetée sur l1objet visé. De cette façon, d'une part on ne modifie en rien le processus en cours autour de la gaine, et l'on empeche qu'il ne perturbe la mesure de la température, l'isolation complète de la zone visée étant facilement réalisée grâce à la pré ~senne de la nappe gazeuse qui s'applique sans difficulté et de façon parfaite à toute espèce de configuration locale de l'objet visé. Dans le cas particulier où l'on applique le procédé ci-dessus à la mesure de la température superficielle d'un lingot de métal sortant d'une lingotière de coulée continue, l'axe de visée peut etre déplacé en meme temps que le lingot, de façon à viser pendant un certain temps un même point du lin got Dans le cas d'application du procédé de l'invention à la coulée continue, il faut se rappeler que la surface du lingot, dont on veut mesurer la température en un point déterminé, est soumise à une intense projection d'eau de refroidissement. Par ailleurs, le ruissellement important qui se produit sur le lingot est une autre cause de refroidissement. La réalisation de 1 a mesure de température doit satisfaire à deux conditions apparemment contradictoires, à savoir que d'une part le chemin- optique de la visée ne doit pas être perturbé par l'eau de ruissellement ou de projection et que d'autre part, le refroidissement par eau du lingot ne doit lui-même pratiquement pas être perturbé. Selon une modalité avantageuse de l'invention, la solution de ce problème est obtenue en ajustant judicieusement le débit et la vitesse de sortie du gaz soufflé dans la gaine et du gaz formant la nappe d'extrémité de ladite gaine. Le gaz soufflé dans la gaine est délivré à faible débit et faible vitesse, c'est-à-dire dans les conditions minimum compatibles avec le maintien de l'intérieur de la gaine en état de propreté, et en tout cas insuffisantes pour provoquer un refroidissement de la surface du lingot situé dans le champ de visée. Le gaz délivré à ltextrémité de la gaine se présente avantageusement sous la forme d'une nappe cylindrique ou légèrement tronconique divergente, de faible épaisseur. Ce gaz est toutefois animé dtune vitesse suffisamment grande pour que son énergie. cinétique puisse faire dévier vers l'extérieur les particules dleau projetées dans la direction du point de visée, ce qui permet de ménager une petite; ;plage relativement sèche autour du point de visée, sans diminuer la quantité d'eau de refroidissement sèche autour du point de visée, sans diminuer la quantité dseau de refroidissement atteignant le lingot, et donc sans perturber le refroidissement lui-meme. Le débit de ce gaz animé d'une grande vitesse est cependant'fixé au minimum compatible avec une action déviatrice efficace, afin de ne pas altérer le refroidissement du lingot. En pratique, les gaz utilisés sont d'une nature telle qulils ne constituent pas eux-mêmes un élément perturbateur de la mesureo On utilise de préférence de l'air sec, exempt de toute trace d'huile5 de CO, C02 ou H20 ; on peut cependant utiliser également de l'azote ou un gaz inerte. La réalisation d'un dispositif permettant la mise en oeuvre du processus de ltinvention peut se concevoir faci- lement. Un de ces modes de réalisation est dessiné schématiquement, non à l'échelle, en coupe longitudinale, à la figure ci-jointe. Sur ce schéma, le repère I représente l'appareil de mesure de température par voie optique, lequel vise un objet 2 (soit dans cet exemple-ci, la paroi d'un lingot sortant d'une lingotière de coulée continue et énergiquement refroidie à l'eau), dont une plage 3 est située sur l'axe optique de l'appareil 1. En prolongement de l'appareil de mesure, une gaine cylindrique- 4 entoure le chemin optique de visée jusqu'au voisinage de ltobjet visé. Cette gaine est constituée d'un conduit central 5 et d'un conduit périphérique 6 coaxial au premier. Le conduit central 5 se termine par un orifice circulaire 7 situé face à la plage 3, le conduit périphérique 6 se termine côté visée par une mince fente annulaire 8 entourant llorifl- ce 7. Au cours de la mesure, on souffle par le tuyau de raccord 9 un gaz tel que de ltair sec, de façon à empêcher tout élément parasite, solide, liquide ou gazeux, de se maintenir dans la gaine. De même on souffle par le raccord 10 un gaz sec, qui sort à faible débit et grande vitesse par la fente annulaire 8 suivant la direction Il, en une nappe 12. Cette nappe entoure de façon parfaite la plage 3, la protège de toute perturba tion possible et notamment des projections d'eau (schématisées en 13) qui assurent le refroidissement de la paroi 2 du lin got. Les jets 14 qui normalement devraient frapper la face 2 sur sa plage 3, sont déviés vers l'extérieur par la nappe 12 qui les empêche de passer et de perturber le chemin optique de visée, ainsi que la plage 3 visée, laquelle pour des raisons évidentes doit demeurer sèches En pratique, pour obtenir une nappe 12 suffisamment mince et d'énergie cinétique satisfaisante, il est avantageux de conférer à la fente annulaire 8 une largeur comprise entre 0.1 mm et 2 mm ; par ailleurs, la distance entre l'extrémité du tube 4 et la plage visée, est avantageusement comprise entre 10 et 50 mm. REVENDICATIONS 1 / Procédé pour la mesure de la température d'un corps, au moyen dtun instrument de visée et dans lequel on a protégé le chemin optique de ladite visée au moyen d'une gaine appropriée, sur une partie dudit chemin comptée à partir du dispositif de visée, c a r a c t é r i s é en ce que, à l'ex- trémité de ladite gaine, et en prolongement de celle-ci, on projette un gaz sous forme d'une nappe cylindrique ou légèrement conique divergente, sur l1objet visé, de façon à entourer complètement la zone visée. 20/ Procédé suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que l'on insuffle en outre un fluide gazeux sec dans ladite gaine, de façon telle que ledit fluide en se déplaçant dans la gaine, purge celle-ci de tout élément prturbate-ur qu'elle pourrait contenir avant de s 'échapper par l'extrémité de la gaine au voisinage de la nappe gazuse pro Jetée sur l'objet visé. 3 / Procédé suivant ltune ou l.'autre des revendications 1 ou 2, prise isolément, dans lequel le corps sur lequel la mesure de température est effectuée, est un lingot de métal sortant d'une lingXotière de coulée continue, c a r a c t é r i s é en ce que l'ton règle le débit et la vitesse du gaz soufflé dans la gaine aux valeurs minimales compatibles avec le maintien de l'intérieur de la gaine en état de propreté et en tout cas insuffisant pour provoquer un refroidissement de la surfacekdu lingot situé dans le 'champ de visée, et en ce que lXon règle les paramètres géométriques et opérationnels de la nappe gazeuse d'extrémité de telle façon que la nappe soit de faible épaisseur et faible débit mais que l'énergie cinétique du gaz qui la constitue soi t suffisante pour fai re dévier vers l'extérieur les particules d'eau projetées dans la direction du jet de visée par le dispositif de refroidissement habituel des lingots sortant des lingotières de coulée continue. 4-/ Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1, 2 ou 3-, prise isolément, c a r a c t é r i s é en ce que, comme gaz, on utilise de l'air, de l'azote, ou un gaz inerte, isolément ou en mélange, ce gaz étant cependant exempt de toute trace d'huile, CO, C02, H20. 5/ Dispositif, c a r a c t é r i s é par le fait qu'il met en oeuvre le procédé décrit dans l'une ou l'autre des revendications 1, 2, 3, ou 4, prise isolément.