ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ЗОНД
MEASURING PROBE

Изобретение относится к измерительному зонду для осуществления измерений в расплавах металла или шлака, содержащему расположенную на погружаемом конце несущей трубки измерительную головку, на которой установлен, по меньшей мере, один чувствительный элемент для определения компонента расплава металла и элемент, контактирующий с расплавом, причем элемент, контактирующий с расплавом, имеет переднюю, если смотреть в направлении погружения, область контакта с расплавом с соответственно двумя расположенными перпендикулярно направлению погружения и напротив друг друга участками поверхности.
Такие измерительные зонды широко известны. Так, например, из документов DE 3541806 С1 или в DE 8317643 U1 известны измерительные зонды, на стороне погружения которых расположен элемент, контактирующий с расплавом. Элемент, контактирующий с расплавом, соединен с электрохимической измерительной ячейкой. Он выполнен в виде металлического стержня. Из документов DE 2954228 C2 и DE 7925016 U1 известно, что они образованы в форме трубки и включают в себя соответственно штырь чувствительного элемента. Элемент, контактирующий с расплавом, наряду с взаимодействием с электрохимическим элементом, также используется для измерения высоты уровня расплава, например, таким образом, что при погружении элемента, контактирующего с расплавом, в расплаве металла замыкается электрическая цепь и по положению элемента, контактирующего с расплавом, определяют высоту уровня расплава металла. Элемент, контактирующий с расплавом, как правило, выполнен из стали и через короткий промежуток времени разрушается внутри расплава металла.
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование известных измерительных зондов и, в частности, применяемых при этом систем элементов, контактирующих с расплавом, и, таким образом, повышение надежности измерительных зондов.
Задача решается согласно изобретению с помощью признаков п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Благодаря тому что на противоположных участках поверхности передней области элемента, контактирующего с расплавом, расположен устойчивый в расплаве железа или стали материал и что на задней части элемента, контактирующего с расплавом, лишь на одном участке поверхности расположен устойчивый в расплаве железа или стали материал, причем расположенный напротив участок поверхности задней области элемента, контактирующего с расплавом, свободен от этого материала, обеспечивается то, что передняя область элемента, контактирующего с расплавом, лучше защищена от расплава металла (например, расплава стали), чем задняя область элемента, контактирующего с расплавом. Вследствие этого задняя область разрушается в первую очередь. При этом образуется расположенная с наклоном относительно поперечного сечения структура поверхности, причем передняя область элемента, контактирующего с расплавом, расположена у верхнего переднего в направлении погружения уровня, и поверхность в направлении к краю наклоняется в противоположном направлению погружения направлении. Благодаря этому пузырьки газа, которые образуются при погружении на передней стороне элемента, контактирующего с расплавом, не собираются там, а отводятся по бокам назад, так что контакт между расплавом металла и элементом, контактирующим с расплавом, не нарушается.
Предпочтительно элемент, контактирующий с расплавом, проходит в направлении погружения перед измерительной головкой. Размещение с обеих сторон устойчивого материала целесообразно простирается от передней области элемента, контактирующего с расплавом, до измерительной головки. Далее является целесообразным, чтобы задняя область элемента, контактирующего с расплавом, и передняя область элемента, контактирующего с расплавом, располагались рядом друг с другом в расположенной перпендикулярно направлению погружения плоскости проекции. Передняя область элемента, контактирующего с расплавом, расположена предпочтительно в направлении погружения, по меньшей мере, в 3 мм перед задней областью элемента, контактирующего с расплавом, чтобы лучше отводить газы, т.к. при этом минимальном расстоянии достаточно велик скос/наклон. Элемент, контактирующий с расплавом, может быть также выполнен из листа. Он может состоять также из металлического стержня, например, как описано в указанном выше уровне техники, причем в этом случае устойчивый материал расположен асимметрично вокруг металлического стержня. Благодаря этому, таким образом, образуется также задняя и передняя области элемента, контактирующего с расплавом. Важным для задней области элемента, контактирующего с расплавом, является то, что сам элемент, контактирующий с расплавом, там не так хорошо защищен от расплава металла, как передняя область элемента, контактирующего с расплавом, так что он в задней области быстрее растворяется с образованием описанной неровной структуры.
Предпочтительно далее, чтобы образованный, в частности, из листа элемент, контактирующий с расплавом, был изогнут вокруг проходящей примерно параллельно направлению погружения оси, чтобы часть листа располагалась внутри образованного изгибом контура. Устойчивый материал предпочтительно заполняет контур и оставляет части элемента, контактирующего с расплавом, свободными по наружному периметру. В качестве устойчивого материала используется предпочтительно литейный песок или цемент.
Далее примеры выполнения изобретения поясняются на основе чертежей, на которых показывают:
Фиг.1 - измерительную головку зонда с пробоотбором, имеющего элемент, контактирующий с расплавом,
Фиг.2 - измерительную головку с другим вариантом выполнения элемента, контактирующего с расплавом,
Фиг.3 - измерительную головку с дальнейшим вариантом выполнения элемента, контактирующего с расплавом и
Фиг.4 - различные элементы, контактирующие с расплавом (Фиг.4a, 4b, 4c).
Фиг.1 показывает измерительную головку 1 пробоотборника. На его погружаемом конце расположены чувствительные элементы 2, а также входная труба 3 расположенной на заднем конце измерительной головки 1 камеры 4 для проб. Камера 4 для проб является обычной состоящей из двух частей камерой для проб, которые на конце соединяются с помощью скоб 5. На заднем конце измерительной головки 1 установлена не показанная на чертеже несущая трубка. Можно видеть на измерительной головке 1 выемки 6 для контактирования расположенных с задней стороны подсоединений чувствительных элементов 2. Дополнительно на погружаемом конце измерительной головки 1 расположен элемент 7, контактирующий с расплавом. Элемент 7, контактирующий с расплавом, в примере выполнения согласно Фиг.1 имеет форму примерно плоского листа. Он залит огнеупорным цементом 8 в своей передней области 9 элемента, контактирующего с расплавом (примерно в центре), с обеих сторон окружен цементом 8 до своей передней торцевой кромки. Задняя область 10 элемента, контактирующего с расплавом, подвергается воздействию расплава при погружении, и, будучи относительно незащищенной, она оплавляется. Показанная на Фиг.1 конусная структура расположения цемента 8 обеспечивает отвод газов из области торцевой стороны элемента 7, контактирующего с расплавом, так что является возможным хорошее контактирование с расплавом стали. Элемент 7, контактирующий с расплавом, чувствительные элементы 2 и входная труба 3 закрыты защитными колпаками 11.
На Фиг.2 представлена аналогичная измерительная головка 1. В противоположность примеру выполнения согласно Фиг.1 представленный на Фиг.2 элемент 7, контактирующий с расплавом, образован в форме меандра с передней областью элемента 7, контактирующего с расплавом, примерно в центре элемента 7, контактирующего с расплавом, и задней областью элемента, контактирующего с расплавом, на наружной окружной поверхности. Такой элемент, контактирующий с расплавом, представлен на Фиг.4с. Через отверстие в измерительной головке 1 с помощью контакта 12 в выемке 6 он соединяется с направляющей контакта.
Фиг.3 представляет другой вариант выполнения элемента, контактирующего с расплавом при одинаковом в остальном выполнении измерительной головки 1. Элемент, контактирующий с расплавом, выполнен в виде изогнутого в форме круга листа, один конец 13 которого загнут вовнутрь в круг (ср. с Фиг.4b). Контактирование осуществляется при всех показанных примерах выполнения одинаковым образом. Передняя область 9 элемента, контактирующего с расплавом, находится примерно в центре образованного элементом 7, контактирующим с расплавом, круга. Круг внутри полностью или почти полностью заполнен формовочной смесью или цементом.
Фиг.4а показывает пример выполнения элемента 7, контактирующего с расплавом. Здесь, в противоположность представленному на Фиг.4b варианту выполнения, загнута вовнутрь круга не только плоская поверхность, а лист выполнен в форме спиральной пружины.