УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ РАСПЛАВОВ

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам бесконтактного измерения температуры расплавленных материалов.
Известно устройство [1] для измерения температуры расплавленных веществ, содержащее световод, выполненный из оптически прозрачного огнеупорного материала, приемник излучения и оптическую линию, соединяющую световод с приемником. На поверхность погружаемой в расплав наружной части световода наносится слой огнеупорного оптически непрозрачного материала с известным коэффициентом теплового излучения, который является промежуточной средой между расплавом и световодом, а сам огнеупорный световод имеет удлиненную цилиндрическую форму и частично выступает наружу из осевого отверстия огнеупорной втулки, запрессованной в торцевое отверстие картонной трубки, которая в процессе измерения надевается на полый металлический жезл с расположенной внутри него оптической линией, соединяющей внутренний торец световода с приемником излучения.
Недостатком устройства является то, что картонную трубку необходимо менять после каждого измерения. Кроме того, в устройстве необходимо наносить слой огнеупорного оптически непрозрачного материала с известным коэффициентом теплового излучения.
Известно устройство [2] для измерения температуры расплава, которое на поверхности расплава формирует углубление, являющееся моделью «абсолютно черного тела» (АЧТ) путем погружения в расплав огнеупорного оптически прозрачного стержня, по которому тепловое излучение передается к измерителю. Данное устройство содержит световод, выполненный из оптически прозрачного огнеупорного материала (сапфира или рубина), приемник теплового излучения и оптическую линию, соединяющую световод с приемником.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство [3] содержащее огнеупорный блок, выполненный в виде сменной насадки, закрепленной на полой штанге с помощью цангового зажима, линзу, световод, а также оптоволоконный пирометр и полое тело (или кварцевую колбу), которые погружаются в расплав, в котором измеряется энергия теплового излучения стенок полого тела.
Недостатком является наличие цангового зажима. Цанговый зажим сложное механическое устройство, работа которого зависит от температурного расширения материала зажима. Использование цангового зажима усложняет смену стержней и затрудняет его практическое применение.
Задача полезной модели состоит в упрощении конструкции устройства.
С целью упрощения конструкции в известном устройстве для измерения температур расплава, вместо цангового зажима применяется муфта, выполненная из шамотного кирпича, а огнеупорный блок изготавливается с буртиком.
На фиг. 1. представлена конструкция предлагаемого устройства, содержащая огнеупорный блок 1, выполненный из оптически прозрачного материала с буртиком 2, муфту 3, полую штангу 4, линзу 5, шарнир 6, световод 7, измерительный блок пирометра 8.
Конструкция сопряжения огнеупорного блока с полой штангой представлена на фиг. 2. Огнеупорный блок 1, имеющий буртик 2 закреплен на полой штанге 4 с помощью муфты 3, выполненной из огнеупорного материала, например, из шамотного кирпича.
Устройство работает следующим образом, огнеупорный блок 1 выполненный из оптически прозрачного материала, например, из сапфира в виде стержня с буртиком в его основании, либо в виде пробирки с буртиком в ее основании, закрепляется на полой штанге 4 с помощью муфты 3, выполненной из огнеупорного материала, например, из шамотного кирпича, при этом наличие буртика 2 упрощает процесс замены огнеупорного блока 1, так как без дополнительных операций обеспечивает установку огнеупорного блока 1 на полой штанге 4. На противоположной стороне полой штанги 4 устанавливается принимающая излучение от расплава линза 5, сфокусированная на дно углубления в расплаве, сформированного огнеупорным блоком 1. При помощи шарнира 6 обеспечивается угол ввода огнеупорного блока 1 в расплав. Линза 5 оптически сопряжена при помощи световода 7 с измерительным блоком пирометра 8, что позволяет устанавливать электронную часть пирометра на безопасном расстоянии от высокотемпературной поверхности расплава. Таким образом, исключается перегрев и выход из строя элементов электронной схемы измерительного блока пирометра 8.
Применение муфты обеспечивает упрощение смены огнеупорного блока и многоразовость его использования.
Источники информации
1. Патент РФ №189043, G01J 5/08, G01K 1/12, G01K 11/32, Опубл. 07.05.2019, Бюл. №13.
2. Патент РФ №2150091 C1, G01J 5/00, Опубл. 27. 05.2000.
3. Патент РФ №113836,G01K 13/00, G01J 5/08, Опубл. 27.02.2012 Бюл. №6.