УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ РАСПЛАВА

Полезная модель относится к измерительной технике, а конкретно к способам измерения температуры расплавов с помощью пирометра.
Известно устройство для измерения температуры расплава, содержащее измеритель оптического излучения, оптическую линию, состоящую из оптического световодного волокна и прозрачного химически стойкого огнеупорного материала - световода [1]. Световод, выполненный из синтетического сапфира, закладывается в огнеупорную футеровку печи так, чтобы его торец был заподлицо с внутренней поверхностью футеровки. При работе печи расплав металла контактирует с торцом световода, и энергия, излучаемая поверхностью расплава, по световоду и оптической линии передается на приемник излучения.
Недостатком известного устройства являются низкие точность измерения и надежность, поскольку световоды находятся в непосредственной близости от расплавленного металла.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для измерения температуры расплава в тигле, содержащее пирометр, огнеупорный блок, выполненный в виде термостойкой керамической трубки с вмонтированным в нее жестким светопроводом из огнеупорного и химически стойкого материала, оптически сопряженный при помощи линзы с гибким светопроводом и пирометром. Части огнеупорного блока и гибкого светопровода заключены в полую штангу.
Недостатком устройства-прототипа является то, что керамическая трубка не формирует полость в расплаве и соответственно возникает неточность измерений, связанная с неопределенностью коэффициента излучательной способности измеряемого расплава, а также перегрев измерительного устройства за счет близкого размещения к объекту замера.
Задача полезной модели - увеличение точности измерений, снижение инерционности измерений.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для измерения температуры расплава, включающем огнеупорный блок, пирометр, линзу, световод, полую штангу, согласно изобретению огнеупорный блок, представляющий собой инфракрасный ИК преобразователь, выполнен в виде сменной насадки, закрепленной на полой штанге с помощью цангового зажима и имеющей со стороны погружения в расплав донышко, при этом пирометр выполнен в виде принимающей ИК излучение линзы, закрепляемой на другом конце полой штанги и соединенной с помощью световода с измерительным блоком.
ИК преобразователь может быть выполнен в виде керамического чехла, либо в виде кварцевой пробирки.
На фиг.1. представлена конструкция предлагаемого устройства, содержащая огнеупорный блок, представляющий собой ИК преобразователь 1, полую штангу 2, принимающую ИК излучение линзу 3, входящую в пирометр, световод 4, измерительный блок пирометра 5.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Огнеупорный блок, представляющий собой ИК преобразователь 1, представляющий собой съемную насадку, изготовленную, к примеру, из кварца и заглушенную с одной стороны донышком. Съемная насадка закрепляется на полой штанге с помощью цангового зажима. На другой стороне полой штанги 2 установливается принимающая ИК излучение линза 3 от пирометра, сфокусированная на донышко. Линза 3, представляющая собой приемник ИК излучения, соединена с измерительным блоком пирометра 5 световодом 4, представляющим собой высокотемпературный армированный оптоволоконный кабель, позволяющий устанавливать электронную часть прибора на безопасном расстоянии от объекта контроля. Таким образом исключается перегрев и выход из строя чувствительного элемента и электроники.
Благодаря конструктивному исполнению ИК преобразователя и высокому быстродействию пирометра существенно снижается инерционность измерений по отношению к термоэлектрическим датчикам, защищенным керамическим чехлом.
Данная конструкция также позволяет значительно уменьшить финансовые затраты, связанные с износом датчика, так как при выходе из строя замене подлежит лишь ИК преобразователь, стоимость которого существенно ниже стоимости термоэлектрических датчиков как ХА типа, так и платиновой группы.
Источники информации
1. Авторское свидетельство 393961 (СССР). Устройство для измерения температуры жидкого металла. Опубл. 25.06.77, Бюл. №23
2. Патент №2029259, G01J 5/08, опубл. 20.02.1995 г.