[發明專利]石英熔融爐高溫密閉環境下的聲波測溫系統

無效

• 申請號: 201210493802.1
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103017932A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 蔣麗微;馬建偉
• 申請（專利權）人: 河南科技大學東海硅產業節能技術研究院
• 主分類號: G01K11/24
• 分類號: G01K11/24
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術領域

本發明涉及石英熔融爐高溫密閉環境下的聲波測溫系統，尤其適用于石英熔爐的溫度測量。

背景技術

目前，超高溫的溫度測量裝置一般都工作在開放的環境中，在這種環境內，壓強范圍在一個大氣左右。而在冶金行業中，如鋼鐵冶煉，一般采用損耗性直接接觸式測溫、間接型紅外測溫或黑體輻射測溫，此類測溫方式雖然能夠滿足高溫條件下的測量，但是不能用于密閉的環境。傳統的溫度測量能準確的完成“點”溫度的測量，而在熔融石英行業中，還沒有合適的測溫方式應用在此行業，整個熔融爐內的溫度場和空間溫度分布是亟待解決的問題，直接影響著成品率。

發明內容

本發明的目的是：提供一種石英熔融爐高溫密閉環境下的聲波測溫系統，是基于超聲波的溫度場在線監測系統，應用在熔融石英行業，反應熔融爐內溫度場和空間溫度分布。

本發明的技術解決方案是：在石英熔融爐上安裝該聲波測溫系統，所述的聲波測溫系統包括聲波發生器、傳聲器、聲波導管、接收器和控制器，熔融爐外安裝聲波發生器，熔融爐外壁上安裝傳聲器和接收器，熔融爐內壁上位于傳聲器和接收器之間安裝聲波導管，接收器連接控制器，整體構成聲波測溫系統。

其中，所述的控制器包括信號調理器、端子板、數采卡、顯示器主機、功率放大器和繼電器開關板，信號調理器經端子板、數采卡連接顯示器主機，顯示器主機經功率放大器連接繼電器開關板，信號調理器和繼電器開關板共連接傳聲器和接收器，端子板經控制信號電纜連接繼電器開關板，整體構成控制器。

其中，一組傳聲器和接收器平均安裝在爐膛外側的同一個橫截面上。

其中，所述聲波發生器為氣動聲源，聲源選擇1.5-10KHZ，聲壓級大于126db。

其中，所述傳聲器或接收器為不銹鋼材料封裝的內置放大器的壓電式麥克。

其中，所述聲波導管為不銹鋼指數型聲波圓管。

工作時，聲波發生器發聲，聲波通過傳聲器、聲波導管傳入爐膛，經過爐體后，被相應的接收器接收，由控制器在線測量溫度和在線監測溫度。

?

本發明結構簡單，操作方便，是以測量溫度、溫度場重建為主的測量方式，實現對石英熔融爐等密閉環境下超高溫的測量和在線監測。

附圖說明

圖1是波動示意圖。

圖2是單路徑聲學測溫示意圖。

圖3是熔融爐安裝八個收發器的截面分布和測量路徑示意圖。

圖4是測量示意圖。

圖5是本發明的聲波測溫系統框圖。

圖中：1熔融爐，2聲波發生器，3傳聲器，4聲波導管，5接收器，6控制器，7信號調理器，8端子板，9數采卡，10顯示器主機，11功率放大器，12繼電器開關板。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做詳細的說明。

如圖5所示，在石英熔融爐1上安裝該聲波測溫系統，所述的聲波測溫系統包括聲波發生器2、傳聲器3、聲波導管4、接收器5和控制器6，熔融爐1外安裝聲波發生器2，熔融爐1外壁上安裝傳聲器3和接收器5，熔融爐1內壁上位于傳聲器3和接收器5之間安裝聲波導管4，接收器5連接控制器6，整體構成聲波測溫系統。

其中，所述的控制器包括信號調理器7、端子板8、數采卡9、顯示器主機10、功率放大器11和繼電器開關板12，信號調理器7經端子板8、數采卡9連接顯示器主機10，顯示器主機10經功率放大器11連接繼電器開關板12，信號調理器7和繼電器開關板12共連接傳聲器3和接收器5，端子板8經控制信號電纜連接繼電器開關板12，整體構成控制器。

其中，一組傳聲器3和接收器5平均安裝在熔融爐1的爐膛外側的同一個橫截面上。

其中，所述聲波發生器2為氣動聲源，聲源選擇1.5-10KHZ，聲壓級大于126db。

其中，所述傳聲器3或接收器5為不銹鋼材料封裝的內置放大器的壓電式麥克。

其中，所述聲波導管4為不銹鋼指數型聲波圓管。

如圖1所示，為波動示意圖，聲壓為???????????????????????????????????????????????,質點速度，密度增量，可以求出波動方程

繼而推倒出速度方程

。

如圖2所示，為測溫示意圖，聲學測溫所需的裝置就是一個安裝在爐墻一側的傳聲器和安裝在另一側的接收器，由于兩者之間的距離D是固定的已知常數，則可以通過測定聲波的飛行時間，來確定聲波在傳播路徑上的平均速度