[實用新型]熔質內部高溫跟蹤測量裝置

無效

• 申請號: 96233571.1
• 申請日: 1996-08-15
• 公開（公告）號: CN2269589Y
• 公開（公告）日: 1997-12-03
• 發明（設計）人: 王貴朝;田建華;余泉有;呂秀生;何麗華;譚顯祥;丁伯南;傅世勤;劉勇;馮婕
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 四川大學專利事務所
• 代理人: 陳智倫

本實用新型屬于溫度測量裝置。

在本實用新型作出以前，國內外在冶煉工業中常用的高溫測量裝置多由鉑一銠熱電偶構成。近年來又研制出鎢一錸熱電偶(見《鎢一錸熱電偶》北京鋼鐵研究總院編，冶金部出版社出版，1993年)。它們均屬于熱電偶。熱電偶的壽命僅為十幾秒，不僅壽命短，不能對熔質內部溫度進行跟蹤測量，而且經常給出假信號，精度低，導致產品報廢。為了提高熱電偶的測量可信度，中國首都鋼鐵公司儀器儀表廠于1991年研究成功了測溫系統的數據自動采集裝置，能以每秒4次的采樣速率提高測試精度。但由于沒有改變熱電偶傳感方式，因此未能從根本上改變間歇式測量手段，不能跟蹤連續測溫。

近年來光纖溫度傳感技術問世。1992年中科院西安光機所研制成功雙波長光纖溫度傳感器，但只能測量物體表面溫度，不能用于測量熔質內部溫度。1983年，美國國家標準局的R.R.Dils發表過“光纖高溫計”的文章(見Dils?R.R.J.Appl.Phys.54(3)March?1983)，該高溫計由高溫光纖，低溫光纖，光電轉換器構成，在高溫光纖的感溫端通過鍍銥和被覆Al₂O₃粉形成一個黑體腔。1992年，B.E.Adams報道了Dils光纖高溫計的工業應用技術，主要包括對燃燒過程的分析，對工業爐的控制，半導體化學汽相沉積反應爐的控制，拉晶體爐的控制及發射率和溫度的現場測量，其主要特點是在藍寶石光導管的端部形成一個薄膜黑體腔以提高高溫計在苛刻高溫環境下的分辨能力。此外，美國哈里金鋼石研究所和美國標準局研制出了“射流毛細管高溫計”(見《科學和工業中的溫度測量與控制》中譯本(下冊)；科學出版社，1985年)，其特點是利用氣體工作介質的粘性隨溫度而變化的性質，通過粘性與溫度的相關性確定溫度。上述高溫計只限于在工業真空爐和高溫空氣爐中應用，不能應用于高溫，強氧化，強侵蝕，強沖刷的金屬冶煉工業。

本實用新型的目的是提供一種新型高溫測量裝置，能夠進行熔質內部的高溫連續跟蹤測量，能夠耐高溫，抗氧化、抗侵蝕，可用于工業高溫熔爐，內燃機燃燒室、噴氣發動機燃燒室的內部溫度診斷測量。

本實用新型的目的是通過下述方案實現的。

熔質內部高溫跟蹤測量裝置，由感溫探頭，多波長高溫計和數據存儲分析儀構成。感溫探頭中心為一圓柱體形狀的金屬氧化物單晶，在該單晶圓柱體周圍套裝有一個筒形的特種陶瓷保護殼，該單晶圓柱體的后端有一高低溫光導耦合器及夾層套筒形的水冷卻器。其特種陶瓷保護殼筒體內腔為圓筒形，該保護殼外形可以為圓柱形或棱柱形。其后部的高低溫光導耦合器的內腔及外形與特種陶瓷保護殼的內腔及外形相同，水冷卻器夾層套筒的內腔形狀與特種陶瓷保護殼及高低溫光導耦合器的外形相同并吻合。感溫探頭通過光纜與多波長高溫計連接。

多波長高溫計由光纜插座，圓盤形的光調制及波長選擇器，光電轉換器及跟隨放大器構成。其光調制及波長選擇器圓面上從前面到后面分別貫穿嵌裝有二至七塊圓形窄帶濾光片。多波長高溫計通過電纜與數據存儲分析儀連接。

本實用新型的實施例結合附圖說明給出。

附圖說明：

圖1，熔質內部高溫跟蹤測量裝置總體結構圖；

圖2，感溫探頭中心縱剖面結構圖；

圖3，多波長高溫計總體結構圖；

圖4，光調制及波長選擇器結構圖；

圖5，跟隨放大器電路圖；

圖6，數據存儲分析儀原理方框圖；

圖7，感溫探頭嵌入式安裝示意圖；

圖8，本實用新型用于10％鉻鋼鋼水測溫結果圖。

圖中序號含義：1.光纜，2.多波長高溫計，3.電纜，4.數據存儲分析儀，5.感溫探頭，6.待測熔質，7.熔爐，8.陶瓷保護殼，9.進水口，10.冷卻水，11.水冷卻器，12高低溫光導耦合器，13.出水口，14.金屬氧化物單晶圓棒，15.光纜插頭，16.窄帶濾光片，17.光調制及波長選擇器，18.驅動馬達，19.光電轉換器，20.高壓電源，21.跟隨放大器，22.低壓電源，23.信號輸出電纜，24.配重片，25.CPU(NPU)，26.鍵盤，27.高分辨率顯示器，28.程控放大器，29.A/D轉換器，30.高速雙口緩沖器，31.存儲管理控制器，32.顯示控制器，33.軟盤控制器，34.軟盤，35.對接法蘭，36.熔爐外殼，37.熔爐壁，38.Y軸指示鋼水溫度(K)，39.10％鉻鋼鋼水溫升曲線，40.X軸指示時間(min)。

實施例1，感溫探頭(圖2)：