NO812333L - Maalesonde. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en målesonde

for måling av høye temperaturer, og spesielt temperaturmåling av ytterflaten til en støpt streng i et streng-støpingsanlegg.

Strengstøping av metaller foregår slik at flytende metall overføres til en kjølt kokille uten bunn. Ved start forefinnes en såkalt startstreng som utgjør bunnen i kokillen. Deretter utgjør den støpte streng bunnen i kokillen.

Spesielt ved strengstøping av stål er avkjølings-intensiteten av den ut av kokillen kommende streng meget vesentlig for strengens kvalitet bl.a. med hensyn til segringer, porer og indre struktur. Det er således vesentlig å regulere avkjølingsintensiteten på en optimal måte med hensyn til strengens tverrsnittsdimensjoner, materialkvalitet, støpehastighet etc.

Et stort problem er herved å kunne måle strengens temperatur med høy nøyaktighet. Det miljø som hersker rundt en fra kokillen kommende streng vanskeliggjør eller umuliggjør temperaturmåling med konvensjonelle instrumenter. Miljøet karakteriseres av intens varmestråling, kraftig dampdannelse, vann som spruter under høyt trykk og mekaniske vibrasjoner. På grunn av dette miljø utføres strengstøpingsanlegg med vegger som omgir og kapsler dette.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en målesonde hvilken muliggjør måling av overflatetemperaturen med høy nøyaktighet ved en fra kokillen kommende streng.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører således en målesonde for måling av høy temperaturer, spesielt ved temperaturmåling av en støpt streng i et strengstøpings-anlegg, og erkarakterisert vedat målesonden i den fremre ende omfatter en kvartsglasstav hvilken er beregnet til med sin fremre ende å bli plassert nær en strålende flate såsom en støpt strengs overflate og hvilken kvartsglass-stav i sin bakre ende er optisk koplet til en fiberoptisk kabel i en ved tilkoplingsstedet omkring kvartsglasstaven og kabelen forekommende tilkoplingshylse samt ved at det finnes kanaler i målesonden for kjøling av denne ved hjelp av et kjølemedium samt den fiberoptiske kabel, hvilken kvartsglasstav er beregnet til å oppta varmestråling fra den varme overflate og via kabelen føre strålingen til et instrument for analyse av den temperatur strålingen tilsvarer.

I det etterfølgende beskrives oppfinnelsen nærmere med henvisning til den etterfølgende tegning, der

fig. 1 viser et snitt gjennom en målesonde ifølge oppfinnelsen, og

fig. 2 viser et blokkskjerna ifølge en utførelses-form.

I fig. 1 vises en målesonde 1 ifølge oppfinnelsen. Målesonden 1 omfatter i sin fremre ende en kvartsglass-stav 2 hvis endeflate 3 er beregnet å bli rettet mot og nær den støpte strengs flate for opptagning av varmestråling .

Kvartsstaven 2 er i sin bakre ende optisk tilkoplet en fiberoptisk kabel 4 i en ved tilkoplingsstedet omkring kvartsglasstaven 2 og kabelen 4 forekommende tilkoplingshylse 5.

Kvartsglasstaven 2 har en betydelig lengde i for-hold til sin diameter, fortrinnsvis en lengde på ca. 10 til 20 ganger dens diameter. Kvartsglasstavens 2 bakre del er tett omgitt av et rør 6 hvilket utvendig er forsynt med gjenger som samvirker med tilsvarende innvendige gjenger i nevnte tilkoplingshylse 5. Denne opp-bygning medfører at rommet ved den optiske tilkopling er helt lukket og mekanisk stabilt.

Fiberkabelen 4 er limt eller på annen hensiktsmessig måte tett festet i nevnte hylse 5.

I målesonden forefinnes kanaler 7,8 for vann-kjøling av sonden samt den fiberoptiske kabels 4 fremre del som rager inn i sonden. Kanalene 7,8 er dannet ved hjelp av en rørformet hylse 9 hvilken forefinnes konsentrisk utenfor tilkoplingshylsen 5. Den rørformede hylsen 9 er festet, fortrinnsvis loddet eller sveiset i sin fremre ende til et rørformet legeme 10, til hvilket endog tilkoplingshylsen 5 er festet. Den rørformede hylse 9 er nær sin fremre ende forsynt med et antall hull 11,12 som er jevnt fordelt langs dens periferi.

Det finnes en slange 13 for tilføring av kjøle-vann til målesonden, hvilken slange omgir den fiberoptiske kabel 4. Slangen 3 er tilkoplet i målesondens bakre del på den rørformede hylse 9. Kjølevann strømmer således som antydet ved hjelp av pilene i fig. 1, innen-for hylsen 9, radielt ut gjennom hullene 11,12 i hylsen 9 og deretter utenfor hylsen 9 i den rørformede kanal 8, hvilken er dannet av hylsen 9 og et beskyttelsesrør 14 hvilket er festet i nevnte legeme 10 konsentrisk med den rørformede hylse 9.

På denne måte kjøles målesonden effektivt. Et vesentlig særtrekk er at den fiberoptiske kabel 4 løper inne i slangen 13 hvorved kabelen 4 alltid er godt kjølt.

Det ovenfor nevnte vedrørende kjølevann gjelder selvsagt andre for forskjellige formål hensiktsmessige kjølemedier, og således kan i stedet for kjølevann hurtig strømmende luft utgjøre kjølemediet.

Den fiberoptiske kabel består av en plastbelagt glassfiber, men kan likevel erstattes av andre fiberoptiske kabler.

Som det fremgår av fig. 1 har kvartsstaven en betydelig fri lengde. Røret 6 omgir kvartsstaven 2 langsmed en lengde som er mindre enn kvartsglasstavens 2 halve lengde.

Kvartsglasstaven 2 er omgitt av et konsentrisk med denne forekommende beskyttelsesrør 15 hvilket har større indre diameter enn kvartsglasstavens 2 ytre diameter. Beskyttelsesrøret 15 er festet i nevnte legeme 10. Beskyttelsesrøret 15 er ikke kjølt idet det tillates å anta en betydelig høyere temperatur enn målesonden forøvrig.

Gjennom den ovenfor som eksempel viste ut-førelsesform av målesonden tillates kvartsglasstavens 2 fremre flate å befinne seg så nær som 1-3 cm fra en støpt strengs flate. Den støpte strengs temperatur kan variere, men kan være opptil ca. 1400°C. Varmestrålingen er således meget intensiv, men en kvartsglasstav motstår slik stråling.

På grunn av den radielle avstand mellom kvartsglasstaven 2 og beskyttelsesrøret 15, påvirkes ikke kvartsglasstaven 2 av beskyttelsesrørets annerledes lengde-utvidelse.

Målesonden kan anvendes for måling av temperaturer opp til 1800°C. Selvsagt kan målesonden anvendes for andre formål enn for måling av yttertemperaturen til strengstøpte emner. Således kan målesonden anvendes for å måle temperaturen på metallsmelter, temperaturen på emner hvilke varmvalses, temperaturen i ovner etc.

Den således av kvartsglasstaven 2 opptatte varmestråling overføres ved den optiske tilkopling til fiberkabelen 4 og transporteres gjennom denne til instrument for analyse av den temperatur strålingen motsvarer.

I fig. 2 vises et skjematisk blokkskjerna over et komplett temperaturmåleutstyr. Sifferet 16 betegner det varme objekt, f.eks. flaten til en strengstøpt streng, hvilken emitterer stråling 17 som oppfanges av målesonden 1. Via den fiberoptiske kabel 4 ledes strålingen til et pyrometer 18. Fortrinnsvis anvendes et tofargepyrometer, f.eks. av merket "Milletron Ratio Scope II", hvilket måler på basis av rød og blå bølgelengde. Analysen av stråle-knippet skjer ved at intensiteten av den rød og den blå bølgelengde divideres, hvorigjennom den strålende flates emisjonsfaktor ikke behøver å bestemmes for å bestemme overflatens temperatur. Hensiktsmessig dokumenteres temperaturbestemmelsen på et display eller en skriver 19 til hvilken pyrometeret 18 avgir et elektrisk signal via en leder 20.

Via eksperimenter har det vist seg at måle-resultatet ved hjelp av foreliggende målesonde avviker mindre enn 1% fra virkelig temperatur.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en meget nøyaktig målesonde hvilken muliggjør temperaturmåling av høye temperaturer i et ytterst vanskelig miljø.

Kvartsglasstavens lengde kan selvfølgelig til-passes til den sammenheng under hvilken måling skjer, således kan for visse tilpasninger, kvartsstavens lengde gå opp til flere meter.

Den foreliggende oppfinnelse skal ikke anses be-grenset til den ovenfor angitte utførelsesform, men kan varieres innen rammen av de etterfølgende patentkrav.

Claims (4)

1. Målesonde for måling av høye temperaturer, spesielt temperaturmåling av en støpt streng i et strengstøpingsanlegg,karakterisert vedat målesonden (1) i sin fremre ende omfatter en kvartsglasstav (2) hvilken er beregnet til med sin fremre ende (3) å bli plassert nær en strålende flate som f.eks. en støpt strengs overflate og hvilken kvartsglasstav (2) ved sin bakre ende er optisk tilkoplet en fiberoptisk kabel (4) i en ved tilkoplingsstedet omkring kvartsglasstaven (2) og kabelen (4) forekommende tilkoplingshylse (5), samt at det forefinnes kanaler (7,8) i målesonden (1) for kjøling av denne ved hjelp av et kjøle-medium samt den fiberoptiske kabel (4), hvilken kvartsglasstav (2) er beregnet til å oppta varmestråling fra den varme overflate og via kabelen (4) fører strålingen til et instrument (18) for analyse av. den temperatur strålingen tilsvarer.

2. Målesonde ifølge krav 1,karakterisert vedat kvartsglasstavens (2) bakre del er tett omgitt av et rør (6) hvilket utvendig er forsynt med gjenger hvilke samvirker med tilsvarende innvendige gjenger i nevnte tilkoplingshylse (5).

3. Målesonde ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat kvartsglasstaven (2) er omgitt av et konsentrisk med kvartsglasstaven forekommende be-skyttelsesrør (15), hvilket har større indre diameter enn kvartsglasstavens ytre diameter.

4. Målesonde ifølge krav 1,2 eller 3,karakterisert vedat det finnes en slange (13) for tilførsel av kjølevann til målesonden (1), hvilken slange omgir den fiberoptiske kabel (4) og er tilkoplet i målesondens (1) bakre del på en rørformet hylse (9) hvilken danner nevnte kanaler (7,8).