[go: up one dir, main page]

TW201638567A - 用於量測一熔化物溫度之光纖的進給裝置 - Google Patents

用於量測一熔化物溫度之光纖的進給裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201638567A
TW201638567A TW105101924A TW105101924A TW201638567A TW 201638567 A TW201638567 A TW 201638567A TW 105101924 A TW105101924 A TW 105101924A TW 105101924 A TW105101924 A TW 105101924A TW 201638567 A TW201638567 A TW 201638567A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
optical fiber
fiber
coil
tube
immersion
Prior art date
Application number
TW105101924A
Other languages
English (en)
Inventor
谷多 傑寇伯斯 尼音絲
米雪爾 西斯
法蘭克 史蒂芬
Original Assignee
賀利氏電測騎士國際公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 賀利氏電測騎士國際公司 filed Critical 賀利氏電測騎士國際公司
Publication of TW201638567A publication Critical patent/TW201638567A/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H51/00—Forwarding filamentary material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0037—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the heat emitted by liquids
    • G01J5/004—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the heat emitted by liquids by molten metals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H51/00—Forwarding filamentary material
    • B65H51/32—Supporting or driving arrangements for forwarding devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H57/00—Guides for filamentary materials; Supports therefor
    • B65H57/12—Tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/34—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks specially adapted or mounted for storing and repeatedly paying-out and re-storing lengths of material provided for particular purposes, e.g. anchored hoses, power cables
    • B65H75/38—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks specially adapted or mounted for storing and repeatedly paying-out and re-storing lengths of material provided for particular purposes, e.g. anchored hoses, power cables involving the use of a core or former internal to, and supporting, a stored package of material
    • B65H75/44—Constructional details
    • B65H75/4402—Guiding arrangements to control paying-out and re-storing of the material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/0205—Mechanical elements; Supports for optical elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/04—Casings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/04—Casings
    • G01J5/041—Mountings in enclosures or in a particular environment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/04—Casings
    • G01J5/048—Protective parts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0818—Waveguides
    • G01J5/0821—Optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/20—Metals
    • G01N33/205—Metals in liquid state, e.g. molten metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/32—Optical fibres or optical cables
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4439—Auxiliary devices
    • G02B6/4457—Bobbins; Reels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4439—Auxiliary devices
    • G02B6/4459—Ducts; Conduits; Hollow tubes for air blown fibres

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

本發明提及一種進給裝置，其用於自一線圈進給一光纖且用於回捲未使用光纖以便使用在用於量測一熔化物之溫度的一裝備中。該裝置包括一線圈之一支撐件、用於自該線圈展開該光纖且回捲該光纖的一進給機構及用於驅動該進給機構之至少一個馬達。 本發明之目標係當自用於進給一光纖之一進給裝置之一線圈展開及回捲一光纖時避免阻塞。 本發明之目標藉由一種用於自一線圈進給一光纖且用於回捲未使用光纖之裝置而解決。該裝置包括一線圈之一支撐件、用於自該線圈展開一光纖且回捲該光纖的一進給機構及用於驅動該進給機構之至少一個馬達。該裝置包括該光纖之一負載，該負載避免該光纖自該線圈的一回彈效應。因此，當展開及回捲該光纖時，避免一阻塞。

Description

用於量測一熔化物溫度之光纖的進給裝置
本發明提及一種進給裝置，其用於自線圈進給光纖且用於回捲未使用光纖以便使用在量測熔化物之溫度的裝備中。該裝置包括線圈的支撐件、用於自線圈展開光纖且回捲光纖的一進給機構及用於驅動進給機構之至少一個馬達。
本發明亦提及一種利用光纖量測熔化物，特指熔融金屬(例如熔融鋼)之溫度的裝備。
如從EP 2 799 824 A1得知，用於生產熔融鋼之電弧爐(EAF)製程係由以下操作構成之批式製程：金屬組份之爐填料、熔融、精煉、出渣、出鋼及爐回轉。在稱為出鋼之過程中自熔融爐去除每批鋼(稱為一爐(heat)，且因此在提及鋼生產之循環批速率時通常係指稱為出鋼至出鋼時間之時間單元。現代EAF操作以少於60分鐘之出鋼至出鋼週期為目標且更多地為大約35分鐘至40分鐘。
EP 2 799 824 A1提及一種機器人浸沒裝置，其在冶金槽中使用熔融金屬浸沒之可消耗光纖及能夠使溫度裝置穿過EAF之側壁插入至可預測熔融鋼浸沒深度之浸沒設備來量測溫度，其中溫度至溫度量測頻率為少於20秒。隨選、單次或快速連續取樣之能力允許可在製程期間之關鍵時刻更新EAF操作之數學預測模型的量測策略，其中快速連續量測之能力以低成本提供幾乎連續之溫度資料。
EP 2 799 824 A1揭示提供點量測而非連續量測。本發明揭示一種 用於溫度量測之低成本解決方案，該解決方案適於以足夠高之取樣頻率利用以滿足EAF熔融製程之數學模型之更新要求同時解決在嚴酷環境中與浸沒光纖相關之問題。該解決方案提供由以下構成之幾乎連續溫度量測輸出：將光纖穿過熔渣覆蓋層浸沒至熔融金屬中而不先接觸熔渣、藉由受控進給在量測時期期間維持預定浸沒深度、在EAF內部之高環境熱中保護未浸沒部分免於失透、在量測後去除並回捲未使用光纖、在回捲後旋即量測浴液面，及用於重複總是複製初始起始條件之量測製程之一浸沒設備。
自線圈進給光纖，尤指金屬塗佈之光纖且在量測後回捲未使用光纖可具有例如歸因於彈性回彈效應之光纖糾纏的效應。由於此原因，從EP 2 799 824 A1得知的進給機器經調適添加額外的構件以避免自線圈或捲軸之彈性回彈效應。該進給機器包括兩個伺服馬達或進給馬達以控制光纖移動。一個進給馬達處理光纖之展開及回捲並以使得進給馬達可極快加速之一方式預進給光纖。
從US 4,742,973得知一種用於自動地展開線材之捲軸的裝備。從US 2,716,008得知一種用於促進撓性材料之抽出的配置。從JP 9101206 A、JP 701 26 50 A及JP 9280958 A得知一種採用光纖之高溫物件的溫度量測系統。
本發明之目標係當自進給光纖之進給裝置之線圈展開及回捲光纖時避免阻塞。
本發明之目標由包括主要請求項之特徵的進給裝置解決。附屬請求項提及本發明之較佳實施例。
本發明之目標藉由一種用於自線圈進給光纖且用於回捲未使用光纖的裝置而解決。該裝置包括線圈之支撐件、用於自線圈展開光纖及回捲光纖的進給機構及用於驅動進給機構之至少一個馬達。該裝置包括光纖之負載，其避免光纖自線圈的回彈效應。因此，當展開及回 捲光纖時，避免阻塞。
附接至光纖之重物可充當負載。此外或作為替代，彈簧可充當負載。
照例，光纖係塗佈金屬的且金屬塗佈之光纖的直徑照例大於1mm，例如1mm至15mm，較佳1mm至3mm。
較佳地，充當負載之重物係以撓性管形式來提供以一可靠方式工作之一簡單技術解決方案的光纖引導件。
在一較佳實施例中，撓性管由金屬形成。照例，撓性管之重量足以提供避免回彈效應的負載。
在一較佳實施例中，撓性管之一定程度的硬度供應對抗其彎曲的阻力，即，其具有提供負載以避免回彈效應的彈簧式行為。
在一較佳實施例中，撓性管包括用於提供適當負載的非固定末端，該非固定末端避免回彈效應且因此避免阻塞。
較佳地，當線圈已插入至支撐件中來以一技術簡單方式提供適當負載時，撓性管之非固定末端在線圈之軸件以下終止。
在一較佳實施例中，撓性管之內徑大於10mm，較佳大於30mm及/或撓性管之長度大於100mm，較佳大於200mm。一方面，歸因於此等尺寸，撓性管之重量照例充足以便提供避免回彈效應的負載。另一方面，大於10mm，較佳大於30mm之一內徑(其照例比一金屬塗佈之光纖之外徑大得多)在展開及回捲光纖過程中避免自束效應及由此產生的阻塞。
由於此原因，在一較佳實施例中，撓性管之內徑比金屬塗佈之光纖的外徑至少大五倍，較佳至少大十倍。
在一較佳實施例中，該裝置包括覆蓋線圈之支撐件及光纖之負載的外殼。因此，線圈及光纖之負載被保護免受可使展開及回捲光纖之製程停止之外部影響，尤指中斷。因此，此實施例有助於解決本發 明之目標。
在一較佳實施例中，外殼係尤其包括線圈之一第一可出入隔室及裝置之電設備之第二隔室的一艙室。以此方式，線圈及由此光纖自其他部分分離來以更可靠的方式解決本發明之目標。第一隔室可讓一終端使用者出入且由此不關閉(例如，以一鎖)。因此，若必要，則一終端使用者可插入或替換一線圈。
較佳地，例如以一門鎖關閉包括進給裝置之電設備的第二隔室。因此，電設備得到很好的保護，避免例如歸因於誤用的干擾。
在一較佳實施例中，艙室，較佳至少及/或僅艙室的第一隔室係有空調的。以此方式，第一隔室被保護免受過熱的損害。過熱可干擾展開及回捲光纖的製程。因此，此實施例亦有助於解決本發明之目標。進一步，空調防止冷凝。因此，避免錯誤的量測。
本發明亦提及一種包括進給裝置之機器人浸沒裝置。在一較佳實施例中，相應的機器人浸沒裝置包括一可棄式引導管，該可棄式引導管具有一浸沒末端及與浸沒末端相反之一第二末端，藉此光纖可部分配置在可棄式引導管中，藉此可棄式引導管之內徑大於光纖之外徑，藉此在可棄式引導管之第二末端處或在可棄式引導管內配置至少一個彈性塞，藉此光纖係通過彈性塞進給且藉此彈性塞減少光纖與可棄式引導管之間之一間隙。存在對以一很快的方式展開及回捲光纖之此機器人浸沒裝置的一需要。由於此原因，機器人浸沒裝置較佳包括根據本發明之一進給裝置。
圖1展示一可消耗的金屬塗佈之光纖10，其常用在量測液體金屬中，其包含光纖11、覆蓋光纖11之夾套12及覆蓋塑膠夾套12之表面之一保護性金屬管14。光纖10通常為由石英玻璃製得之一漸進折射率多模態光纖，其具有直徑為62.5μm之一內部核心11及直徑為125μm之一外部護套12，外部護套12覆蓋有聚醯亞胺或類似材料13。保護性金屬管14通常為1.32mm外徑(OD)及0.127mm壁厚度之不銹鋼。儘管一金屬覆蓋之光纖較佳，但其中14及/或13由一單一塑膠材料替換之額外實施例不背離預期發明。
圖2展示一金屬塗佈之光纖10之前導區段10，如自捲軸20穿過氣體保持彈性塞30而進給，黏附至外部可棄式引導管40之相反浸沒末端50。金屬塗佈之光纖10及外部可棄式引導管40並非呈一固定配置，且由此可彼此獨立地移動，且由此可獨立地以不同速度插入穿過熔渣層51並進入熔融浴52中，同時在相反末端處維持一氣封31。可棄式引導管40較佳為具有0.8mm至1mm之壁厚之低碳鋼，但可選自各種金屬材料以及陶瓷及玻璃、紙板及塑膠或材料之一組合。在可棄式引導管40係選自與熔融浴反應之一材料之情形下，可取的是，藉由施加本技術領域內已知用於減少飛濺之目的之材料之塗層或覆蓋物而以浸沒部分50不將熔融金屬飛濺在可棄式引導管40之內側上之一方式製備浸沒部分50。
將末端開口之外部可棄式引導管40在無塞30之情況下穿過熔渣層51浸沒於鋼中將導致在此管中導入熔渣及鋼。由精煉製程產生之熔融熔渣富含氧化物，例如容易吸收至光纖結構中之氧化鐵。借助含有熔渣及鋼之外部可棄式引導管40進給之光纖10將在到達外部可棄式引導管40之開口末端之前被損壞。
對於2m長、具有30cm之一浸沒深度且在兩個末端處開口之較佳外部可棄式引導管40，於外部可棄式引導管40內側之熔融材料之湧升流將為30cm。在末端封閉之外部可棄式引導管40之情形下，湧升流將為大約16cm。此係忽略將歸因於氣體溫度升高而經歷膨脹之封圍空氣之氣體膨脹計算的。測試顯示鋼導入可藉由減少外部可棄式引導管40之內徑(ID)與光纖10金屬覆蓋物之OD之間之空氣間隙來降至最小。極佳地將此間隙減少至最小值，然而，實際上對於ID為10mm之管，此間隙應小於2mm2，較佳小於1mm2。具有一較小ID之管歸因於封圍空氣之較快加熱速率將允許一較大間隙。
浸沒裝置之較佳特徵之一者係利用包含於可棄式引導管40中之氣體之膨脹來避免熔融導入。使用一彈性塞30有效密封與具有一定密封品質之浸沒末端相反之末端將確保氣體將在浸沒期間自浸沒末端湧出從而保持可棄式引導管40清潔。
儘管如此，任何在浸沒之同時在可棄式引導管40中產生一超壓力之構件亦避免鋼導入，諸如在最低溫度下為蒸氣狀之一材料之一內塗層。關於在外部可棄式引導管40中產生一正壓力之一突出概念係避免金屬、熔渣或其他污染物在可棄式引導管40內部之湧升流及侵入，湧升流及侵入可阻礙金屬塗佈之光纖10自由進給。
塞30應具有適宜彈性以補償由先前浸沒導致之非理想光纖末端。在較佳實施例中，用每一外部可棄式引導管40替換塞30。每一替換確保一適當密封，然而此塞30可以諸如與多個外部可棄式引導管一 起再使用之一方式構造並作為一維護物料來替換。塞30在外部可棄式引導管40之終端處之較佳位置係經選擇便於施加。然而，將塞30置於更接近浸沒末端處係同樣可接受的，且將在浸沒期間完成一優越超壓力從而幫助光纖10之無錯浸沒。塞30之設計有助於其放置在顯示安置在管末端上之一唇緣之可棄式引導管40之盡頭處。可有其他組態。塞30之確切實施例應在不背離塞限制外管中之空氣逃逸之主要目的之情況下反映其位置之佈置及定位之容易性從而確保內壓之累積。
在鋼管中浸沒之同時在鋼管中之鋼導入隨以下而增加：‧浸沒深度之一增加；‧管長度之一增加；‧空氣間隙(在另一末端處)之一增加；‧一較低浴溫度；‧一較厚壁厚度；‧鋼浴之一較高氧含量。
浸沒裝置描述於圖3中。機器100經適當構造並以使得將總成塞30與外部可棄式引導管40對準之一方式裝備，故金屬塗佈之光纖10可插入穿過塞30進入外部可棄式引導管40之內部中。外部可棄式引導管40及金屬塗佈之光纖10兩者係以大約2000mm/s穿過EAF之側壁並穿過適宜通路板80進給。此等板80並非機器100之一部分。機器100具有獨立的100%可逆驅動或進給馬達25及45。馬達25驅動光纖10且馬達45驅動可棄式引導管40，使得外部可棄式引導管40在任一方向上之速度均與光纖10在任一方向上之速度無關。
機器100能夠將光纖10以小於、等於或高於外部可棄式引導管40之速度之一速度獨立進給至浴中。較佳地，金屬塗佈之光纖10進給得較快使得外部可棄式引導管40之浸沒末端50及金屬塗佈之光纖10之前導區段10兩者大約同時到達金屬之預定表面。一旦到達浴液面位置， 便使外部可棄式引導管40減速至於熔融金屬52中之一幾乎靜止位置。金屬塗佈之光纖10之前導區段10繼續以約200mm/s在鋼中緩慢移動得更深並持續大約0.7秒。外部可棄式引導管40及金屬塗佈之光纖10兩者以不等速度不斷移動，以避免將兩個金屬表面焊接在一起，從而解決先前技術中所闡述之問題。
金屬塗佈之光纖10之加速及減速之問題比移動外部可棄式引導管40更複雜。使金屬塗佈之光纖10自線圈或捲軸20不斷展開並回捲，其中其線圈重量歸因於光纖消耗而不斷改變。進給機器，尤指進給裝置利用額外結構來調適以避免來自線圈或捲軸20自身之彈性回彈效應以及連接至線圈之高溫計之重量。由於此原因，使用2個伺服馬達或進給馬達25、45控制光纖移動。一個進給馬達25處理金屬塗佈之光纖10之展開及回捲並以使得進給馬達25可極快加速之一方式預進給金屬涂佈之光纖10。
可消耗的金屬塗佈之光纖10接收自熔融金屬發射之輻射光，將該輻射光傳達至安裝在捲曲之可消耗的金屬塗佈之光纖10之相反末端上之一光電轉換元件並與相關儀器組合量測輻射之強度，使用此強度來判定金屬之溫度。金屬塗佈之光纖線圈或捲軸20及儀器隔開一定距離定位，並與EAF分開，但適當強健以耐受煉鋼環境之嚴酷條件。金屬塗佈之光纖10之浸沒末端之定位始終已知並貫穿浸沒週期之浸沒、量測及去除部分藉由機器儀器來監測。該機器裝配有判定金屬塗佈之光纖長度之推移之位置編碼器及配準金屬塗佈之光纖末端之感應開關。
在完成量測後，以使得金屬塗佈之光纖10在浴中停留得相對較深之一方式以不同速度自鋼抽出可消耗的金屬涂佈之光纖10及外部可棄式引導金屬管40兩者。在此移動期間，當與在預定位置之間抽取之金屬塗佈之光纖10之長度相關時，能夠判定歸因於光強度之一改變的 浴液面。量測後浴液面判定隨後用於下一次浸沒。亦預期可在浸沒期間在不背離本發明方法之情況下使用文獻中充分描述之各種技術判定浴液面。
一旦金屬塗佈之光纖10離開EAF內部，屆時將外部可棄式引導管40之方向逆轉朝向爐內部。然後噴射外部可棄式引導金屬管40，處置於爐內部並於其中消耗。安置一新的外部可棄式引導管40及氣塞30以接收金屬涂佈之光纖10用於下一次量測。使其餘金屬塗佈之光纖10在去除期間回捲並返回至一起始位置。
關鍵能力為：
‧光纖之準確放線及回捲
‧光纖末端之偵測
‧外部可棄式引導管之裝載
‧在起始位置處將光纖引導至氣塞中
‧光纖及外部可棄式引導管兩者之完全可逆驅動
‧光纖及外部可棄式引導管之獨立速度益處
‧用於液面偵測之光纖輸出之配準
‧可附接至爐殼用於浴液面之傾斜補償。
該方法係藉由一總週期描述之實例描述。此概念應帶來對EAF之一無操作者控制。預期最佳操作係快速連續進行多次溫度浸沒(約5次)。每一次浸沒為大約2秒；總週期時間在一單次加熱期間應少於20秒。
圖4之示意圖給出在一量測週期之2次浸沒期間外部可棄式引導管40之浸沒末端50及金屬塗佈之光纖10之浸沒末端或前導區段10兩者之位置之一視圖。對於光纖移動，追蹤光纖之末端位置。
在管移動之情況下指出可棄式引導管40之浸沒末端之位置。外部可棄式引導管40之浸沒末端50之對面係氣塞30。出於此示意圖之目 的，外部可棄式引導管40已準備好浸沒就位。氣塞30已附接至後端且金屬塗佈之光纖10正好在氣塞30之內側。所展示之相對尺度係出於描述性目的，應理解為根據實際爐大小(其在自鋼工廠至鋼工廠之間係一變數)斷定絕對距離。
光纖在外部金屬管內之在時間0處之起始位置1設定在熔融金屬/浴液面以上350cm處。起始位置在爐外部。外部金屬管之浸沒末端在時間0處之起始位置1定位於浴液面以上150cm處。金屬塗佈之光纖10係自位置1進給至位置2，而外部可棄式引導管40保持幾乎靜止。在覆蓋位置2至4之時間0.8秒與1.2秒之間，金屬塗佈之光纖10及外部可棄式引導管40兩者均前進至正好在熔融熔渣51以上之一位置。在1.2秒及位置4處，光纖比外部可棄式引導金屬管40前進得略快，穿過熔渣51並進入熔融金屬52中。外部可棄式引導金屬管40變慢，而金屬塗佈之光纖10以大約200mm/s前進，達到進入浸沒中的位置6及1.5秒處之最大浸沒。在0.1秒內抽取金屬塗佈之光纖10及外部可棄式引導管40兩者。金屬塗佈之光纖10繼續被抽出並回捲返回至其負載位置8，而在位置7處逆轉外部可棄式引導金屬管其餘部分之方向並將其餘部分棄置。金屬塗佈之光纖10仍受所棄置外部可棄式引導管40之其餘部分保護。
圖5係用於自線圈20進給光纖10且用於回捲未使用光纖10的進給裝置的一側視圖。線圈20插入至支撐件21中。支撐件21包括線圈之一軸件22，使得線圈20可圍繞其軸件22旋轉。一撓性管23充當負載以用於避免光纖10之回彈效應。撓性管23係光纖之一引導件，如圖5所示。換言之，光纖10借助撓性管23進給。
撓性管23由金屬形成，撓性管可包括以一撓性方式相互連接之複數個金屬環或金屬套管。撓性管23之上部末端25附接至進給裝置之外殼24。相對的非固定末端26自由移動且終止在軸件22以下。因此， 至少一下部部分的撓性管充當光纖10之避免回彈效應的負載。
撓性管23之內徑比金屬塗佈之光纖10的外徑至少大五倍。外殼24係覆蓋且保護線圈20之支撐件21及撓性管23的一艙室。
進給裝置包括可在一想要的方向上旋轉線圈，尤指用於回捲光纖10的一電馬達驅動器(未展示)。
圖6係進給裝置的正視圖，艙室24包括線圈支撐件及撓性管23之一第一可出入隔室27及進給裝置之一電設備的一第二隔室28。隔室27藉由一內壁29與隔室28分開。包括支撐件及撓性管23之隔室27有一門(未展示)。將門解鎖使得一終端使用者可出入隔室27。進給裝置之電設備之隔室28包括具有一鎖定機構之一門。歸因於鎖定機構，僅經授權者可出入針對電設備之隔室28。
至少艙室之支撐件及撓性管23的第一隔室有空調。進給裝置包括用於將由光纖傳輸的光轉換為一溫度的構件。
10‧‧‧金屬塗佈之光纖/光纖/前導區段
11‧‧‧光纖/內部核心
12‧‧‧夾套/塑膠夾套/外部護套
13‧‧‧聚醯亞胺或類似材料
14‧‧‧保護性金屬管
20‧‧‧捲軸/線圈
21‧‧‧支撐件
22‧‧‧軸件
23‧‧‧撓性管
24‧‧‧外殼/艙室
25‧‧‧進給馬達/馬達/上部末端
26‧‧‧非固定末端
27‧‧‧第一可出入隔室/隔室/第一隔室
28‧‧‧第二隔室/隔室
29‧‧‧內壁
30‧‧‧彈性塞/塞/氣塞
40‧‧‧外部可棄式引導管/可棄式引導管/外部可棄式引導金屬管
45‧‧‧進給馬達/馬達
50‧‧‧浸沒末端/浸沒部分
51‧‧‧熔渣層/熔融熔渣/熔渣
52‧‧‧熔融浴/熔融金屬/熔化物
80‧‧‧通路板/板
100‧‧‧機器/裝備
下文以實例方式描述本發明。
圖1展示可消耗光纖；圖2展示金屬塗佈之光纖的前導區段；圖3a展示浸沒光纖之前的浸沒裝置； 圖3b展示浸沒光纖之後的浸沒裝置；圖3c展示具有一不同熔化物容器(諸如一熔融金屬盛桶或漏斗)之根據圖3b之浸沒裝置；圖4展示在浸沒期間外管之浸沒末端及光纖之浸沒末端兩者之位置之一視圖；圖5展示進給裝置之一側視圖；圖6展示進給裝置之一正視圖。
10‧‧‧金屬塗佈之光纖/光纖/前導區段
20‧‧‧捲軸/線圈
21‧‧‧支撐件
22‧‧‧軸件
23‧‧‧撓性管
24‧‧‧外殼/艙室
25‧‧‧進給馬達/馬達/上部末端
26‧‧‧非固定末端

Claims (15)

  1. 一種進給裝置，其用於自一線圈(20)進給一光纖(10)，較佳一金屬塗佈之光纖(10)且用於回捲未使用光纖(10)以便用在用於量測一熔化物(52)之溫度的一裝備(100)中，該進給裝置包括一線圈之一支撐件、用於自該線圈展開一光纖且回捲該光纖之一進給機構、用於驅動該進給機構之至少一個馬達，其特徵在於該裝置包括針對該光纖(10)之一負載，該負載可避免該光纖自該線圈(20)的一回彈效應。
  2. 如請求項1之裝置，其中以一撓性管(23)形式之該負載係該光纖(10)之一引導件。
  3. 如請求項2之裝置，其中該撓性管(23)由金屬形成。
  4. 如請求項2或3之裝置，其中該撓性管(23)包括一非固定末端(26)。
  5. 如請求項4之裝置，其中該撓性管末端之該非固定末端(26)在該線圈(20)之一軸件(22)以下終止。
  6. 如請求項2或3之裝置，其中該撓性管(23)之內徑大於10mm，較佳大於30mm及/或該撓性管(23)之長度大於100mm，較佳大於200mm。
  7. 如請求項6之裝置，其中該撓性管(23)之該內徑比該金屬塗佈之光纖(10)之外徑至少大五倍，較佳至少大十倍。
  8. 如請求項1至3中任一項之裝置，其中該裝置包括覆蓋該線圈(20)之該支撐件(21)及該光纖(10)之該負載(23)的一外殼(24)。
  9. 如請求項8之裝置，其中該外殼(24)係較佳包括該線圈支撐件(21)及該負載(23)之一第一可出入隔室(27)及該進給裝置之一電設備之一第二隔室(28)的一艙室。
  10. 如請求項9之裝置，其中包括該裝置之一電設備的該第二隔室(28)可由一門之一鎖關閉。
  11. 如請求項9之裝置，其中該艙室(24)，較佳僅該線圈支撐件(21)及該負載(23)之該第一隔室(27)有空調。
  12. 如請求項1至3中任一項之裝置，其中存在用於將由一光纖(10)傳輸之光轉換為一溫度的構件。
  13. 如請求項1至3中任一項之裝置，其中存在用於該線圈(20)之一馬達驅動器。
  14. 一種機器人浸沒裝置，其用於在包括如請求項1至13中任一項之一進給裝置的一冶金槽中量測溫度。
  15. 如請求項14之機器人浸沒裝置，其包括一可棄式引導管，該可棄式引導管具有一浸沒末端及與該浸沒末端相反之一第二末端，其中一光纖(10)可部分配置於該可棄式光學引導管中，藉此該可棄式引導管之內徑大於該光纖(10)之外徑，藉此在該可棄式引導管之該第二末端處或在該可棄式引導管內配置一彈性塞，藉此該光纖係借助該彈性塞進給且藉此該彈性塞減少該光纖與該可棄式引導管之間之一間隙。
TW105101924A 2015-01-28 2016-01-21 用於量測一熔化物溫度之光纖的進給裝置 TW201638567A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15152833.8A EP3051262B1 (en) 2015-01-28 2015-01-28 Feeding device for an optical fiber for measuring the temperature of a melt

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201638567A true TW201638567A (zh) 2016-11-01

Family

ID=52423619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105101924A TW201638567A (zh) 2015-01-28 2016-01-21 用於量測一熔化物溫度之光纖的進給裝置

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10024732B2 (zh)
EP (1) EP3051262B1 (zh)
JP (1) JP2016138883A (zh)
KR (1) KR101750650B1 (zh)
CN (1) CN105819268A (zh)
AU (1) AU2015271976A1 (zh)
BR (1) BR102016000174A2 (zh)
CA (1) CA2915481A1 (zh)
MX (1) MX2016001065A (zh)
RU (1) RU2016102136A (zh)
TR (1) TR201815134T4 (zh)
TW (1) TW201638567A (zh)
ZA (1) ZA201600613B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI893076B (zh) * 2020-03-17 2025-08-11 日商日本德賴化學股份有限公司 溫度偵測用光纖、溫度偵測用光纖的鋪設裝置以及火災警報系統

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3051264B1 (en) * 2015-01-28 2017-11-15 Heraeus Electro-Nite International N.V. Immersion device for an optical fiber for measuring the temperature of a melt
PL3290881T3 (pl) * 2016-09-01 2020-01-31 Heraeus Electro-Nite International N.V. Sposób wprowadzania przewodu z rdzeniem światłowodowym i układ zanurzeniowy umożliwiający przeprowadzenie sposobu
DE102018000615A1 (de) 2018-01-26 2019-08-01 Minkon GmbH Verwendung eines Lichtwellenleiters zur optischen Messung der Temperatur einer Hochtemperaturschmelze
RU189043U1 (ru) * 2018-07-24 2019-05-07 Александр Николаевич Забродин Устройство для измерения температуры расплавленных материалов
WO2020022935A1 (ru) * 2018-07-24 2020-01-30 Александр Николаевич ЗАБРОДИН Устройство для измерения температуры расплавленных материалов
EP3929548A1 (en) * 2020-06-22 2021-12-29 Heraeus Electro-Nite International N.V. Device and method for measuring a temperature of a molten metal
ES3023055T3 (en) * 2020-08-20 2025-05-29 Heraeus Electro Nite Int Device and system for measuring a temperature of a molten metal
ES2951086T3 (es) 2021-02-01 2023-10-17 Heraeus Electro Nite Int Dispositivo de inmersión para medición de temperatura y método para detección de posición
ES2997486T3 (en) * 2021-08-26 2025-02-17 Heraeus Electro Nite Int Measuring apparatus and method for measuring the temperature of a molten metal bath with an optical device

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2417818A (en) * 1945-05-24 1947-03-25 Thomas J Finn Unwinder control mechanism
US2716008A (en) 1953-03-26 1955-08-23 Jr Walter P Taylor Package of flexible material
DE1024913B (de) * 1956-08-22 1958-02-27 Heiner & Comp Spezialdrahtwerk Abhaspeleinrichtung fuer insbesondere zur Weiterverarbeitung in Kartonheftmaschinen und Maschinen zur Buerstenherstellung bestimmte Draehte
GB1071784A (en) * 1962-09-05 1967-06-14 Fairey Eng Improvements relating to rotary winding means for a cable or hose
DE2721616A1 (de) * 1977-05-13 1978-11-16 Womako Masch Konstr Vorrichtung zum abziehen eines drahtes oder fadens
US4402790A (en) * 1982-05-04 1983-09-06 Bethlehem Steel Corporation Coke oven flue temperature measuring process and probe machine
US4737038A (en) * 1987-01-15 1988-04-12 Vanzetti Systems Immersion infrared thermometer for molten materials
US4742973A (en) * 1987-05-21 1988-05-10 Michael Ladney Wire feed control
JPH0712650A (ja) 1993-06-25 1995-01-17 Kawasou Denki Kogyo Kk 溶融金属連続測温装置における放射温度計装置
KR0134654B1 (ko) * 1993-10-05 1998-04-20 이요시 슌키치 광파이버를 사용한 온도측정장치 및 방법
JP2795146B2 (ja) * 1993-11-30 1998-09-10 日本鋼管株式会社 測温用二重被覆光ファイバ
US6004031A (en) * 1993-11-30 1999-12-21 Nkk Corporation Temperature measuring device
JP3267122B2 (ja) 1995-10-03 2002-03-18 日本鋼管株式会社 高温溶融体の温度測定装置
JP3448427B2 (ja) 1996-04-09 2003-09-22 Ｊｆｅスチール株式会社 可とう式光ファイバガイド管
KR100217716B1 (ko) * 1996-04-25 1999-09-01 윤종용 금속 피복 광섬유의 인출 장치 및 제조 방법
JP4281034B2 (ja) * 1999-12-24 2009-06-17 城勝 浦 洗浄ホース収納装置
US6795633B2 (en) * 2002-03-28 2004-09-21 Corning Incorporated Method and apparatus for handling optical components
DE102004028789B3 (de) * 2004-06-16 2006-01-05 Heraeus Electro-Nite International N.V. Vorrichtung zur Durchführung von Messungen und/oder Probennahmen in Metallschmelzen
KR100776914B1 (ko) * 2005-06-14 2007-11-15 주식회사 엘지화학 온도 측정 장치
AR086927A1 (es) * 2011-06-16 2014-01-29 Avemis S A S Dispositivo para medir el espesor de la escoria
EP2799824B1 (en) 2013-04-30 2019-10-23 Heraeus Electro-Nite International N.V. Method and apparatus for measuring the temperature of a molten metal
EP3051264B1 (en) * 2015-01-28 2017-11-15 Heraeus Electro-Nite International N.V. Immersion device for an optical fiber for measuring the temperature of a melt

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI893076B (zh) * 2020-03-17 2025-08-11 日商日本德賴化學股份有限公司 溫度偵測用光纖、溫度偵測用光纖的鋪設裝置以及火災警報系統

Also Published As

Publication number Publication date
CA2915481A1 (en) 2016-07-28
US10024732B2 (en) 2018-07-17
MX2016001065A (es) 2017-01-16
KR101750650B1 (ko) 2017-06-23
BR102016000174A2 (pt) 2016-08-02
RU2016102136A (ru) 2017-07-28
EP3051262B1 (en) 2018-07-25
JP2016138883A (ja) 2016-08-04
KR20160092949A (ko) 2016-08-05
ZA201600613B (en) 2017-05-31
TR201815134T4 (tr) 2018-11-21
CN105819268A (zh) 2016-08-03
AU2015271976A1 (en) 2016-08-11
US20160216162A1 (en) 2016-07-28
EP3051262A1 (en) 2016-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201638567A (zh) 用於量測一熔化物溫度之光纖的進給裝置
KR101679115B1 (ko) 용융 금속의 온도를 측정하는 방법 및 장치
KR101766009B1 (ko) 용융 금속의 온도 측정 장치
JP2018151371A (ja) 溶湯浴の温度の測定方法
JP4616456B2 (ja) 溶融金属温度測定用の浸漬型光ファイバ放射温度計及び溶融金属の温度測定方法
KR102850560B1 (ko) 용융 금속욕의 온도 값을 결정하기 위한 방법 및 시스템
JP7728432B2 (ja) 光学デバイスを用いて溶融金属浴の温度を測定するための測定装置及び方法
RU2827027C2 (ru) Измерительное устройство и способ измерения температуры ванны с расплавленным металлом с помощью оптического устройства
AU2014250666C1 (en) Method and apparatus for measuring the temperature of a molten metal