[发明专利]温度测量装置

说明书

本发明涉及一种温度测量装置，更具体地说是涉及温度测量装置的结构。

例如在连续浇铸过程中，为了改进产品质量和提高生产率，必需精确测量浇铸期间钢水的温度和液面。测量浇口盘和铸模中钢水温度的传统技术是在输入钢水的石墨套管内侧设置了固化室，使用消耗型浸没式热电偶或用陶瓷保护管包覆热电偶的接触式温度计测定固化室内的温度。

因为消耗型浸没式热电偶直接接触钢水，所以仅在一次测量循环后它就变坏。因此，在温度计端头处的测温探头是可拆卸的，在每次测量中都需要更换端探头。由于在每次测量时都要报废这种昂贵的端探头，所以增加测量次数是很困难的。

在用陶瓷管包覆热电偶的情况下，热电偶并不同钢水直接接触。因而，可以进行连续测量。然而，在该情况中，由于热冲击和结渣引起的腐蚀，限制了陶瓷保护管的使用寿命。结果，昂贵的保护管仅能耐用50～100小时，因而长期反复使用是不可能的。

作为解决上述各种问题的方法，介绍了消耗型温度测量技术，该技术使用浸入高温熔融金属的光纤，将从钢水发射的辐射光导向光纤，使用安装在光纤另一端的光电转换元件测量辐射光的亮度，以测定钢水温度。例如，可以参考未经审查的日本专利公报No.62-19727。

然而，为了精确地测量熔融金属的温度，必需使光纤稳定地浸入熔融金属到相当深度。在上述专利公报公开的技术中，光纤的强度很低。在用普通材料〔例如TEFLON(商标)〕包覆光纤的情况中，当光纤接近熔融金属表面时该被覆材料着火，光纤芯暴露明显地降低了光纤强度。结果，光纤很容易在浸入熔融金属处折断，这使光纤很难浸入熔融金属中。因此，无法使光纤浸入熔融金属到能精确测定熔融金属内部温度所需的深度。

在未经审查的日本专利公报No.4-231509中公开了使用双重被覆光纤测量深部区域温度的另一种技术。该公开技术涉及用一种绝热涂层包覆金属管，由于存在绝热涂层所以延长了光纤的熔化时间。尽管如此，溶损量仍然很大，从成本观点来看，一直要求进一步延长光纤的寿命。此外，普通绝热材料的耐热性不够，不能使光纤稳定地浸入钢水。从这一点也期待着使用更好绝热性能的涂层包覆光纤。

本发明的目的是提供一种能确保长期和高精度地测量温度的温度测量装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种温度测量装置，该装置包括：

(a)光纤；

(b)用于包覆光纤的金属保护管；

(c)用于包覆保护管的绝热涂层，用保护管和绝热涂层包覆的光纤形成了双重被覆光纤，双重被覆光纤的端头是温度测量元件，和

(d)所述绝热涂层包含熔点高于待测熔融金属温度的颗粒添加剂。

本发明还提供一种温度测量装置，该装置包括：

(a)光纤；

(b)用于包覆光纤的金属保护管；和

(c)用于包覆保护管的绝热涂层，该绝热涂层含有纤维素。

附图简要说明

图1表示本发明温度测量装置的横断面图；

图2表示本发明处于测量状态时温度测量装置的横断面图；

图3表示本发明处于另一种测量状态时温度测量装置的横断面图；

图4是图解说明使用本发明双重被覆光纤的温度测量装置简图；

图5是表示在不含碳粒子的普通绝热涂层情况下熔损量的频率分布；

图6是表示在含有碳粒子的绝热涂层情况下熔损量的频率分布；

图7是表示用不含碳粒子的普通绝热涂层测定温度的波形图；

图8是表示用含有碳粒子的绝热涂层测定温度的波形图；

图9表示钢水温度和使用不含碳粒子的普通绝热涂层双重被覆光纤所测温度之间的关系；

图10表示钢水温度和使用含有碳粒子的绝热涂层双重被覆光纤所测温度之间的关系。

实施方案说明

本发明的双重被覆光纤在光纤上具有保护管，还具有包覆保护管的绝热涂层。该绝热涂层含有熔点高于测定对象温度的颗粒。该高熔点颗粒使用碳粒子(carbon partieles)。

此外，本发明的双重被覆光纤在其上具有金属保护管，还具有由包覆保护管的纤维素组成的绝热涂层。该绝热涂层是用纸张制成的。

例如，碳(石墨)是一种具有高于3500℃的最高熔点的元素。当使含有碳粒子作为添加剂的绝热材料浸入钢水时，碳粒子不会发生燃烧。因为它们得不到氧气，当绝热材料在熔融金属中熔化后，碳粒子在保护管上遗留下一层木炭层。残留的木炭层具有绝热效果以致抑制保护管熔损。此外，由于有高温耐用性金属的支撑从而保持了光纤的抗弯强度。