Пристрій для виміру температури розплавів

Пристрій для виміру температури розплавів, що містить стаціонарно встановлений у футерівку печі армований вогнетривкий корозійностійкий світлопрозорий елемент, пірометричний перетворювач і сорочку охолодження, який відрізняється 3 25586 ладнаний внутрішньою і зовнішньою холодними діафрагмами, що в оптичній схемі пристрою являють з себе вхідний люк і вхідну зіницю, причому діаметр об'єктива і поля зору перетворювача перевищують діаметр пучка випромінювання і діафрагм на величину відносного зсуву перетворювача і світлопрозорого елемента, а максимальна довжина хвилі робочого спектрального діапазону перетворювача не перевищує довжину хвилі випромінювання холодної діафрагми. На Фіг. зображена принципова схема пристрою. Запропонований пристрій включає світлопрозорий елемент 1, установлений, наприклад, у футерівку металургійної печі 2, з ізотермічним металізованим шаром 2', робочим торцем у контакт із розплавом 3, внутрішню 4 та зовнішню 5 діафрагми, пірометричний перетворювач 6 з об'єктивом 7 і приймачем випромінювання 8. Пристрій працює таким чином. Теплове випромінювання, сформоване ізотермічним імерсійним кінцем світлопрозорого елемента 1 виводиться через футерівку 2 на діафрагми 4 і 5, просторово селектується ними, подається на перетворювач 6, у якому фокусується за допомогою об'єктива 7 на приймачі випромінювання 8. Діаметр імерсійного кінця світлопрозорого елемента не перевищує однієї третьої довжини його ізотермічної частини. При випромінювальній спроможності e відкритої поверхні торця і стінок, що відбиває дифузно, яка змінюється для застосовуваних матеріалів світлопрозорого елемента та умов плавки найбільше поширених залізовуглецевих сплавів від 0,6 до 0,9, зазначене співвідношення діаметра і довжини підвищує і стабілізує ефективну випромінювальну спроможність імерсійного торця eэфф у межах від 0,990 до 0,997 у використовуваній видимій і прилягаючій суміжній інфрачервоній області спектра. Складова погрішності вимірів обумовлена зміною eэфф у межах від 0,990 до 0,997 дуже мала в порівнянні з тою погрішністю, що допускається для технічних вимірів (1%). А у випадку змін ε від 0,6 до 0,9 погрішність досягає 4% і 13% відповідно для пірометрії в короткохвильовій і довгохвильовій частині спектра. Товщина металізованого ізотермічного шару футерівки в металургійних печах, що визначає довжину ізотермічної частини, звичайно 10-40мм і більше. Тому мінімальний діаметр імерсійного кінця світлопрозорого елемента може складати 3-4мм. Розміщені на зовнішньому кінці світлопрозорого елемента діафрагми, діаме 4 три яких і відстані між якими розраховані за прототипом, відіграють роль вхідного люка і вхідної зіниці і виключають вплив оптичних характеристик і температури бічної поверхні на результати вимірів. Діафрагми забезпечують просторову селекцію виведеного світлопрозорим елементом теплового випромінювання таким чином, що на пірометричний перетворювач падає випромінювання тільки імерсійного торця з високою і стабільною eэфф 0,990-0,997. Зменшення діаметра світлопрозорого елемента в 3-5 разів значно підвищує його термостійкість, що виключає його розтріскування при теплозмінах і підвищує точність вимірів. Крім того, при зменшенні діаметра пропорційно квадрату радіуса знижується маса і вартість світлопрозорого елемента і, отже, вартість вимірів. Параметри оптичної схеми пристрою розраховуються по відомим в оптиці виразам так, щоб діаметри об'єктива (Доб) і поля зору (Дпз) перетворювача перевищували діаметри пучка випромінювання, що падає на об'єктив (Дп) і діафрагм (Дд) на розмір зсуву перетворювача відносно світлопрозорого елемента. При таких параметрах виключається складова погрішності вимірів обумовлена відносним зсувом перетворювача і світлопрозорого елемента. Припустимі зсуви, при обраних діафрагмах, визначаються характеристиками об'єктива і приймача випромінювання, і тому практично не мають принципових обмежень. Для виключення впливу фонового випромінювання зовнішньої діафрагми 6, вона виконується холодною і максимальна довжина хвилі робочого спектрального діапазону перетворювача не перевищує мінімальну довжину хвилі випромінювання цієї діафрагми. За таких умов випромінювання діафрагми зсунуте в середню і далеку частину інфрачервоного спектра і не перекривається робочим спектральним діапазоном перетворювача. Використання запропонованого пристрою дозволяє підвищити точність вимірів шляхом підвищення і стабілізації у вузьких межах ефективної випромінювальної спроможності імерсійного торця, а також виключити вплив на результати вимірів фонового випромінювання діафрагми, розтріскування світлопрозорого елемента і його зсувів відносно перетворювача. Крім того, застосування запропонованого пристрою знижує вартість вимірів за рахунок зменшення маси, а отже і вартості світлопрозорого елемента. 5 Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 25586 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601