Заглибний вимірювальний зонд для вимірювання у рідинах

1 Заглибний вимірювальний зонд для вимірювання у рідинах, зокрема у розплавах металів, який містить трубчастий корпус, встановлену на КІНЦІ трубчастого корпусу вимірювальну головку, причому у вимірювальній головці розміщені вимірювальні елементи, а також сигнальні провідники для передачі вироблених вимірювальними елементами сигналів, причому сигнальні провідники мають довжину більшу, ніж довжина трубчастого корпусу, і прокладені від кінця вимірювальної головки, оберненого всередину трубчастого корпусу, і причому сигнальні провідники прокладені крізь трубчастий корпус (1) і всередині трубчастого корпусу (1) намотані навколо його поздовжньої осі, який відрізняється тим, що сигнальні провідники у кілька шарів намотані відносно внутрішньої стінки трубчастого корпусу (1), а також тим, що у поздовжньому напрямку трубчастого корпусу (1) на протилежному вимірювальній головці КІНЦІ безпосередньо перед намотаними витками сигнальних провідників з приляганням до витків установлена перша фіксувальна пробка (5) з щонайменше одним отвором для сигнальних провідників 2 Заглибний вимірювальний зонд за п 1, який відрізняється тим, що сигнальні провідники розміщені у сигнальному кабелі (2) 3 Заглибний вимірювальний зонд за п 1 або 2, який відрізняється тим, що сигнальні провідники на протилежному вимірювальній головці (3) КІНЦІ трубчастого корпусу (1) з'єднані з контактним елементом (10) і/або пропущені крізь цей кінець трубчастого корпусу (1) 4 Заглибний вимірювальний зонд за п 1, який відрізняється тим, що у поздовжньому напрямку трубчастого корпусу (1) безпосередньо за намотаними витками сигнальних провідників з приляганням до витків установлена друга фіксувальна пробка (6) з щонайменше одним отвором для сигнальних провідників 5 Заглибний вимірювальний зонд за будь-яким з пп 1-4, який відрізняється тим, що вимірювальна головка (3) роз'ємно, переважно за допомогою защіплювальних елементів (4), закріплена у трубчастому корпусі (1) 6 Заглибний вимірювальний зонд за п 5, який відрізняється тим, що защіплювальні елементи (4) відпускають вимірювальну головку (3) при осьовому зусиллі 300 - 600 Н 7 Заглибний вимірювальний зонд за п 5, який відрізняється тим, що защіплювальні елементи (4) вимірювальної головки (3) зчеплені з защіплювальними елементами (4і) першої фіксувальної пробки (5) 8 Заглибний вимірювальний зонд за будь-яким з пп 1-7, який відрізняється тим, що у вимірювальній головці (3) встановлений щонайменше один термоелемент і/або щонайменше один електрохімічний вимірювальний елемент, зокрема для вимірювання кисню 9 Заглибний вимірювальний зонд за будь-яким з пп 1-8, який відрізняється тим, що вимірювальна головка (3) має густину, більшу або рівну наперед визначеній густині рідини, що підлягає вимірюванню 10 Заглибний вимірювальний зонд за будь-яким з пп 1-9, який відрізняється тим, що довжина сигнальних провідників у 10-50 разів, зокрема у 25-45 разів, більша, ніж довжина вимірювального зонда 11 Заглибний вимірювальний зонд за будь-яким з пп 1-10, який відрізняється тим, що вимірювальна головка (3) містить охоплюючий вимірювальний елемент захисний ковпак (11), виготовлений із матеріалу, що розплавляється або розчиняється у рідині, що підлягає вимірюванню О (О ю 56227 Винахід стосується заглибного вимірювального зонда для вимірювання у рідинах, зокрема, у розплавах металів, який містить трубчастий корпус, встановлену на КІНЦІ трубчастого корпусу вимірювальну головку, причому, у вимірювальній головці розміщені вимірювальні елементи, а також сигнальні провідники для передачі вироблених вимірювальними елементами сигналів, причому, сигнальні провідники мають довжину, більшу, ніж довжина трубчастого корпусу, і прокладені від кінця вимірювальної головки, оберненого всередину трубчастого корпусу, і причому, сигнальні провідники прокладені крізь трубчастий корпус і всередині трубчастого корпусу намотані навколо його поздовжньої осі Такі вимірювальні зонди ВІДОМІ ІЗ патенту США US 3,505,871 Вони використовуються у печах для виплавки сталі конвертерним способом (конвертерах) При проведенні вимірювань у конвертерах вимірювальні зонди з порівняно великої висоти падають у конвертер Сигнальні провідники намотані на внутрішній поверхні трубчастого корпусу і під час вільного падіння вимірювального зонда самі розмотуються, причому, один кінець кожного сигнального провідника з'єднаний з вимірювальною головкою, а другий кінець або через контактний елемент і подовжувальні чи компенсаційні провідники, або безпосередньо з'єднаний з пристроєм вимірювання чи обробки Таким чином, кілька вимірювальних зондів на великій висоті розміщені у магазині над конвертером, для проведення вимірювання із магазину випускають потрібний зонд, який у вільному падінні опускається у розплав металу, що знаходиться у конвертері Подібні пристрої ВІДОМІ із патенту США 5,584,578, причому, сигнальні провідники намотані на ЗОВНІШНІЙ поверхні трубчастого корпусу Крім того, подібні пристрої ВІДОМІ також із патенту США 5,168,764 або із журналу I&SM, вересень 1993 Описані в них вимірювальні зонди підвішені у магазинах, причому, із патенту США 5,168,764 відомо, що сигнальні провідники намотані не безпосередньо на трубчастий корпус зонду, а у окремому футлярі Це зумовлює необхідність розміщення у магазинах поряд із вимірювальними зондами ще й футлярів для сигнальних провідників, внаслідок чого магазини повинні мати ВІДПОВІДНО великі розміри Із європейського патенту ЕР 0 375 109 А1 відомий подібний вимірювальний зонд Він містить розміщену поза вимірювальною головкою пробну камеру, яка утримується пропущеним крізь трубу стальним тросиком Стальний тросик намотаний на котушку і може розмотуватися при опусканні вимірювальної головки Виходячи із відомого рівня техніки, в основу винаходу покладено задачу розробки вдосконаленого вимірювального зонду, маніпулювання яким здійснюється легко і надійно і легко може бути автоматизовано Згідно З винаходом, ця задача вирішена за рахунок того, що сигнальні провідники у кілька шарів намотані відносно внутрішньої стінки трубчастого корпусу, а також що у поздовжньому напрямку трубчастого корпусу безпосередньо перед намотаними витками сигнальних провідників з приляганням до витків установлена фіксувальна пробка зі щонайменше одним отвором для сигнальних провідників Завдяки цьому, дуже довгі сигнальні провідники дуже компактно можуть бути розміщені у малому об'ємі, причому, завдяки закритому розміщенню всередині трубчастого корпусу, майже виключені негативний вплив чи пошкодження витків, чим забезпечене надійне маніпулювання зондом Завдяки МІЦНІЙ ЗОВНІШНІЙ поверхні, кілька таких вимірювальних зондів можуть бути компактно розміщені у штабельному магазині, відпадає необхідність у підвішуванні зондів на певній відстані один від іншого Коли зонд опускається із магазину у глибину конвертера, сигнальні провідники - оскільки вони приєднані до пристрою для вимірювання чи обробки - розмотуються із трубчастого корпусу Завдяки розмотуванню із труби, не потрібні витратні заходи для запобігання хитання вимірювального зонда чи трубчастого корпусу на його шляху вниз При цьому досягається стабільна і компактна укладка витків провідників Доцільним Є розміщення сигнальних провідників у сигнальному кабелі, причому, у один жгут можна об'єднати велику КІЛЬКІСТЬ різних сигнальних провідників Сигнальні провідники можуть бути приєднані до контактного елемента, розміщеного на КІНЦІ трубчастого корпусу, протилежному вимірювальній головці, і/або пропущені крізь цей кінець трубчастого корпусу У поздовжньому напрямку трубчастого корпусу безпосередньо перед і за витками сигнальних провідників з приляганням до витків установлені фіксувальні пробки з отворами для сигнальних провідників Цими фіксувальними пробками фіксується положення витків сигнальних провідників, завдяки чому вони не сплутуються при транспортуванні чи при маніпулюванні вимірювальними зондами, що заважало б вільному падінню зондів у конвертер Отвори у фіксувальних пробках роблять можливим вільне проходження сигнальних провідників при розмотуванні під час вільного падіння ВІДПОВІДНО ДО ДОВЖИНИ сигнальних провідників, тобто ВІДПОВІДНО до загальної висоти намотки, фіксувальні пробки можуть займати різні положення всередині трубчастого корпусу Вимірювальна головка роз'ємно, переважно за допомогою защіплювальних елементів, встановлена у трубчастому корпусі, завдяки чому після її вивільнення із трубчастого корпусу вона витягує за собою сигнальні провідники із трубчастого корпусу Для проведення вимірювань у розплавах металів виявилося доцільним, що защіплювальні елементи відпускають вимірювальну головку при зусиллі 300 - 600Н, прикладеному до головки у напрямку осі трубчастого корпусу Крім того, доцільним є, що защіплювальні елементи вимірювальної головки зчіплюються із защіплювальними елементами фіксувальних пробок Вимірювальна головка може містити щонайменше один термоелемент та/або щонайменше один електрохімічний вимірювальний елемент, зокрема, для вимірювання кисню, завдяки чому 56227 6 можливе комбіноване вимірювання кількох парапершій пробці 5 Вигнутий дугою кінець сигнальнометрів го кабелю 2 пропущений крізь осьовий отвір 8 у вимірювальній головці 3 і з'єднаний з контактами 7 Для забезпечення безперешкодного зануренвимірювального елемента всередині вимірювальня і перебування вимірювальної головки у рідині ної головки З вимірювальна головка має густину, більшу або рівну густині рідини, що підлягає вимірюванню На протилежному КІНЦІ намотки сигнальний кабель 2 крізь розміщений поблизу внутрішньої Сигнальні провідники, як правило, у 10 - 50 растінки трубчастого корпусу 1 отвір у другій фіксузів, а в багатьох випадках у 25 - 45 разів довші, ніж вальній пробці 6 пропущено у напрямку другого вимірювальні зонди кінця трубчастого корпусу Цей другий кінець трубДля захисту вимірювального елемента при частого корпусу 1 закритий пробкою 9, в якій розманіпулюванні зондом і при зануренні вимірюваміщений контактний елемент 10 Цей контактний льної головки вона має захисний ковпак, який міселемент 10 служить для забезпечення контакту тить вимірювальний елемент і виготовлений із розміщених у сигнальному кабелі 2 сигнальних матеріалу, що розчиняється або розплавляється у провідників за допомогою подовжувального чи рідині, що підлягає вимірюванню компенсаційного кабелю з пристроєм індикації та Нижче приклад здійснення винаходу детальобробки ніше пояснюється з використанням креслень На них зображено На фіг 2 детально зображено розміщення вимірювальної головки 3 у трубчастому корпусі 1 На фіг 1 заглибний вимірювальний зонд із розрівимірювальній головці 3 встановлено ЗОВНІШНІЙ заним трубчастим корпусом, захисний ковпак 11 для захисту вимірювальних фіг 2 переріз передньої частини вимірювальелементів від механічних пошкоджень, передовного зонду згідно з фіг 1 сім, при падінні вимірювальної головки 3 на поверЗаглибний вимірювальний зонд містить трубхню розплаву металу, що підлягає вимірюванню В частий корпус 1, який може бути виготовлений із разі проведення вимірювань у розплаві сталі захикартону Всередині трубчастого корпусу 1, почисний ковпак 11 також може бути виготовлений із наючи від кінця, розміщений намотаний сигнальсталі Всередині цього, закріпленого на ЗОВНІШНІЙ ний кабель 2, причому, ЗОВНІШНІЙ ряд витків приляповерхні вимірювальної головки 3, захисного ковгає до внутрішньої поверхні трубчастого корпусу 1 пака 11, безпосередньо навколо вимірювального У сигнальному кабелі 2 об'єднані сигнальні провіелемента встановлено ще один захисний ковпак дники, окремо на кресленні не показані Розміщені 12, який після проходження вимірювальною голоу сигнальному кабелі 2 сигнальні провідники одвкою 3 можливо наявного шару шлаку також розним кінцем прикріплені до вимірювальної головки плавляється і відкриває дії розплаву розміщені під З Вимірювальна головка 3 закріплена на КІНЦІ труним не зображені на фігурі вимірювальні елеменбчастого корпусу 1 За допомогою защіплювальти Самі вимірювальні елементи можуть бути виних елементів 4 вимірювальної головки 3 і защіпконані у вигляді добре відомих фахівцеві термолювальних елементів 4' фіксувальної пробки 5 елементів чи кисневих вимірювальних елементів з вона утримується у цій пробці 5 Фіксувальна протвердим електролітом бка 5, у свою чергу, закріплена у трубчастому корпусі 1 Безпосередньо до фіксувальної пробки 5 Під час експлуатації заглибний вимірювальний прилягають витки сигнального кабелю 2 потрібної зонд випускають із, наприклад, штабельного магадовжини, наприклад, 20 - 30м На протилежному зину Він у режимі вільного падіння падає вниз, вимірювальній головці 3 КІНЦІ трубчастого корпусу причому сигнальний кабель 2 розмотується Шля1 з приляганням до витків сигнального кабелю 2 хом прикріплення заднього кінця вимірювального встановлена друга фіксувальна пробка 6, яка разонду до пристрою індикації і обробки за допомозом із першою фіксувальною пробкою 5 забезпегою контактного елемента 10 і пробки 9 трубчасчує, що витки не сплутуються до і під час використий корпус 1 може опускатися вниз лише на певну тання вимірювального зонду ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО, відстань Шлях падіння залежить від довжини положення другої фіксувальної пробки 6 всередині з'єднувальних провідників між вимірювальним зотрубчастого корпусу 1 залежить від довжини сигндом і пристроєм індикації і обробки При досягнального кабелю 2 На фіг 1 схематично зображененні цього максимального шляху падіння трубчано положення другої фіксувальної пробки 6 для стого корпусу 1 його рух раптово припиняється, на кількох різних довжин сигнального кабелю Витки вимірювальну головку 3 діє сила, яка витягує и із намотані всередині, вздовж внутрішньої поверхні першої фіксувальної пробки 5, внаслідок чого патрубчастого корпусу 1, починаючи від другої фікдіння головки продовжується, причому, вона витясувальної пробки 6, у напрямку переднього кінця гує за собою намотаний сигнальний кабель 2 трубчастого корпусу 1, до вимірювальної головки Вимірювальна головка 3 виконана порівняно З Далі другий ряд витків намотаний у протилежкомпактною і виготовлена із сталі Тому при падінному напрямку, до другої фіксувальної пробки 6, а ні на поверхню розплаву вона занурюється у роззвідти третій, внутрішній ряд витків намотаний у плав, після чого можуть здійснюватися вимірюваннапрямку вимірювальної головки, встановленої у ня 56227 £c.:r ФІГ. 2 ФІГ. 1 Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24