Пристрій для вимірювання температури розплаву металу

Реферат: Пристрій для вимірювання температури розплаву металу складається з оптичної головки, яка містить лінзу, що фокусує випромінювання від розплаву металу на волоконний оптичний кабель, сигнал з якого надсилається в блок обробки інформації для визначення температури розплаву. Оптична головка обладнана наконечником, виконаним у вигляді графітової трубки, отвір якої зі сторони металу захищений ковпачком з легкоплавкого матеріалу. UA 83015 U (12) UA 83015 U UA 83015 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до метрології, і зокрема може бути використана в сталеливарному виробництві для вимірювання температури розплаву металу в процесі електрошлакового переплаву. Температурний режим процесу плавлення визначає властивості металу, отриманого шляхом електрошлакового переплаву. Тому вимірювання температури як шлаку, так і розплаву металу в процесі електрошлакового переплаву є актуальною задачею. Для вимірювання температури розплаву металу широко використовується контактний метод вимірювання температури з використанням термоелектричного перетворювача [1]. Відома конструкція пристрою (дивись [1] сторінка 367-381), що складається з головки, яка містить термоелектричний перетворювач (термопару), сигнал з якого надсилається в блок обробки інформації для визначення температури розплаву. Головка містить захисний ковпачок з легкоплавкого матеріалу, який розплавлюється при проходженні головки з термопарою через шар шлаку. При цьому термоелектричний перетворювач (термопара) контактує з розплавленим металом. Сигнал з термопари надсилається в блок обробки інформації для визначення температури розплаву. Недоліком конструкції є те, що вона є одноразовою: головка з термопарою руйнується під час занурення в розплав металу, тому великі матеріальні витрати на придбання і заміну перетворювачів; пристрій має велику похибку вимірювання, висока інерційність вимірювання; вплив потужного електромагнітного поля і високої температури шлаку, крізь який проходить головка, на результати вимірювання та інше. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого є вибраний як прототип пристрій для вимірювання температури розплаву металу (дивись [1] сторінка 510). Пристрій складається з оптичної головки, яка містить лінзу, що фокусує випромінювання від розплаву металу на волоконний оптичний кабель, сигнал з якого надсилається в блок обробки інформації для визначення температури розплаву. Такий пристрій (пірометр) призначений для безконтактного, багатократного, дистанційного вимірювання температури розплаву. Пристрій має малу інерційність, малу похибку вимірювання. Однак і така конструкція пристрою не вирішує всіх питань, не дає можливості визначення температури розплаву металу під шаром шлаку при електрошлаковому переплаву. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення конструкції пристрою, в якому завдяки спеціальному виконанню оптичної головки, забезпечується можливість вимірювання температури за випромінюванням розплаву металу, в тому числі і в процесі електрошлакового переплаву. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для вимірювання температури розплаву металу, що складається з оптичної головки, яка містить лінзу, що фокусує випромінювання від розплаву металу на волоконний оптичний кабель, сигнал з якого передається в блок обробки інформації для визначення температури розплаву, згідно з корисною моделлю, оптична головка обладнана наконечником, виконаним у вигляді графітової трубки, отвір якої зі сторони металу захищений ковпачком з легкоплавкого матеріалу. Відмінні ознаки запропонованого пристрою дозволяють розширити функціональні можливості пристрою для вимірювання температури розплаву металу безконтактним оптичним методом. На фіг. 1 наведений запропонований пристрій, де позначено: 1 - оптична головка, 2 лінза, 3 - волоконний оптичний кабель, 4 - блок обробки інформації, 5 - наконечник, 6 - ковпачок з легкоплавкого матеріалу. На фіг. 2 наведена схема вимірювань температури розплаву запропонованим приладом. Працює прилад у такий спосіб. Коли виникає потреба заміряти температуру металу, що знаходиться під шаром шлаку, оптичну головку 1, обладнану наконечником 5 з встановленим на ньому ковпачком 6 (дивись фіг. 1) занурюють в розплав металу через шар шлаку (дивись фіг. 2). При проходженні оптичної головки через шлак в розчин металу, ковпачок з легкоплавкого матеріалу (наприклад алюмінію) розплавляється і через керамічну трубку буде видно розплав металу. За допомогою лінзи 2, через волоконний оптичний кабель 3, випромінювання від розплавленого металу потрапляє в блок обробки інформації 4, який безпосередньо показує температуру розплаву. Після закінчення вимірювань, оптичний зонд виймається. Для подальшого використання пристрою потрібно на наконечник 5 надіти новий ковпачок 6. Таким чином, у запропонованій конструкції приладу кожне вимірювання пов'язане з втратою дешевого ковпачка (алюмінієвого), а не захисного ковпачка і термоелектричного перетворювача, як у описаного вище контактного методу вимірювань. При цьому зберігається висока точність вимірювань, притаманна безконтактним оптичним приладам і з'являється 1 UA 83015 U 5 можливість для вимірювання температури металу в процесі електрошлакового переплаву, тобто під шаром шлаку. Використання запропонованого приладу дозволить розширити функціональні можливості пристрою, зменшити затрати на проведення вимірів. Пристрій буде корисним в сталеливарному виробництві для вимірювання температури розплаву металу в процесі електрошлакового переплаву. Джерела інформації: 1. Геращенко О.А., Гордов А.Н. и др. Температурные измерения: Справочное издание. – К.: Наук. думка, 1989. - 704 с. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Пристрій для вимірювання температури розплаву металу, що складається з оптичної головки, яка містить лінзу, що фокусує випромінювання від розплаву металу на волоконний оптичний кабель, сигнал з якого надсилається в блок обробки інформації для визначення температури розплаву, який відрізняється тим, що оптична головка обладнана наконечником, виконаним у вигляді графітової трубки, отвір якої зі сторони металу захищений ковпачком з легкоплавкого матеріалу. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2