ТЕРМОПАРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР В СИЛЬНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ Советский патент 1970 года по МПК G01K7/02 

Изобретение относится к области термометрии.

Известны термопары, применяемые для измерения температуры расплавленного металла в индукционной печи. В них погружаемая часть выполнена из огнеупорного материала или стального блока, на который нанесен огнеупорный слой, а для защиты рабочего спая термоэлектродов применены кварцевые или глиноземистые наконечники. Для этой цели применяются и термопары, в которых изолированные термоэлектроды помещаются в фарфоровый чехол. Для защиты от поломок фарфоровый чехол, кроме погружаемой части, армируется стальной трубой.

Известные термопары применяются при кратковременном периодическом измерении и погружаются в расплавленный металл только при включенном индукторе, так как магнитные силовые линии последнего способны создать в корпусе термопары паразитную э. д. с. и быть помехой для истинного значения термоэ. д. с. рабочего спая.

Длительное пребывание кварцевого или глиноземистого наконечника в расплавленном металле ведет к изменению его защитных свойств. К рабочему спаю могут проникнуть агрессивные газы или активные химические элементы из расплавленного металла и шлака, .что снижает точность измерения. Следовательно, известные термопары не могут быть применены для продолжительного измерения расплавленного металла и включены в схему автоматического ведения процесса плавки в индукционной печи.

Предлагаемая термопара отличается тем, что в ней экран совмещен с огнеупорным чехлом, выполненным из металлокерамической массы, заземление к которому подведено

с внутренней стороны в форме бифилярной спирали.

Указанное отличие дает возмолсность повысить точность измерения и использовать предлагаемую термопару для продолжительного

измерения расплавленного металла, включить ее в схему автоматического ведения процесса плавки в индукционной печи.

На чертеже изобран :ена описываемая термопара.

Основными составными элементами термопары являются копцептрично расположенные, изолированные друг от друга и индивидуально заземленные корпуса 1, 2, изготовленные из ферромагнитного материала. К корпусу /

приварен блок 3 из жаропрочной стали, предназначенный для крепления в нем газонепроницаемого трехслойного защитного металлокерамического наконечника 4 при помощи асбестового уплотнения 5. На корпус 2 насажецу 6 винтами (на чертелсе показаны осевыми линиями) нрикреплен изолятор 5, нри помощи которого корпус 2 центрируется по отношению к корпусу 1.

Кольно 7 при помощи накидной гайки 9 зажато в изоляторах 10, 11 и удерживает корпус 2. Изолятор 11, выполненный разрезным из двух частей (что необходимо в случае замены), буртиком опирается на торец корпуса 1. Запас термоэлектродов 12 (на чертеже показаны в двухканальных бусах) может быть размещен в головке 13 термопары. Головка 13 термопары с корпусом 2 соединена при помощи муфты 14.

Применяя газонепроницаемый трехслойный защитный металлокерамический наконечник удлиненной конструкции (180-200 мм), можно добиться того, чтобы корпус термопары не касался расплавленного щлака и металла.

Исходя из распределения магнитных силовых линий индуктора, порол денных и.ми электродинамических сил и .магнитной проницаемости сплава, термопару, необходимо погружать в центре ванны, по линии равного потенциала электромагнитного поля индуктора печи. В точке погружения магнитное поле ослабевает, а направление силовых линий параллельно корпусу термопары, следовательно, паразитная э. д. с. в корпусе наводиться не должна. Но так как магнитное поле способно ра.ссеиваться, а магнитная проницаемость расплавленного металла с изменением химического состава меняется, то не исключена возмолсность, что магнитные силовые линии могут достичь корпуса термопары и быть помехой для истинного значения термо-э.д.с. рабочего спая.

При таком исполнеиии термопары влияние поля магнитного рассеивания и проникщих ослабленных силовых линий воспринимается корпусом I и газонепроницаемым трехслойным защитным металлокерамическим наконечником 4, которые между собой контактно соедииеиы, а наведенная в них паразитная э.д.с. отводится на землю и не нередается в корпус 2. Последний, в свою очередь, является

экраном во избел ание воздействия ослабленного магнитного поля внутри корпуса 1. При этом термоэлектроды полность о защищаются от воздействия магнитных силовых линий, создаваемых индуктором печи.

Термопара была применена при проведении работ по продолл ительному измерению температуры жидкой стали и чугуна в индукционных печах, работающих на частоте 50 гц, 2650 гц и 24 кгц.

Предмет изобретения

Термопара для измерения высоких температур в сильном магнитном поле, например температуры жидкой стали или чугуна в индукционной бессердечниковой печи, горячий спай которой защищен со всех сторон заземленным экраном и огнеупорным наконечником, отличающаяся тем, что, с целью уменьщения инерционности термопары и повыщения точности измерений, в ней экран совмещен с огнеупорным чехлом, выполненным из металлокерамической массы, заземление к которому подведено с внутренней стороны в форме бифилярной снирали.