УСТРОЙСТВО для КОСВЕННОГО КОЛИЧЕСТВЕННОГО Советский патент 1973 года по МПК G01K7/02 

1

Изобретение относится к устройствам для косвенного количественного определения компонента сплава из электропроводного расплава с несколькими компонентами, причем расплав образует общий термоэлектрод дифференциальной термопары и возникающая при определенной температуре расплава установленная разность электродвижущей силы измеряется вольтметром в качестве аналогового значения имеющегося в расплаве количества компонента сплава.

Для определения примесей в токопроводящем расплаве известно устройство с дифференциальной термопарой, общим термоэлектродом которой служит расплав, а два других термоэлектрода имеют разную массу, и измерительной схемой. Оно является устройством одноразового действия. Кроме того, при необходимости измерения также температуры расплава устройство усложняется.

Исходя из показаний дифференциальной термопары можно определять имеющееся в данный момент в расплаве количество контролируемого компонента при помощи специального преобразователя или же косвенно путем сравнения с градуировочной кривой термоэлементов, структура которых известна. Однако известный способ значительно ограни2

чивает возможность арименения имеющихся устройств и точность их измерения.

Так обстоит дело при качественном определении примеси или компонентов сплава, исходя из электропроводного расплава, неизбежном для непосредственного определения разности термоэлектродвижущей силы, которая представляет существующий в данный момент состав сплава и дает возможность одновременно измерять температуру расплава. Это означает, что, в дополнение к имеющимся дифференциальным термоэлементам, является необходимой установка устройства для измерения температуры в зоне расплава, что вызывает увеличение расходов на соответствующее оборудование. С точки зрения измерительной техники, при этом выявляется еще один фактор, который в основном заключается в том, что температура расплава в разных местах находится на разном уровне, что вызывает неточности и ощибки в измерениях, так как измерение исходной температуры должно принудительно производиться в области- расплава, близко расположенной к дифференциальной термопаре.

Целью изобретения является возможность одновременного измерения температуры расплава при высокой точности измерений и упрощен-ие конструкции. Эта цель достигается тем, что один из термоэлектродов дифференциальной термопары выполнен в виде кольца, закрепленного в корпусе устройства, а второй термоэлектрод выполнен в виде стержня, коаксиального с первым термоэлектродом и скрепленного с ним посредством электроизоляционного кольца, причем во втором термоэлектроде выполнен продольный канал, в который вставлена термопара для измерения ю температуры расплава, подключенная к дополнительному измерительному прибору. Кроме того, термопара для измерения температуры расплава может быть выполнена в виде двух термоэлектродов, вставленных до упора 15 в два канала во втором термоэлектроде дифференциальной термопары и замкнутых через него, либо в виде одного термоэлектрода, вставленного до упора в канал во втором термоэлектроде дифференциальной термопары, 20 служащем также вторым термоэлектродом упомянутой термопары для измерения температуры расплава. Дифференциальная термопара в таком выиолнении позволяет определять последовательно во времени несколько 25 различно изменяющихся в своей концентрапии компонентов сплава или же одновременно несколько компонентов сплава, изменяющихся в своей концентрации в известном соотнощении один к другому. Посредством установки 30 стержневого термоэлектрода из электропроводного, огнестойкого материала, применяемая для измерения температуры термопара надежно защищена от расплава и зстановка ее значительно упрощена. Кроме того, при 35 одновременном улучшении точности измереНИИ, значительно увеличивается продолжительность службы термопары. Этими дифференциальными термопарами оказывается возможным точно определять в течение коротких 40 интервалов времени или непрерывно изменяющиеся компоненты сплава и одновременно существующую в данный момент температуру сплава. В результате этого создается возможность проводить плавку более точно в отно- 45 щении состава сплава и, тем самым, значительно улучщить качество сталей. На фиг. 1 показана дифференциальная термопара со стержневым термоэлектродом, в продольном канале которого установлена тер- 50 мопара для измерения температуры, продольный разрез; на фиг. 2 - дифференциальная термопара с термопарой, установленной в продольном канале стержневого термоэлектрода и имеющий два термоэлектрода, замыкаю- 55 щихся через термоэлектрод дифференциальной термопары, продольный разрез; на фиг. 3 - дифференциальная термопара с каналом, в который вставлен один термоэлектрод термопары для измерения температуры, 60 BTojjHM термоэлектродсм которой служит тер- . моэлектрод дифференциальной термопары, продольный разрез. В отверстие корпуса / устройства, образованного, например, погружной головкой труб- 65 5 ки для ввода в ванну добавок или непосредственно стенкой печи, вставлен термоэлектрод 2 ь виде кольца из электропроводного огнестойкого материала, в котором укреплен посредством электроизолированного удерживающего кольца 3 стержневой термоэлектрод 4 из электропроводного огнестойкого материала. Стержневой теомоэлектрод 4 может состоять, например, из сплава вольфрама с рением, из графитированного шамота, керамики или электропроводных тз гоплавких окислов металла. Металлические порошковые материалы из карбидов тугоплавких металлов также пригодны для этой цели, Обычная термопара 5 (см. фиг. 1) установлена в продольном канале 6 термоэлектрода 4 и поддерживается распорной деталью 7. Термопара 5 для измерения температуры сплава, спай которой находится на дне продольного канала 6, подключена к дополнительному вольтметру 8 для измерения электродвижущей силы термопары. Термоэлектрод,ы 2 ц 4 составляют дифференциальную термопару, общий термоэлектрод которой образуется расплавом, и подключены для измерения разности электродвижущей силы термопары к вольтметру 9. Измеренное напряжение пропорционально количеству имеющегося в даный момент в сплаве контролируемого компонента. Термоэлектрод 4 в другом варианте выполнения (см. фиг. 2) может иметь два продольных канала 6, в которые вставлены термоэлектроды термопары, электроизолированные от термоэлектрода 4. Соседние спаи термопары расположены на дне продольных каналов 6 термоэлектрода 4 и соединяются друг с другом электропроводным, огнестойким материалом самого термоэлектрода 4. Кроме того, термоэлектрод 4 (см. фиг. 3) может иметь в ином варианте выполнения только один продольный канал 6, в который вставлен один термоэлектрод термопары 5, электроизолированной от термоэлектрода 4, соединенный с ним проводом, в то время, как второй термоэлектрод термопары 5 образуется самим термоэлектродом 4. Тем самым, обе измерительные цепи образуют общий термоэлектрод термопары и общую измерителньзю электропроводку и составляют простую по конструкции дифференциальную термопару, оборудованную устройством для измерения температуры, Предмет изобретения 1. Устройство для косвенного количественного определения компонента сплава в электропроводном расплаве с несколькими компонентами, содержащее дифференциальную термопару, общим термоэлектродом которой служит расплав, а два других термоэлектрода

которой имеют разную массу и выполнены из тугоплавких материалов, и измерительную схему с измерительным прибором, отличающееся тем, что, с целью одновременного измерения температуры расплава, а также повышения точности измерений и упрощения конструкции, один термоэлектрод дифференциальной термопары выполнен в виде закрепленного в корпусе устройства кольца, второй термоэлектрод выполнен в виде стержня, установлен коаксиально с первым и скреплен с ним посредством электроизоляционного кольца, причем во втором термоэлектроде выполнен продольный канал, в который вставлена термопара для измерения температуры расплава со спаем, расположенным у дна канала.

подключенная к дополнительному измерительному прибору.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что термопара для измерения температуры

расплава выполнена в виде двух термоэлектродов, вставленных до упора в два канала во втором термоэлектроде дифференциальной термопары и замкнутых через него.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что термопара для измерения температуры расплава выполнена из одного термоэлектрода, вставленного до упора в канал во втором термоэлектроде дифференциальной термопары, служащем также вторым термоэлектродом термопары для измерения температуры расплава.