Устройство для измерения температуры жидкого металла Советский патент 1980 года по МПК G01K7/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в металлургии.

Известно устройство для непрерывного измерения температуры жидкого металла в сталеплавильных агрегатах, которое содержит термопару, защитную водоохлаждаемую фурму для ввода термопары в металл, потенциометр ч пирометрическую линию связи от свободных концов термопары до измерительных зажимов потенццрметра, выполненную однородными проводниками 1.

Измерение температуры осуществляется методом автоматической компенсации без учета температуры свободных концов термопары, так как температура свободных концов термопары РП - ЗО/б до 100°С не оказывает практического влияния на результат измерения.

Однако термопары этой градуировки дороги, а применение их для целей измерения температуры металла в сталеплавильных агрегатах приводит к потерям драгоценных термоэлектродов.

Целью изобретения является снижение динамической погрешности устройства.

Достигается это тем, что в известном пирометрическом устройстве, содержащем вольфрам-рениевую термопару, защитную водоохлаждаемую фур- му, потенциометрический мост с ком0пенсирующим терморезистором и пирометрическую линию связи, свободные концы термоэлектродов размещены в центральном канале защитной фурмы и соединены.с вторичным при5бором линией связи, состоящей из однородных проводников, а компенсирующий терморезистор размещен в нагнетательном канале той же фурмы и состоит из стандартного медного тер0мометра сопротивления, подключенного посредством линии связи и подгоночного эквивалентного резистора параллельно плечу потенциометрического моста, которое состоит из маг5нанинового резистора.

На фиг.1 изображен общий вид защитной водоохлаждаемой фурмы с частичным вырезом; на фиг.2 - схема потенциометрического моста с зажи0мами для.подключения пирометричест них линий. Холодные концы термопары 1 соединены с пирометрической линией свя зи 2. Обновление горячего спая 3 термопары возможно за счет запаса термоэлектродов, находящихся в центральном канале фурмы и запаса пирометрической линии связи в катушке 4. Термометр сопротивления 5 размещен в нагнетательном канале фурмы. Охлаждение термометра и свободных концов термопары осуществляется водой, используемой для охлаждения фурмы. Термопара подключается к зажимам 6, а термометр сопротивле ния - к зажимам 7 (см.фиг.2).Подгоночный резистор 8 и резистор 9 пл ча моста выполнены из м-анганина. Усилитель обозначен цифрой 10, двигатель - 11, потенциометрический мост - 12. Работу компенсирующего устройств можно описать следующим математичес ким выражением ( faK.-R. ол V«tz V«ta где R - эквивалентное сопротивление линии до термометра, ом; R - сопротивление манганин вого резистора, ом; сопротивление термомет при температуре +30-С,о R - сопротивление термометр при температуре +10°С, хол изменение ТЭДС холодно спая термопары в преде лах +10 - +30°С, MB; J - ток в нижней ветви мос та, ма. Использование нагнетательного канала защитной фурмы в качестве стабилизатора температуры свободны концов термопары и компенсирующего термометра сопротивления позволяет устранить динамическую погрешность за счет узкого диапазона температу ры охлаждающей воды. Изменение температуры техническ воды, используемой для охлаждения заьцитной фурмы и одновременно свободных концов термопары и компенси рующего термометра сопротивления, непревышает 0,2°С в час, а отклонение от температуры 24°С не превышает i в течение года. Применение термометра сопротивл ния для автоматического введения поправки на температуру свободных концов термопары упрощает технологию наладки и последующих проверок компенсирующего устройства потенци метрического моста с применением магазина сопротивлений и градуировочных таблиц, что не достигается использованием прототипа из-за малой крутизны характеристики компенсирующего терморезистора и, соизмеримости его сопротивления с монтажными проводниками . , Использование для пирометрической линии связи гомогенных проводниковых материалов вместо компенсационных позволяет расширить их ассортимент по техническим условиям, таким как термостойкость, гибкость, влагостойкость, сечение, стоимость, а также позволяет использовать термопары, для которых компенсационные проводники не разработаны. Испытание предложенного пирометрического устройства с автоматической компенсацией температуры свободных концов термопары без компенсационных проводников проводились при измерении термпературы жидкой стали в ванне мартеновской печи завода Амурсталь в период доводки плавки с вольфрам-рениевой термопарой градуировки Вр 5/20 с параллельными измерениями температуры металла платинородиевыми термопарами градуировки РП-ЗО/б. Испытание показало, что точность измерения температуры металла предложенным устройством удовлетворяет предъявленным требованиям. Формула изобретения Устройство для измерения температуры жидкого металла, включающее термопару, водоохлаждаемую защитную фурму, стандартный терморезистор, две пирометрические линии связи и вторичный прибор, отличающееся тем, что, с -Целью снижения динамической погрешности, свободные концы термоэлектродов размещены в центральном канале защитной фурмы и соединены с вторичным прибором линией связи,состоящей из однородных проводников, а компенсирующий терморезистор размещен в нагнетательном канале той же фурмы и состоит из стандартного медного термометра сопротивления, подключенного посредством линии связи и подгоночного эквивалентного резистора, параллельно плечу потенциометрического моста, которое состоит из манганинового резистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Топерверх Н.И., Шерман М.Я. Теплотехнические измерительные и регулирующие приборы. -М.,Металлургия ,. 1966, с.48-49.

0