Способ измерения температуры жидкого металла в вакуумных печах

Авторы патента:

G01J5/00 - Радиационная пирометрия (фотометрия вообще G01J 1/00; спектрометрия вообще G01J 3/00)

Владельцы патента RU 2553421:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (RU)

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при бесконтактном измерении температуры расплавленного металла через смотровое стекло. Способ включает измерение температуры жидкого металла через смотровое стекло с помощью пирометра, сигнал с которого корректируют с учетом электрической проводимости осаждаемой на смотровом стекле пленки. При этом дополнительно осуществляют измерение и коррекцию по температуре осаждаемой пленки на смотровом стекле. Технический результат - повышение точности и расширение диапазона измерения с заданной погрешностью. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к бесконтактному измерению температуры расплавленного металла через смотровое стекло.

Известен способ измерения температуры деталей в герметичных печах сквозь смотровое стекло, на которое во время работы осаждается пленка и вызывает пирометрическое ослабление теплового излучения, поступающего на пирометр, причем измерение производят периодически во время открытия стекла (см. Метрологические основы оптической пирометрии. Киренков И.И. М., Издательство стандартов, 1976, с. 102-114).

Недостатками аналога являются периодическое измерение и большая погрешность измерения ввиду не скомпенсированного пирометрического ослабления светового излучения стеклом, покрытым осаждаемой пленкой.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ автоматического контроля температуры расплавленного металла в вакуумных печах, включающий измерение температуры жидкого металла через смотровое стекло, с помощью пирометра, сигнал с которого корректируют с учетом электрической проводимости осаждаемой пленки (см. а.с. СССР №323672, МПК⁹ G01J 5/00, опубликовано 10.12.1971 г.).

Недостатками прототипа являются низкая точность измерения температуры, особенно в начале работы вакуумной печи, пока осаждаемая пленка смотрового стекла не станет электропроводной, что снижает качество переплавляемого металла в печи.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение точности и расширение диапазона измерения с заданной погрешностью.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе измерения температуры жидкого металла в вакуумных печах, включающем измерение температуры жидкого металла через смотровое стекло с помощью пирометра, сигнал с которого корректируют с учетом электрической проводимости осаждаемой на смотровом стекле пленки, согласно изобретению, дополнительно осуществляют измерение и корректировку по температуре осаждаемой пленки на смотровом стекле.

Данный способ позволит повысить точность измерения температуры и расширить его диапазон.

Сущность способа поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема.

Функциональная схема состоит из смотрового стекла с осаждаемой пленкой 1, пирометра излучения 2, блока усиления 3, элемента сравнения сигналов 4 и устройства отображения температуры 5. На внутренней стороне смотрового стекла с осаждаемой пленкой 1 установлен поверхностный термоэлектрический термометр 6, который последовательно соединен с блоком преобразования 7 и далее с элементом сравнения сигналов 4. Осаждаемая пленка 1 смотрового стекла соединена с блоком измерения электрической проводимости 8, блоком преобразования 9 и далее с элементом сравнения сигналов 4.

Способ измерения температуры жидкого металла в вакуумных печах осуществляли следующим образом.

Измерение температуры жидкого металла в вакуумной печи (на чертеже не показана) осуществляли, через смотровое стекло с осажденной пленкой 1 с помощью пирометра излучения 2, который преобразовывали в электрический сигнал, усиливали блоком усиления 3 и подавали на элемент сравнения сигналов 4. Температуру жидкого металла определяли по показанию устройства отображения температуры 5.

Температуру осаждаемой пленки 1 на смотровом стекле измеряли поверхностным термоэлектрическим термометром 6, закрепленным на внутренней стороне смотрового стекла, на котором осаждалась пленка 1. Выходной сигнал с поверхностного термоэлектрического термометра 6 подавали на блок 7 функционального преобразования и далее для корректировки по температуре осаждаемой пленки 1 на элемент сравнения сигналов 4.

Когда пленка достигала определенной толщины и становилась электропроводной, осуществляли коррекцию по электрической проводимости осаждаемой пленки 1, при этом блоком измерения электрической проводимости 8 измеряли электрическую проводимость осаждаемой пленки 1, сигнал с которого подавали на блок преобразования 9, и далее на элемент сравнения сигналов 4 для корректировки по электрической проводимости осаждаемой пленки 1 на смотровом стекле.

Таким образом, в элементе сравнения сигналов 4 температуру жидкого металла корректировали и по температуре, и по электрической проводимости осаждаемой пленки 1.

Скорректированный сигнал с элемента сравнения 4 подавали на устройство отображения температуры 5, по показаниям которого судили о температуре жидкого металла в вакуумной печи.

Использование предлагаемого технического решения позволит по сравнению с прототипом повысить точность измерения температуры жидкого металла в вакуумных печах и расширить диапазон измерения с заданной погрешностью, особенно, когда слой осаждаемой пленки не обладает электрической проводимостью.

Способ измерения температуры жидкого металла в вакуумных печах, включающий измерение температуры жидкого металла через смотровое стекло с помощью пирометра, сигнал с которого корректируют с учетом электрической проводимости осаждаемой на смотровом стекле пленки, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют измерение и корректировку по температуре осаждаемой пленки на смотровом стекле.

Изобретение относится к области тепловизионной техники и касается способа бесконтактного измерения яркостной температуры объекта. Способ включает формирование на одной длине волны инфракрасного излучения двух изображений на каждом из двух матричных приемников изображения.

Способ мониторинга интересующей высокотемпературной области газотурбинного двигателя // 2551479

Изобретение относится к области контроля работы двигателей и касается способа мониторинга высокотемпературной области в газотурбинном двигателе. Для реализации способа в стационарной лопатке с внутренним охлаждением создают порты для мониторинга.

Охлаждаемое основание фотоприемного устройства // 2539791

Изобретение относится к системам охлаждения фотоприемных устройств. Охлаждаемое основание фотоприемного устройства выполнено из материала, имеющего одинаковый или близкий к охлаждаемому элементу коэффициент теплового расширения и для снижения неравномерности охлаждения через всю длину основания проходит отверстие, в которое помещается тепловая труба, а оставшийся зазор между тепловой трубой и отверстием основания заполняется галлием, образуя механическую связь с хорошей теплопроводностью.

Способ дистанционного измерения температуры среды // 2534452

Изобретение относится к области пирометрии и касается способа дистанционного измерения температуры. В среду для измерения ее температуры помещают светоизлучающий прибор (светодиод или лазер).

Детектор микроволнового излучения и содержащее его устройство тепловой обработки // 2532892

Настоящее изобретение относится к детектору микроволнового излучения для измерения внутренней температуры образца белковосодержащего вещества, например мяса. Заявлено устройство тепловой обработки, предназначенное для тепловой обработки белковосодержащих пищевых продуктов (3) и включающее детектор (1) микроволнового излучения для измерения внутренней температуры белковосодержащего пищевого продукта (3), средство перемещения для транспортировки продуктов (3) через устройство в направлении перемещения (y-направление), так что продукты (3) проходят под неподвижным детектором (1), и средства воздействия на тепловую обработку, управляемые по сигналу детектора (1).

Способ и устройство для измерения температуры многожильного материала // 2529778

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры многожильного материала, подлежащего нагреванию до расчетной температуры.

Способ и система коррекции на основе квантовой теории для повышения точности радиационного термометра // 2523775

Заявленное изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для коррекции на основе квантовой теории температуры радиационного термометра.

Способ измерения профиля температуры в конструкционных материалах // 2521217

Изобретение относится к области оптической пирометрии и касается способа измерения профиля температуры в конструкционных материалах. Способ включает формирование каналов разной глубины в толщине конструкционного материала и проведение температурного сканирования в подготовленных каналах системой дистанционных инфракрасных пирометров.

Заливной криостат для приемника инфракрасного излучения // 2492435

Изобретение относится к конструктивным элементам регистрирующей техники. .

Детектор электромагнитного излучения и способ изготовления такого детектора // 2473872

Способ учета влияния нестабильности излучения лазера при воспроизведении и передаче единицы мощности // 2559988

Изобретение относится к области фотометрии и касается способа учета влияния нестабильности лазера при воспроизведении и передаче единицы мощности. При проведении измерений используют два измерительных преобразователя, постоянные времени которых отличаются не менее чем на два порядка. По выходным сигналам преобразователей определяют импульсные функции измерительных преобразователей и вычисляют свертку сигнала от измерительного преобразователя с меньшей постоянной времени с импульсной функцией измерительного преобразователя с большей постоянной времени. Затем вычисляют коэффициент пропорциональности между функцией измерительного преобразователя с большей постоянной времени и результатом полученной свертки. За коэффициент передачи единицы средней мощности принимают вычисленный коэффициент пропорциональности. Технический результат заключается в повышении точности измерения в условиях нестабильного лазерного излучения. 1 ил.

Инфракрасное измерение температуры и его стабилизация // 2567095

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры объекта. Представлены варианты системы инфракрасного (ИК) измерения температуры. Данное изобретение активно стабилизирует температуры объектов поблизости и на пути между инфракрасным (ИК) датчиком и целевым объектом. Для регулирования мощности, подаваемой на термопреобразователи сопротивления (RTD), используются измеритель и регулятор температуры, который регулирует силу тока, подаваемую на RTD. В результате температуры объектов, видимых в ИК-диапазоне, могут активно стабилизироваться при изменениях, например изменениях в температуре окружающей среды, что приводит к эффективным и точным показаниям температуры. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 16 ил.

Способ и устройство для определения концентрации сажи в моторном масле двигателей внутреннего сгорания // 2573168

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения концентрации сажи в моторном масле двигателей внутреннего сгорания. Заявленное изобретение касается способа определения концентрации сажи в моторном масле двигателей внутреннего сгорания, при котором определенное количество моторного масла с определенной скоростью течения направляется вдоль измерительного участка (2) и/или через него. Моторному маслу в области измерительного участка (2) подается энергия по меньшей мере от одного источника (13) энергии таким образом, что содержащиеся в моторном масле частицы сажи по меньшей мере частично поглощают эту энергию. Затем количество энергии, поглощенное в области участка (2) измерения, регистрируется и исходя из этого определяется концентрация сажи в моторном масле. Кроме того, заявлено устройство для определения концентрации сажи в моторном масле двигателей внутреннего сгорания. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ и установка для измерения температуры расплавленного металла // 2576277

Изобретение относится к области измерения температуры. Технический результат - повышение точности измерения. Измерение температуры расплава осуществляется оптическим волокном, которое подается в расплав через одноразовую направляющую трубку. При этом оптическое волокно и погружной конец одноразовой направляющей трубки погружаются в расплав со скоростями подачи, независимыми друг от друга. Установка для измерения температуры расплава, в частности расплавленного металла, содержит оптическое волокно и одноразовую направляющую трубку, имеющую погружной конец. При этом оптическое волокно частично расположено в одноразовой направляющей трубке, причем внутренний диаметр одноразовой направляющей трубки больше, чем наружный диаметр оптического волокна. При этом упругая заглушка расположена на втором конце или внутри одноразовой направляющей трубки и оптическое волокно подается через упругую заглушку. При этом упругая заглушка уменьшает зазор между оптическим волокном и одноразовой направляющей трубкой. Установка содержит катушку волокна и механизм подачи для подачи оптического волокна и одноразовой направляющей трубки, при этом механизм подачи содержит по меньшей мере два независимых подающих двигателя, один - для подачи оптического волокна и один - для подачи одноразовой направляющей трубки. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ дистанционного измерения температуры // 2589525

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дистанционного измерения температуры среды или объектов в различных сферах промышленности, в том числе при криогенных температурах. Согласно заявленному изобретению используют полупроводниковый лазерный диод. Помещают его в среду или устанавливают на объект для измерения их температуры. Наблюдают за излучением светоизлучающего прибора. Определяют значения яркости Е(Т0) излучения при исходной температуре T0 и яркости Е(Tx) излучения при температуре Тх среды, и по калибровочной (градуировочной) зависимости δE(T)=Е(Т)/Е(Т0) оценивают температуру Тх среды. Технический результат - упрощение способа дистанционного определения температуры среды. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство измерения температуры поверхности и способ измерения температуры поверхности // 2593923

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры поверхности материала объекта, такого как стальной материал, в процессе охлаждения водой. Устройство 100 измерения температуры поверхности в соответствии с настоящим изобретением включает в себя радиационный термометр 1, выполненный с возможностью обнаружения света теплового излучения, испускаемого от поверхности материала W объекта измерения температуры в процессе охлаждения водой, корпус 2, имеющий отверстие на стороне материала W объекта измерения температуры, причем корпус 2 вмещает внутри корпуса 2 по меньшей мере блок 11 приема света радиационного термометра 1 среди структурных элементов радиационного термометра 1 и оптическое стекло 3, которое подогнано и уплотнено внутри корпуса 2 между материалом W объекта измерения температуры и блоком 11 приема света радиационного термометра 1, причем оптическое стекло 3 выполнено с возможностью пропускания света теплового излучения. Оптическое стекло 3 имеет на стороне заданного материала W с измеряемой температурой крайнюю поверхность, смежную с поверхностью материала W объекта измерения температуры. Технический результат - повышение точности измерения температуры поверхности объекта. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способ измерения интегральной излучательной способности с помощью прямого лазерного нагрева (варианты) // 2597937

Изобретение относится к измерительной технике. Способ измерения интегральной излучательной способности заключается в закреплении эталонного образца в виде абсолютно черного тела (АЧТ) и в отдельной вакуумной камере исследуемого образца твердого тела, нагревании эталонного образца указанного образца до установленной температуры Т поверхности образца твердого тела и регистрации термоприемником лучистой энергии, испускаемой с поверхности исследуемого образца для сравнения с АЧТ, коэффициент излучения которого известен, при одинаковой температуре поверхности Т. Нагревание исследуемого образца твердого тела до установленной температуры Т на его поверхности осуществляют прямым лазерным излучением. В качестве термоприемника лучистой энергии использован яркостный пирометр при известности на длине волны пирометра спектральной излучательной способности или спектропирометр. Зеркальный пирометр полного излучения привязан к абсолютной энергетической шкале через калиброванную модель эталонного образца, при этом зеркальную систему зеркального пирометра полного излучения направляют на исследуемый образец и осуществляют регистрацию температуры Т на поверхности исследуемого образца. Интегральная излучательная способность исследуемого образца твердого тела определяется как ε(T)=Q(T)/QАЧТ(T), где Q(T) и QАЧТ(T) соответственно удельные потоки теплового излучения реальной поверхности и (АЧТ) при одинаковой температуре Т. Изобретение обеспечивает упрощение способа и повышение достоверности результатов измерений за счет исключения влияния радиационных потоков тепла. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

Способ и устройство для измерения излучательной способности и плотности сырой нефти // 2601225

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерении плотности сырой нефти в градусах API. Устройство для применения при измерении плотности сырой нефти в градусах API содержит трубопровод (1) для нефти, термопару (4) в трубопроводе для измерения температуры нефти при контакте с ней, сапфировое окно (3) в трубопроводе, инфракрасный термометр (5, 6) для измерения температуры нефти через окно и средство (20) для сравнения измерений температуры, полученных термометрами, с получением меры излучательной способности сырой нефти и, таким образом, ее плотности в градусах API. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ определения температуры пористого слоя по изменениям показателя преломления при адсорбции // 2602421

Изобретение относится к области измерений температуры тонких поверхностных слоев, в частности пористого диэлектрического слоя в химической промышленности (катализ), при изготовлении оптических и химических сенсоров, а так же в процессе криогенного травления диэлектриков в технологии микроэлектроники. Заявлен бесконтактный способ измерения температуры пористого слоя, характеризующийся тем, что температура пористого слоя определяется по калибровочным графикам зависимости показателя преломления пористого слоя от температуры при постоянном давлении паров выбранных химических соединений, адсорбирующихся в пористом слое, рассчитанным на основе экспериментальных графиков зависимости показателя преломления пористого слоя от относительного давления летучих паров в этом слое при комнатной температуре. Технический результат - повышение точности получаемых результатов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ измерения интегральной излучательной способности с применением микропечи (варианты) // 2607671

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании излучательных свойств материалов. Способ измерения интегральной излучательной способности заключается в закреплении в отдельной камере исследуемого образца твердого тела, нагревании указанного образца до установленной температуры T на его поверхности и регистрации термоприемником лучистой энергии, испускаемой с поверхности исследуемого образца. Перед нагревом исследуемый образец помещают в тело графитового блока, окруженного теплоизоляцией со сверхнизкой теплопроводностью, и осуществляют нагревание графитового блока путем подвода к локальной зоне графитового блока прямого лазерного излучения до нагрева этого блока до установленной температуры T и одновременного нагрева размещенного в теле этого блока исследуемого образца путем передачи тепла от графитового блока образцу до состояния равенства их температур нагрева. Затем выводят исследуемый образец из тела графитового блока и помещают его в область визирования пирометром полного излучения, выполняющим функцию термоприемника лучистой энергии. Затем осуществляют охлаждение образца естественным образом за счет потерь тепла излучением с одновременной регистрацией темпа остывания образца, обусловленного суммарными радиационными потерями с его полной поверхности, для измерения термограммы охлаждения и вычисления интегральной излучательной способности. Технический результат – повышение достоверности получаемых результатов. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.