一种光学连续测温系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种光学连续测温系统，包括测温管、光接收装置和信号分析装置，所述光接收装置内安装有光电传感器和光学元件；所述光接收装置内还设有冷却气流通道和吹扫气流通道，冷却用气体从第一进气口进入所述光接收装置后分成两路，分别通过冷却气流通道和吹扫气流通道去冷却所述光电传感器、吹扫所述光学元件。本光学连续测温系统测温精度高、响应速度高、成本低，可广泛应用在熔融金属或玻璃等高温液体或气体的温度连续测量中。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学测温系统，特别涉及一种利用黑体辐射测温技术的光 学连续测温系统。
技术介绍
在冶金、玻璃、化工等领域的生产过程中，实现对熔融金属、熔融玻璃、 高温气体等温度的连续测量对调整生产工艺、降低能耗、提高产品质量都有重 要意义。日本专利平3-103729公开了一种光学测温系统，包括一端适于插入到熔融 金属中的单层测温管以及与之相连接的光接收装置、信号分析装置，所述光接 收装置内安装光电传感器和光学元件。所述测温管的底端通过热传导感知熔融 金属的温度并发出红外辐射，光接收装置接收红外辐射信号并送信号分析装置， 从而得到熔融金属的内部温度。另外，由于通常要测量熔融金属的温度，温度 往往不低于1200°C，因此光接收装置内的光电传感器的温度也较高。为了使光 电传感器能够较精确和持久地工作，所述测温系统还配有吹扫装置，使用吹扫 装置提供的气体去冷却所述光电传感器。所述测温系统可以测得熔融金属内部 的温度，但也有以下不足所述测温管选用常规耐高温材料，通常为铝、碳、 二氧化硅成分，而碳和二氧化硅在高温下会发生化学反应，生成一氧化硅挥发 物；并且在烧结制造测温管过程中通常使用树脂和沥青等粘合剂，而这些物质 在高温下也易挥发；上述挥发物会污染光接收装置内的光学元件以及测量光路， 增大了测量误差。为了解决上述系统中存在的挥发物污染光学元件及光路导致测量误差增大 的问题，日本专利特開平7-12650公开了一种用于熔融金属温度连续测量的光学 测温系统，包括测温管、光接收装置、信号分析装置和吹扫装置。所述测温管 是复合管，内、外两套管均是一端开口， 一端封闭，所述内套管使用不产生挥 发物的刚玉材料，通过利用辐射测温仪对所述测温管插入钢水中的内套管端部 发出的热辐射进行分析，从而计算出钢水的温度。所述吹扫装置和日本专利平3-103729相同。公开号为CN1561450A和公告号为CN1116593C的中国专利公 开了另外两种光学测温系统，所述测温系统中使用了和上述复合管类似的测温 管。上述复合管结构有效地防止了外管产生的挥发物污染光学元件及光路，但 该方案也有不足由于采用了复合管，故而增大了测量的响应时间，增加的内 管也提高了成本。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述不足，本技术提供了一种有效利用吹 扫装置提供的气体去吹扫光接收装置内光学元件，进而提高光学测温精度和响 应速度、降低成本的光学连续测温系统。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案一种光学连续测温系统，包括测温管、光接收装置和信号分析装置，所述 光接收装置内安装有光电传感器和光学元件；所述光接收装置内还设有冷却气 流通道和吹扫气流通道，冷却用气体进入所述光接收装置后分成两路，分别通 过冷却气流通道和吹扫气流通道去冷却所述光电传感器、吹扫所述光学元件。所述光接收装置包括测量套筒、安装在测量套筒外缘的附加套筒，所述光电传感器和光学元件安装在所述测量套筒内；冷却用气体进入测量套筒后冷却 所述光电传感器，并从所述测量套筒和附加套筒之间流出；在附加套筒内的测 量套筒部分上设有第二进气口，所述测量套筒上还设有出气口；所述冷却用气 体从所述第二进气口进入测量套筒内，并从所述出气口流出。所述第二进气口一侧的测量套筒上还设有凸起；在所述测量套筒上还安装 当其一端在所述凸起和附加套筒的端面间移动时可不覆盖、部分覆盖、完全覆 盖所述第二进气口的调节件。在所述测量套筒上还安装当其移动时可不覆盖、部分覆盖、完全覆盖所述 第二进气口的调节件，所述第二进气口的一侧的测量套筒上或调节件上安装有 密封件。所述凸起上安装有与所述调节件的一端端面配合的密封件。 所述调节件的一端安装有与附加套筒的端面配合的密封件。 所述调节件上还安装有与所述附加套筒的端面配合去固定所述调节件的固定件。所述测量套筒内还安装一专用装置，所述专用装置为中空结构，上端和下端的边缘与所述光接收装置密封接触，所述专用装置的上端边缘开有圈孔；所 述第二进气口设置在所述专用装置的上端和下端之间的测量套筒上。所述测量套筒内还安装一专用装置，所述专用装置为中空结构，上端为中 空管、下端为挡圈，所述挡圈的边缘与所述光接收装置密封接触；所述第二进 气口设置在所述专用装置的上端和下端之间的测量套筒上。所述冷却用气体是无水、无油、无尘的气体。按照本技术的技术方案，由于使用了冷却光接收装置中光电传感器所 需用的气体对光接收装置中的光学元件进行吹扫，并能容易地控制吹扫气的流 量； 一方面提高了光接收装置中光电传感器工作的准确性和持久性，降低了测 量误差，提高了测温精度；另一方面又避免了环境中和测温管产生的挥发物或 蒸发物污染光路和光学元件，降低了测量误差，也得以使用响应速度高、成本 低的单层测温管。附图说明图1是本技术的一种光学连续测温系统的结构示意图； 图2是图1测温系统中的光接收装置的一状态示意图； 图3是图1测温系统中的光接收装置的另一状态示意图； 图4是图1测温系统中的光接收装置的再一状态示意图； 图5是一种图1测温系统中光接收装置内的专用装置的结构示意图； 图6是另一种图1测温系统中光接收装置内的专用装置的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术作进一步详尽描述。 实施例1:如图l、 2所示， 一种光学连续测温系统，应用在钢包400中钢水500的温 度测量，包括测温管200、光接收装置300和信号分析装置100。所述测温管200 是单层管，所述光接收装置300安装在测温管200上，包括端盖2、测量套筒3、 附加套筒4、光电传感器62和光学元件61、 9。所述端盖2上设有第一进气口 1 。所述附加套筒4通过螺纹安装在所述测量 套筒3的外缘，在附加套筒4内的测量套筒3部分上设有第二进气口 7，在所述 进气口7—侧的测量套筒3上还设有凸起31，凸起31上安装有密封件32。所 述测量套筒3上还设有出气口 11。在临近所述进气口 7的测量套筒3内还安装一专用装置6，如图5所示。所 述专用装置6的上端和下端的边缘与测量套筒3相接触，其中下端密封，所述 专用装置6上端的边缘开有一圈孔60。在所述测量套筒3上还安装当其一端在所述凸起31和附加套筒4的端面间 移动时可不覆盖、部分覆盖、完全覆盖所述第二进气口 7的调节件5。所述调节 件5上还安装有与所述附加套筒4的端面配合去固定所述调节件5的固定件63， 本实施例使用螺帽。所述光学元件包括安装在所述测量套筒3内最前端的玻片9以及其他器件， 其它器件如会聚透镜61等的安装方式都是现有技术，在此不再赘述。而光电传 感器62安装在所述光学元件的后方，用于把接收到的测温管200底端发出的红 外辐射信号转换为电信号，并送信号分析装置100分析。上述光学连续测温系统的工作方式为测温管200插入到待测物质中，如 钢水500，测温管200的底端感知钢水500的温度，并发出红外辐射，光辐射通 过玻片9、会聚透镜61之后被光电传感器62接收。信号分析装置100分析光电 传感器62送来的信号，分析得到被测物质如钢水500的温度。由于光接收装置 300应用在高温环境下，因此需要使用无水、无油、无尘的洁净气体来冷却光接 收装置300内的光电传感器62。如图2所示，气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学连续测温系统，包括测温管、光接收装置和信号分析装置，所述光接收装置内安装有光电传感器和光学元件；其特征在于：所述光接收装置内还设有冷却气流通道和吹扫气流通道，冷却用气体从第一进气口进入所述光接收装置后分成两路，分别通过冷却气流通道和吹扫气流通道去冷却所述光电传感器、吹扫所述光学元件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈振华，熊志才，王健，
申请(专利权)人：王健，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]