[发明专利]光纤温度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种始终对运用于钢铁用热轧线的感应加热装置内部的温度进行监视的光纤温度传感器。

背景技术

在钢铁用热轧线中，加热炉预先将被加热材料(轧制材料)加热至能进行轧制的温度，粗轧机将被加热材料成形为被称为粗板带的状态。另外，精轧机将粗板带成型为具有所希望的板厚和板宽的薄板。在这样的钢铁用热轧线中，使用了以对线运送中的粗板带温度的下降实现对粗板带升温和均热、以及减轻轧机的负载为目的的感应加热装置。

作为该感应加热装置，一般已知有以升高粗板带的两边缘部的温度为目的的边部加热器、以及以升高整个粗板带的温度为目的的板带加热器。该板带加热器主要由铁心、加热线圈、以及耐热板形成，铁心、加热线圈、以及耐热板被屏蔽罩所覆盖。

来自该热轧线所运送的粗板带的辐射热、锈皮、除锈水浸入感应加热装置的内部，从而发生加热线圈和铁心的过热/烧毁、绝缘破坏、以及寿命减少。

特别是对锈皮、除锈水等浸入到感应加热装置内部最容易受到影响的加热线圈部分的状态进行确认的方法，依赖于热轧线停产时间段内的屏蔽罩的打开检查。

另外，在发生故障之后，即使迅速对感应加热装置进行修复，在有限的热轧线停产时间内也来不及修复感应加热装置，有时运转停止会持续较长时间。

因此，在钢铁用热轧线中，需要用于将在恶劣环境条件下运用的感应加热装置的突发故障防范于未然的监视方法。作为该监视方法，有使用光纤的温度监视装置，该温度监视装置被运用于例如专利文献1所记载的隧道防灾设备等多个领域。

在专利文献1所记载的隧道防灾设备中，使设置于隧道的长度方向的一条光缆的全长起到作为温度传感器的功能，对从光缆的一端到另一端的、遍及全长的温度分布一并进行测定，从而对火灾的发生进行检测。

然而，专利文献1所记载的隧道防灾设备虽然能对沿光纤的长度方向的温度分布进行测量，但温度测定点取决于距离分辨力(resolving power)。因此，能将隧道防灾设备运用于大规模的结构零部件、或以隧道为代表的大规模的线状结构物，但无法在机器内部的、极狭小的空间内直接利用光纤温度监视装置。

作为将光纤温度监视装置适用于该狭小的空间的技术，已知有专利文献2。专利文献2所记载的光纤温度传感器将光缆卷绕成与距离分辨力相当的长度以上，以对局部温度进行测定。在该专利文献2中，用粘接剂将传感器部与导热性良好的填充材料固定在一起，并将其配置成与被测定体相接触。

发明文献1：日本专利公开平8-4499号公报

发明文献2：日本专利公开平7-181086号公报

发明内容

然而，由于用粘接剂将光缆本身与导热性良好的填充材料固定在一起，因此，温度测定精度会降低。另外，对光缆本身进行固定可能会导致光缆本身在例如热膨胀、收缩重复发生、或光缆本身受到过大的力的情况下发生断路，从而无法进行温度测定。

本发明的问题在于，提供一种光纤温度传感器，即使在处于恶劣环境下、且热膨胀、收缩重复发生或受到过大的力的情况下，所述光纤温度传感器也能始终对感应加热装置的加热线圈的所期望的位置的温度进行测定。

为了解决上述问题，本发明的光纤温度传感器具有如下所述的单元。权利要求1的发明是设置于感应加热装置内的光纤温度传感器，所述感应加热装置设置于钢铁用热轧线上，将光缆容纳于由极薄型片材所形成的框体内从而形成所述光纤温度传感器，所述极薄型片材使用与所述感应加热装置所使用的绝缘材料相同的材质。

权利要求2的发明的特征在于，在权利要求1所记载的光纤温度传感器中，多个由与框体材料相同的材料所形成的极薄圆柱形材料容纳于所述框体内的多处，将所述光缆卷绕在所述多个极薄圆柱形材料的每一个上而不进行固定地卷绕成与距离分辨力相当的长度以上，从而形成多个检测环，利用所述多个检测环，对所述多处的温度进行测定。

权利要求3的发明的特征在于，在权利要求1或权利要求2所记载的光纤温度传感器中，对框体侧面部进行硅密封，利用包含硅类的液体绝缘材料的密封构件对所述框体的整个表面进行密封。

权利要求4的发明的特征在于，在权利要求2或权利要求3所记载的光纤温度传感器中，配置与所述极薄圆柱形材料结构相同的间隔物，以对所述检测环的空隙进行填充。