[发明专利]一种非接触式测温定碳装置及其测定方法

说明书

技术领域：

本发明涉及钢液取样技术领域，具体涉及一种非接触式测温定碳装置及其测定方法。

背景技术：

现代炼钢工艺过程中，钢液的温度和碳含量是炼钢工艺过程的重要影响因素，二者的准确性、实时性显得尤为重要。目前钢厂对钢液的测温主要方式为接触式，即测温元件探入被测介质中，使测温元件与被测介质保持同一温度的测温法，进而测得被测介质的温度；生产实际中常采用的具体测温方法包括热电耦测温和浸入式光纤测温，并且以热电耦测温方法较为普遍。其中，热电耦测温方法是将感温元件进行多层包裹，然后直接插入待测钢液中进行测温。其缺点为，其一，仅当钢液和最内层的感温元件接触达到热平衡以后，才能开始测量温度，故响应时间长；其二，一般为一次性的产品，不能重复利用，成本较高；其三，因与钢液接触，带入杂质，污染钢液。而另一种浸入式光纤测温方法，是直接将感温光纤插入待测钢液中进行测温，此法最大缺点为感温光纤沿着其轴向是不等温的，光纤上传给辐射高温计的红外信号实际上是从钢水温度到环境温度的混合信号，因此无法准确测量出温度。对钢液进行碳含量的测定则主要是根据测定的凝固温度或氧含量，计算得出碳含量，这就要求对钢液的凝固温度的测定一定要准确，否则对碳含量的准确性影响较大。

因此，有必要设计一种测量结果更加准确且更加节约成本的测温定碳装置及其测定方法，以解决上述问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种快速准确、节约成本，自动化程度高的非接触式测温定碳装置及其测定方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种非接触式测温定碳装置，包括：倒置的U型箱体，所述箱体下端开放设置，所述箱体一侧固接第一支臂一端，所述第一支臂另一端通过第一丝母与丝杠连接，取样杆一端穿过箱体上端盖插设于所述箱体中，另一端固接第二支臂一端，所述第二支臂另一端通过第二丝母与丝杠连接，所述丝杠的一端与支架螺纹连接，且丝杠下端悬空，所述支架固定在水平面上，所述丝杠外接第一驱动电机，所述第一驱动电机带动所述丝杠转动，进而带动所述第一丝母和第二丝母分别在丝杠上滑动，使得箱体和取样杆上下运动，所述取样杆为伸缩杆，取样杆伸入箱体一端的端部设置有取样器，取样杆伸出箱体一端的端部外接第二驱动电机，所述第二驱动电机带动取样杆伸缩运动，用以带动取样杆端部的取样器上下运动，所述箱体内吊设有摄像机，用以记录取样器中所取钢液样品的状态变化，所述摄像机通过数据线外接电脑。

所述箱体上端盖由两块方形板拼接组成，两块方形板上分别开设有半圆形通槽，两半圆形通槽围合形成通孔，所述取样杆的杆身穿过所述通孔插设在箱体中。

所述两块方形板一侧分别与箱体侧壁上缘通过合页连接或者销轴连接，每块方形板可绕箱体侧壁翻转。

所述箱体下端还设置有下端盖，将所述箱体围合成一个密闭暗箱结构，用以保证摄像机的拍摄效果，所述下端盖可沿箱体下端面运动，将箱体下端面打开或密封，用以提供取样通道，方便取样器的取样。

所述箱体的内壁设置有电动推杆，电动推杆的推杆端部固接于下端盖的上端面，通过推杆的伸缩，实现下端盖的向下推开和向上闭合。

所述箱体下端设置有第一滑道，所述下端盖的上端面设置有第一滑轨，所述第一滑轨与第一滑道相配合，将下端盖嵌装于箱体下端，所述下端盖可沿箱体下端面水平滑动。

所述箱体侧壁设置有吹气管，所述吹气管上端外接鼓风机，所述吹气管下端开放，用以向箱体下部鼓吹气体。

所述吹气管下端向箱体下部延伸，并弯折一定角度，使得两出气管末端的延长线的交点在所述取样器的正下方。

所述取样器包括L型连杆，所述L型连杆一端固接有取样杯，另一端通过连接螺母与取样杆连接。

所述箱体内吊设有第二滑道，所述第二滑道一端固接于箱体上端盖，所述摄像机上设置有第二滑轨，所述第二滑轨与第二滑道相配合，将摄像机嵌装于第二滑道，上端盖上还设置有定滑轮，细绳一端固定在定滑轮上，另一端绕过定滑轮连接于摄像机，用以调整摄像机在箱体内的高度。

采用上述非接触式测温定碳装置的测定方法，具体步骤如下：

步骤一，启动所述第一驱动电机，通过所述第一丝母和第二丝母在所述丝杠的滑动，调整所述箱体与所述取样杆的高度，将箱体与取样杆均下降到距钢液一定高度处，关闭所述第一驱动电机，对钢液表面吹气，吹开液面渣层；