[发明专利]熔炉氧气探针

说明书

本发明涉及一种用于熔炉的氧气探针。氧气探针包括细长的外导体和在外导体内的内导体。氧气传感器与外导体和内导体电连接。氧气探针还包括密封装置，用于接收内导体，并在导体由于来自熔炉的热量而运动期间保持对参考腔室的密封。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于熔炉的氧气探针。

背景技术

本说明书引用任何的现有技术不是且不应被视为对现有技术形成公知常识的一部分的承认或任何形式的暗示。

氧气探针用于感测熔炉或窑炉中的氧气。已知的传感器具有氧气传感器，该氧气传感器耦合在用于参考信号的内导体与用于返回电气路径的优质钢之间。

为了确保在环境温度至1100℃的温度范围内继续进行探针操作，必须注意不锈钢膨胀系数。对探针性能至关重要的是传感器与不锈钢导体之间的持续电接触。由于熔炉的工作温度，钢通常会发生10毫米的膨胀(对于短探针而言)，因此传感器必须跟踪此长度并继续进行接触，这样才能继续进行感测。

为了支持持续的电接触，使用弹簧将压力施加到传感器上，并通过传感器的尖端抵靠不锈钢护套的内端平移。因此，传感器移动以保持接触，并且特氟隆压缩密封件通常用于提供气密界面，从而允许受控的参考大气。

然而，实际上，特氟龙密封件会定期用很少的手动拧紧吹扫空气螺栓或不锈钢管来锁定。实际上，或者压缩弹簧将施加太大的压力，从而使传感器的端部断裂，导致参考空气泄漏，或者压力不足，从而破坏电接触。无论如何，特氟龙密封件被证明是不可靠的。

优选实施例提供了一种具有用于气密密封的新设计的改进的氧气探针。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于熔炉的氧气探针，该氧气探针包括：

细长的外导体；

所述外导体内的内导体；

与所述外导体和所述内导体电连接的氧气传感器；以及

密封装置，用于接收内导体，并在导体由于来自熔炉的热量而运动期间保持对参考腔室的密封。

密封装置可以在参考腔室和净化腔室之间保持密封。密封装置可进一步保持净化腔室与传感器腔室之间的密封。

优选地，密封装置可包括由弹性体或合成橡胶共聚物形成的密封件。密封件可以是丙烯腈和二烯尤其是丁二烯的共聚物。密封件可能不包含特氟隆。甚至更优选地，密封件可以包括腈材料。密封件可包括头部，尾部从头部延伸。头部可以是带凸缘的。尾部可能是带肋的。密封装置可包括一对抵靠头部的支座。每个支座可以是黄铜环。密封装置可以是管状的以允许内导体通过。密封装置可包括O形圈。

密封装置可提供高达2个大气压的气密密封。

探针还可包括用于使氧气传感器偏置而与内导体接触的偏置装置。偏置装置可包括一个或多个弹簧。

探针可以进一步包括通向参考腔室的参考口。探针可以包括限定参考腔室的头部。外导体可以限定与氧气传感器对准的一个或多个横向孔。探针可以进一步包括与密封装置对准的净化口。

氧气传感器可以包括陶瓷氧气传感器。氧气传感器可以与外导体的一端互锁。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于熔炉的氧气探针，该氧气探针包括：

内导体；

与所述内导体电连接的氧气传感器；以及

密封装置，用于接收所述内导体并在内导体由于来自熔炉的热量而运动期间保持对参考腔室的密封。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于熔炉的氧气探针的密封装置，该密封装置包括密封件。