一种自适应喷气的钢坯表面温度测量系统的制作方法

本实用新型涉及温度测量设备领域，尤其涉及一种自适应喷气的钢坯表面温度测量系统。

背景技术：

我国是一个制造大国，但很多传统工业领域智能制造并没有得到充分的发展，人工智能应用还很有限。目前，温度监测是很多工业生产重要检测指标，温度在线测量对于提高工业产品品质，实现工业生产自动化、智能化控制具有重要意义。目前工业上温度测量已有一些较成熟的技术，例如，一般工业环境下，常采用热电偶和红外测温仪对工业生产过程中的温度进行测量。但是对于某些超温度(温度超过1600℃)，且伴有水汽等外界环境干扰的工况中，像连铸炼钢等行业，温度连续在线测量还没有很好的实现。

技术实现要素：

本实用新型为解决现有的水冷区钢坯表面温度测量时，以水蒸气为主的干扰物质会导致测量结果不准确的问题，所采用的技术方案是：一种自适应喷气的钢坯表面温度测量系统，包括：箱体，所述箱体一端具有出风管，所述箱体内设有晶体棒，所述晶体棒后端连接有伸缩管，所述出风管前端设有温度测量设备，所述晶体棒两侧分别设有一喷气组件，所述晶体棒连接有测温设备；

所述喷气组件包括：储气装置、储气仓和喷管，所述储气装置、储气仓、喷管依次连通，所述储气仓上设有加热设备，且所述储气仓上设有温度表；

所述温度测量设备、所述加热设备、所述温度表和所述伸缩管均连接一控制设备。

进一步改进为，所述喷管为拉瓦尔喷管。

进一步改进为，所述喷管外设有水冷组件。

进一步改进为，所述喷管前端设有半圆台式喷气口。

进一步改进为，所述水冷组件包括水冷套管、水循环设备和水循环阀门，所述水冷套管设置于所述喷管外，所述水循环设备通过进水管和回水管连通所述水冷套管，所述水循环阀门设置于所述进水管和回水管上，且所述水循环设备、所述水循环阀门均与所述控制设备相连接。

进一步改进为，所述控制设备包括：测温控制器、储气仓阀门控制器、加热控制器和伸缩管控制器，所述测温控制器连接所述温度测量设备，所述储气仓阀门控制器连接所述储气仓与所述喷管之间的阀门，所述加热控制器连接所述加热设备，所述伸缩管控制器连接所述伸缩管。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的自适应喷气的钢坯表面温度测量系统，利用温度检测设备测得环境温度，加热喷管喷出的气体温度，再通过喷吹气源产生与环境温度一致的超音速气体射流，排开炼钢、激光加工、晶体生长等工业环境下可能会产生的烟尘、水汽等干扰物，持续吹出稳定无干扰通道，在高温冶炼物和其它信号接收系统之间建立起稳定的表面温度特征信号传输通道，从而实现高温物体表面温度进行连续在线测量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的一种自适应喷气的钢坯表面温度测量系统结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

在实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供了一种自适应喷气的钢坯表面温度测量系统，包括：箱体100，该箱体100可以为一个中空的桶型箱体，所述箱体100一端具有出风管2，所述箱体100内设有晶体棒3，所述晶体棒3后端连接有伸缩管7，该伸缩管7能够带动晶体棒3伸出或缩回出风管2，所述出风管2前端设有温度测量设备1，用于检测所处环境的环境温度，所述晶体棒3两侧分别设有一喷气组件，用于喷射高速气体，所述晶体棒3连接有测温设备8，用于测量钢坯表面温度；

所述喷气组件包括：储气装置13、储气仓6和喷管4，所述储气装置13、储气仓6、喷管4依次连通，储气仓6与喷管4之间设有阀门，所述储气装置13与储气仓6之间同样具有阀门，所述储气仓上6设有加热设备5，用于将储气仓内的气体加热至与环境温度一致，且所述储气仓6上设有温度表19，其中的加热设备5可采用高温电阻丝；

所述温度测量设备1、所述加热设备5、所述温度表19和所述伸缩管7均连接一控制设备9。

本实施例中的储气装置13中储藏有氮气。

本测量系统，利用温度检测设备测得环境温度，加热喷管喷出的气体温度，再通过喷吹气源产生与环境温度一致的超音速气体射流，排开炼钢、激光加工、晶体生长等工业环境下可能会产生的烟尘、水汽等干扰物，持续吹出稳定无干扰通道，在高温冶炼物和其它信号接收系统之间建立起稳定的表面温度特征信号传输通道，从而实现高温物体表面温度进行连续在线测量。

进一步改进为，所述喷管4为拉瓦尔喷管。

进一步改进为，所述喷管4外设有水冷组件。

进一步改进为，所述喷管4前端设有半圆台式喷气口17。

进一步改进为，所述水冷组件包括水冷套管、水循环设备15和水循环阀门14，所述水冷套管设置于所述喷管4外，所述水循环设备15通过进水管和回水管连通所述水冷套管，所述水循环阀门14设置于所述进水管和回水管上，且所述水循环设备15、所述水循环阀门14均与所述控制设备9相连接。

进一步改进为，所述控制设备9包括：测温控制器16、储气仓阀门控制器13、加热控制器11和伸缩管控制器10，所述测温控制器16连接所述温度测量设备1，所述储气仓阀门控制器13连接所述储气仓6与所述喷管4之间的阀门组，所述加热控制器11连接所述加热设备5，所述伸缩管控制器10连接所述伸缩管7。

通过本测量系统进行水冷室内钢坯温度连续在线测温方法，包括以下步骤：

步骤1：调节控制台中的信号转换器，打开水冷组件档位，向两根含有水冷套管的拉瓦尔喷管通过水冷管道注入至水冷套管中，注满后关闭该档位；

步骤2：调节控制台中的信号转换器，打开阀门组档位，将氮气气源通过氮气气源进气口注入两个储气仓至满后关闭该档位，停止时间视储气装置输出效率及储气仓大小而定；

步骤3：调节控制台中的信号转换器，打开“感应系统”档位，发出环境温度测量探测信号，温度测量设备启动工作，在钢坯通过水雾冷却的同时传回环境温度信号；

步骤4：控制与信号接收台根据温度测量设备传回的信号得出水冷室中的实时温度数据；

步骤5：调节控制台中的信号转换器，打开“电流输出”档位，对缠绕在储气仓仓体上的加热设备进行加热，同时在储气仓温度表上反映仓内的实时温度，待储气仓温度表和控制与信号接收台得出的温度数据相一致时，关闭该档位；

步骤6：调节控制台的储气仓阀门控制系统至“on档位”，同时打开两个储气仓的阀门，通过拉瓦尔式喷管的加速，产生超音速气体射流，经气体输出通道穿透水冷室内弥漫的水雾，在射流冲击区出现裸露的钢坯表面；1-2秒后超音速气体的射流稳定，在裸露的钢坯表面和气体输出通道之间形成纯净的圆柱形无水汽晶体测温通道；

步骤7：调节控制台中的信号转换器，打开“伸缩管控制”档位，将固定在伸缩管前端内部的晶体棒通过出风管2伸至水冷室内，对裸露的钢坯表面的温度信号进行接收，确定信号接收时间为tc，tc＝5-10s；

步骤8：温度测量信号经传输导线传输至测温设备的测温控制系统，经计算后得到所测钢坯表面温度，达到设定测温时长tc后，关闭“感应系统”档位、“电流输出”档位和“伸缩管控制”档位，收回晶体棒，调节控制台的储气仓阀门控制系统至“off档位”，测温结束，返回步骤2。

进一步，所述的控制转换器在打开其它档位时不会自动停止对原档位信号的输出，即切换后其它档位不会自动弹回至“off”端，若不需要原档位继续工作，需手动将原档位调至“off”端。

本实用新型中晶体信号接收、储气仓阀门组控制和信号转换器为三个独立的系统，三者互不干扰，独立工作。

本实用新型适用于钢液通过激冷后由拉坯机按一定速度拉出结晶器进行二次冷却及强迫冷却时对钢坯表面的实时温度进行监控。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。