专利名称：一种高精度连续退火炉在线露点检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种露点检测装置，特别涉及一种高精度连续退火 炉在线露点检测装置。
背景技术：
带钢在连续退火炉中进行脱碳退火时，带钢的碳含量及其表面氧化 程度，受退火炉内气氛的影响很大。为了得到高附加值的带钢，先进的连 续退火炉需要对炉内气氛进行精确控制，而炉内气氛的精确控制又以露点 的精确控制为前提。因此，准确的露点控制对带钢退火后的性能及表面质
量十分重要。
目前，冷镜式露点仪精度最高，理论精度可达士o.厂c露点温度，适
合于先迸的连续退火炉对气氛的精确控制要求，但由于炉内耐材烧损、带 钢表面杂质挥发和脱碳等原因，炉气中存在一定量的烟尘，致使露点仪在 工作过程中，不可避免的会有烟尘沉积到镜面上，造成镜面污染。镜面污
染造成露点检测精度下降，主要表现在两个方面 一是拉乌尔效应，二是 改变镜面本底散射水平。拉乌尔效应是由水溶性物质造成的。如果被测气 体中携带这种物质则镜面提前结露，使露点温度测量产生正偏差。若污染 物是不溶于水的微粒，如灰尘等，则会增加本底的散射水平，从而使露点
仪发生零点漂移。
实际生产过程中，为了保证露点检测的准确，往往需要频繁清洗镜 面，这不但影响了退火炉的生产效率，更在一定程度上造成镜面的磨损， 进而进一步影响检测精度，因此常规露点检测装置无法长时间准确检测连 续退火炉内的真实露点。
发明内容
本实甩新型的目的是提供一种高精度连续退火炉在线露点检测装 置，能长时间连续并准确检测连续退火炉内露点，减少炉气中烟尘对露点测量结果的影响。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，
一种高精度连续退火炉在线露点检测装置，其包括，采样气体管， 其一端口接连续退火炉内；第一露点测量室，其为真空室，其内设一本体， 本体内开设一个贯通的、供待测气体通过的主通道，主通道中间上方开有 一个与主通道垂直连通、供观测的观测通道，主通道下方对应该观测通道 开设一容置空间；观测通道两侧分别斜向开有一个与主通道连通的第一、 第二真空光源通道；所述的采样气体管的另一端口接该第一露点测量室主 通道进口；主通道出口通过管道接气泵，且出口管道还接设一流量计；
第一露点检测单元，包括，第一发光元件、第一单色器，分别设置 于所述的第一露点测量室本体内第一真空光源通道进口端内；第一感光元 件，设置于所述的第一露点测量室本体内第二真空光源通道出口端内；湿 镜或冷凝镜，设置于所述的第一露点测量室本体内主通道下方的一容置空 间内；露点温度检测元件，设置于湿镜或冷凝镜下；
第二露点测量室，同第一露点测量室，包括主通道、与主通道连通 的第一、第二真空光源通道；
第二露点检测单元，包括，第二发光元件、第二单色器，分别设置 于所述的第二露点测量室本体内第一真空光源通道进口端内；第二感光元 件，设置于所述的第二露点测量室本体内第二真空光源通道出口端内；干 镜，设置于所述的第二露点测量室本体内主通道下方的一容置空间内.；
露点温度控制单元，包括，散热元件，设置于第一露点测量室内第 一露点检测单元的露点温度检测元件、湿镜下；散热元件驱动功率放大器， 连接散热元件；I-V转换器，连接散热元件驱动功率放大器；
反射率对比控制电路、光电桥，分别接第一、第二感光元件以及露 点温度控制单元中的散热元件驱动功率放大器；报警装置，连接反射率对 比控制电路。
进一步，所述的第一、第二发光元件为石英壳钨灯，第一、第二单
色器为光经过单色器后其波长人介于1000 1200 nm的光栅单色器。 又，所述的露点温度检测元件为铂电阻组件。 另外，本发明所述的散热元件为制冷半导体或散热器。所述的制冷半导体是利用帕尔帖效应制成的三级制冷半导体。 本实用新型的基本工作原理是在入射光强不变的情况下，结露前 后控温镜面的反射光束会由强转弱，光电流减小。光电流的变化经放大器 放大后控制加热器或冷却器通断。当光电流减少到一阀值时，加热器接通， 镜面温度上升，雾气消失，于是光电流又增大，使加热器断开而接通冷却 器，使镜面温度降低，又使镜面出现雾气；如此反复，使镜面温度常保持
在露点温度附近，此温度由热电阻加以测量并供记录。 本实用新型有益效果
本实用新型采用近红外光，其波长人介于1000 1200 nm内的某一单 色光作为入射光源，该波长范围内的入射光对H20的反射率低、对烟尘， 尤其是碳粉的反射率高，从而减少镜面碳粉对露点检测的影响。
另外，本实用新型采用双镜双光路的露点控制方法，补偿了镜面污 染对测量结果的影响。因此，本实用新型能长时间连续并准确检测连续退 火炉内的露点，减少炉气中烟尘对露点测量结果的影响。此外，由于采用 了镜面实际反射率与标准镜面放射率的对比控制电路，可以自动、准确地 判断出镜面上的烟尘对测量结果的影响。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1虚线框中的露点检测部分示意图。
图3为本实用新型的露点控制原理示意图。
具体实施方式
参见图1 图3，本实用新型的高精度连续退火炉在线露点检测装置， 其包括，
采样气体管l，其一端口接连续退火炉10内；
第一露点测量室2，其为真空室，其内设一本体20，本体内开设一 个贯通的、供待测气体通过的主通道21，主通道21中间上方开有一个与 主通道21垂直连通、供观测的观测通道22，主通道21下方对应该观测 通道开设一容置空间23;观测通道22两侧分别斜向开有一个与主通道21连通的第一、第二真空光源通道24、 25;所述的采样气体管1的另一端 口接该第一露点测量室2主通道21进口 ；主通道21出口通过管道接气泵
11，且出口管道还接设一流量计12;
第一露点检测单元3，包括，第一发光元件31、第一单色器32，分 别设置于所述的第一露点测量室2本体20内第一真空光源通道24进口端 内；第一感光元件33，设置于所述的第一露点测量室2本体20内第二真 空光源通道25出口端内；湿镜或冷凝镜34，设置于所述的第一露点测量 室2本体内主通道21下方的---容置空间23内；露点温度检测元件35， 设置于湿镜或冷凝镜34下；
第二露点测量室4，同第一露点测量室2，包括主通道、与主通道连 通的第一、第二真空光源通道；
第二露点检测单元5，包括，第二发光元件51、第二单色器52，分
别设置于所述的第二露点测量室本体内第一真空光源通道进口端内；第二 感光元件53，设置于所述的第二露点测量室本体内第二真空光源通道出 口端内；干镜54，设置于所述的第二露点测量室本体内主通道下方的一 容置空间内；
露点温度控制单元6，包括，散热元件61，设置于第一露点测量室2 内第一露点检测单元3的露点温度检测元件35、湿镜34下；散热元件驱 动功率放大器62，连接散热元件61; I-V转换器63，连接散热元件驱动 功率放大器62;
反射率对比控制电路7、光电桥8，分别接第一、第二感光元件31、 53以及露点温度控制单元6中的散热元件驱动功率放大器62; 报警装置9，连接反射率对比控制电路7。
所述的第一、第二发光元件31、 51为石英壳钨灯，第一、第二单色 器32、 52为光栅单色器。
所述的露点温度检测元件34为铂电阻组件。
本发明所述的散热元件61为制冷半导体或散热器；该制冷半导体是 利用帕尔帖效应制成的三级制冷半导体。
露点装置工作时，由气泵11将样气从连续退火炉10内吸入采样气 体管l，经第一、第二露点测量室2、 4后，通过气泵ll排入大气，全过程由流量计12对气体流量进行控制。第一、第二发光元件31、 51…石英壳钨灯提供高强度的光源，经第 一、第二单色器32、 52…光栅单色器得到波长A=1100nm的单色光，经 第一真空光源通道，进入第一、第二露点测量室，光源在湿镜镜面上进行 反射后进入第二真空光源通道管，感光元件截获反射光，并转换为电信号。 露点检测过程中，由紧贴在散热元件61…制冷半导体上露点温度检测元 件34——铂电阻对其阻值进行实时测量，即可实现对露点的检测。参见图3，其为本实用新型的露点控制原理示意图。露点温度控制单 元分主光路和参考光路。主光路为由第一发光元件31、第一单色器32--光栅单色器、经湿镜 34反射至第一感光元件33;参考光路为由第二发光元件51、第二单色器52、经干镜54反射至 第二感光元件53。露点检测时，第一发光元件31的入射光经第一单色器32光栅单色 器后形成单色光，经湿镜34反射后，进入第一感光元件33;参考光路由 第二发光元件51、第二单色器52得到同样波长的参考光，经干镜54反 射至第二感光元件53。当湿镜34、干镜54镜面清洁时，第一感光元件 33的光电流明显大于第二感光元件53中的光电流。此时，露点温度控制单元6将光电桥8输出信号放大，发出制冷控 制信号通以正向电流，驱动散热元件61…制冷半导体，使湿镜34镜面冷 却，当湿镜34上有凝结物露或霜生成时，经湿镜34反射后的光通量减小， 第一感光元件33产生的光电流与第二感光元件53接收器中产生的光电流 几乎相等，光电桥趋于平衡点，由露点温度控制单元6送散热元件61… 制冷半导体的电流减少，从而停止制冷，出现暂稳态。经过一段短暂的自 动调节过程，湿镜34镜面保持一薄层凝结物，镜面温度进入稳定状态， 此时测量的温度即为露点温度。同时，反射率对比控制电路7通过比较干镜54的实际反射光强度E, 与理论反射强度E。的差异，判断镜面上的烟尘对测量结果的影响，当 (E,-E。/E^l。/。时，报警装置9发出报警信号。
权利要求1.一种高精度连续退火炉在线露点检测装置，其特征是，包括，采样气体管，其一端口接连续退火炉内；第一露点测量室，其为真空室，其内设一本体，本体内开设一个贯通的、供待测气体通过的主通道，主通道中间上方开有一个与主通道垂直连通、供观测的观测通道，主通道下方对应该观测通道开设一容置空间；观测通道两侧分别斜向开有一个与主通道连通的第一、第二真空光源通道；所述的采样气体管的另一端口接该第一露点测量室主通道进口；主通道出口通过管道接气泵，且出口管道还接设一流量计；第一露点检测单元，包括，第一发光元件、第一单色器，分别设置于所述的第一露点测量室本体内第一真空光源通道进口端内；第一感光元件，设置于所述的第一露点测量室本体内第二真空光源通道出口端内；湿镜或冷凝镜，设置于所述的第一露点测量室本体内主通道下方的一容置空间内；露点温度检测元件，设置于湿镜或冷凝镜下；第二露点测量室，同第一露点测量室，包括主通道、与主通道连通的第一、第二真空光源通道；第二露点检测单元，包括，第二发光元件、第二单色器，分别设置于所述的第二露点测量室本体内第一真空光源通道进口端内；第二感光元件，设置于所述的第二露点测量室本体内第二真空光源通道出口端内；干镜，设置于所述的第二露点测量室本体内主通道下方的一容置空间内；露点温度控制单元，包括，散热元件，设置于第一露点测量室内第一露点检测单元的露点温度检测元件、湿镜下；散热元件驱动功率放大器，连接散热元件；I-V转换器，连接散热元件驱动功率放大器；反射率对比控制电路、光电桥，分别接第一、第二感光元件以及露点温度控制单元中的散热元件驱动功率放大器；报警装置，连接反射率对比控制电路。
2. 如权利要求1所述的高精度连续退火炉在线露点检测装置，其特征是， 所述的第一、第二发光元件为石英壳钨灯，第一、第二单色器为光经 过单色器后其波长入介于1000 1200nm的光栅单色器。
3. 如权利要求1所述的高精度连续退火炉在线露点检测装置，其特征是， 所述的露点温度检测元件为钼电阻组件。
4. 如权利要求1所述的高精度连续退火炉在线露点检测装置，其特征是， 所述的散热元件为制冷半导体或散热器。
5. 如权利要求4所述的高精度连续退火炉在线露点检测装置，其特征是， 所述的制冷半导体是利用帕尔帖效应制成的三级制冷半导体。
专利摘要一种高精度连续退火炉在线露点检测装置，其包括，采样气体管；第一、第二露点测量室；第一露点检测单元，包括第一发光元件、第一单色器、第一感光元件、露点温度检测元件、湿镜；第二露点检测单元，包括第二发光元件、第二单色器、第二感光元件、干镜；露点温度控制单元，包括，散热元件，设于湿镜下；散热元件驱动功率放大器，连接散热元件；I-V转换器，连接散热元件驱动功率放大器；反射率对比控制电路、光电桥，接第一、第二感光元件以及散热元件驱动功率放大器。本实用新型采用双镜双光路，补偿了镜面污染对测量结果的影响。并采用镜面实际反射率与标准镜面放射率的对比控制电路，可以自动、准确地判断出镜面上的烟尘对测量结果的影响。
文档编号G01N25/68GK201348619SQ200820158100
公开日2009年11月18日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者宿德军, 章华兵, 胡卓超, 钱国强, 陆永强, 黄望芽 申请人:宝山钢铁股份有限公司