Устройство для измерения температуры поверхности металла

О Л Й С А Н Й Етвци ОЙЗОБРЕТЕН ЙЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубпми(51) М КзС 21 О 11/00 Государотввииый комитвт Опубликовано 23.12.80. Бюллетень47(53) УДК 621,783 (088.8) по депаи изобретений и открытийДата опубликования описания 28. 12.80 В. А. Зеньковский, О. М. Блинов. И, С,. )Зо(два и А. М. Беленький(72) Авторы изобретения Ф Государственный ордена Трудовогз Красного Знамени союзМьй институт по проектированию агрегатов сталеплавильного,и прокатно;о производства для черной металлургии Стальпроект и Московский брдеда Трудового .Красного,Знамени институт стали ц сплавов(54) УСТРОтСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕН 1 Я ТЕМ 1 ЕРАТУРЫ Г 10 ВЕРХНОСМЕТАЛ,1 АИзобретение относится к контролю температуры поверхности металла и может быть использовано в черной и цветной металлургии.Известно устройство для измерения температуры поверхности металла, состоящее из металлического тепловосприцимающсго элемента, в отверстия которого впаяны термоэлектроды контактного датчика, замкнутые через тепловосцринимающий элемент, находящийся в тепловом контакте с поверхностью металла . )О Наиболее близким к предлагаемому по конструктивным признакам является устройство, состояцее из металлического тела, внутренняя поверхность котсрого изготовлена в виде полусферы с хорошо отполированной или позолоченной поверхностью, которая своим основанием плотно гьрилегает к поверхности объекта измерения. В верхней части полусферы предусмот рено отверстие с установленной в нем линзой. За линзой находится расположенный на одной оси с отверстием пирометр излу. чения 2,2Недостатки )стройства состоят в том, что црц работс в агрессивной атмосфере отполированная цлц позолоченная поверхность полусферы подвержена разрушению, при измерении температуры поверхности дьижущихся, неровных и вибрирующих объектов невозможно обеспечить плотного контакта основания полусферы с контролируемой поверхностью и трудно визировать ццрометр ца небольшое отверстие в полусфере.Цель изобретения - повышение точности, надежности и экономичности контроля температуры поверхности металла.Указанная цель достигается тем, что излучающая поверхность выполнена с несквозными отверстиями, суммарная площадь которых относится к площади неперфорированной поверх ости элемента как 10: 1.На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - элемент выполнения возможной перфорации поверхности тепловоспринимающего элемента.Устройство содержит пирометр 1, который визируется на тепловоспринимаюгций металлический элемент 2, находящийся в тепловом контакте с поверхностью объекта7896133. С)т 1 срсцеие диаметра каждого отверстия к еО лубцце таково, что изл)чение,исходяпсее из отверстий, имеет характеристики излу 1 сцця аосолютно черного тела.11 а 11 оверхцость металлического теплоцопринимаошего элемента лидметром 20 - 30 мм наносят несквозныс отверстия диаметром 1 мм и глубиной 4 мм, т е. с соблюдением известного соотношения глубины цилиндрической полости к ее диаметру равного 4, обеспечивающего высокое значение стецеш 1 черноты полости. Указанные отверстия наносят с плотностью расположения, харак.еризуюшейся отношением площади неперфорированной поверхности к плошали перфорированной поверхности с более чем 1;10, тдк как цри данном соотношении плошадей це возникает существенной погрешности, Обусловленной колебаниями степени черноты поверхности металла, что поясня.ется следу ошим расчетом.Степень черноты поверхности металлического тепловоспринимаощего элемента Р 1 Н 11Гать,)иТ.ь = отз у + )А Га)деХ - степень черноты отверстий;Г, - плошадь отверстий;р.5Ем - степень чернты металла;Г, - цлоРдь непс)рфори ровд иной поВС РХ НОСТ 1;Гс) - суммарная площадь перфорированной и непсрфорированной понерхностбй,30Если принять, что Готе =- 0,91; Гр = 1,к0,99 и Г= 0,09, то цри -- 0,6с.э, = 0,99 0,9 + 0,6 0,09 =- 0,96, прий,=-. 0,8 Етэ)= 0,99 0,91 + 0,8 0,09 = 0,97Полная плошадь элемента поверхностиАВСГ 3 (фиг. 2) равнаЪрв --- Р)С СВ = 2)с- -5 О -- - 3,51 Ж,где арадиус отверстия.Площадь, перфорированная отверстиямирадиуса а нд элементе АБСИД, равна Яя,=Я фЯ оПлошадь гладкой поверхности элементаАБСИД равна: - 3,61, с.2 = 0,37 аОтнопение площадей перфорированнойк гладкой повс)хности равно5 прРУ % с 3ь = о 7 га = 8 6Соответствующей обработкой гладких поверхностей (высверливание отверстий малых лиаметрон, накернивание и т. и.) отношение перфорированной поверхности доводится до0: 1.Устройство работает следующим образом.Металлический неперфори ронанный тепловоспринимаюшцй элемент приводится в тепловой контакт с поверхностью металла, )следс 11 е чео элемент прогревается до темпрдтуры металла и излучает своей пер.фориронанцой цоверхц)с 1 ьк) цотж, регистрир) ем ь й пир мет)эом из 1)11 с ниц,Гс)грен)нс)стр измерс ния, например, радиационной тем цератры в 1)1 зна 1 н)к) принятымр дс)ст)тос) б)льшим .1,8- 0,6 = 0,2) измецсцием степени черноты металлического теплс)вск принимающего элемента можно оп ределить из известной зависимостиТ, = тгле Т ралиационндя температура;- действительная температура.Приняв Т --- 900"К имеемТр 900 ч 909 9-.КТ = 900.Е -- 906,3"К)О,97т. е. при соответственном изменении степени черноты металлического тепловоспринимающего элемента погрешность измерения температуры составляет 3,6 К или 0,36%.Достоинства данного устройства:обеспечиваютсЯ высокие и )ростоЯ 1 цые значения степени черноты поверхности металлического тепловоспринимаюшего элемента и тем самым обеспечивается высокая точность измерений температуры поверхности контролируемого металла;исключаются погрешности, снязанцые с тр)дностью визирования п 1 рометрд, тдк как значительно возрастает плошадь визиронания;экономичность, так как не требуется применения отполированных или позолоченных поверхностей;преодолеваются трудности, связанные с соблюдением условия поддержания изо. термичности стенок излучающей полости;нозможность измерения температуры по. верхности металла н агрессивных атмосферах.Тэхнико-экономическая эффективность способа связана с повышением точности и быстроты измерения температуры поверхности металла и, как следствие, с повышением производительности агрегатов и улучшением качества металла.Формула изобретенияУстройство лля измерения температуры понерхности металла, содержащее тепло. воспринимающий элемент с излучающей и контактирующей поверхностями, а также расположенный на Олной оси с тепловосцринимаюшим элементом пирометр, Отличаюиеегя тем, что, с целью повышения точности, надежности и экономичности изме.ре 1 ия зд счет увеличения степени черноты тепловоспринимаюшего элемента, излучаО- шая понерхшгсть его выполнена с нескноз.ными отверстиями, с) ммарная плопадь ко789610 Составитель Г Назарова Тетрел А Бойкас Корректор Н Григорук Тираж 608 Поданное Редактор А 1 ишкииаЗаказ ПГХ 14(1 ВНИИГ 1 И Государственного комитета СССР ио делам изобретении и открытий3035, Москва, Ж - 35, Раушскаи наб, д 415 Фи,чиач ПГ 1 П сПатентэ, г. Ужгород, ул Грос ктнаи, 4торых относится к плоцали неперфорированной поверхности элемента как 10: 1.Источники информации,принятые во внимание при эксГертиэе 1. Гордон Л.сМеталлургияъ, 2. Горлов А.аМетз з пургия Н Основы пнрометрии. М.,1971, с. 236,Н. Основы пирометрин. М.,1971, с. 433.