[发明专利]用于熔融金属等物质温度测量的浸入式传感器及其测量方法

权利要求书

1.一种用于熔融金属等物质温度测量的浸入式传感器，包括：

a. 一个能浸在熔融金属中的探头插座； 

b. 至少一光纤，位于探头插座内，光纤用于探测和收集包括熔融金属所发出的辐射的光信号，所述探头插座用于使得光纤的入射辐射和发射率更接近黑体的辐射和发射率；  

c. 一个与上述光纤有效连接的检测器组件，用于根据所探测到和收集到的由熔融金属所发出的辐射有效测量熔融金属的温度。

2.如权利要求1所述的浸入式传感器，其特征在于：所述的探头插座包括一层保护性难熔难熔材料，包围光纤并使其牢牢固定在所述的探头插座内。

3.如权利要求1或2所述的浸入式传感器，其特征在于：所述的探头插座内的上述光纤覆盖一层缓冲材料或包括可提高强度的金属元素的材料，其中包含的金属元素增强了其强度。

4.如权利要求1~3中所述的浸入式传感器，其特征在于：所述的探头插座是由以下任何一种或多种材料选取得到，其中陶瓷包括树脂复模砂、氧化铝、堇青石、镁碳、石墨、氧化锆等；塑料包括胶木；而金属则包括不锈钢。

5.如权利要求1~4中所述的浸入式传感器，其特征在于：所述的光纤包括以下任何一种或多种材料，其中包括石英玻璃、塑料涂覆石英、石英和蓝宝石、氟化钙、氟化镁等以及其他适于温度测量的传输性光纤。

6.如权利要求2~5中所述的浸入式传感器，其特征在于：所述的保护性难熔材料，包括难熔材料，优选地优选地从氧化铝、树脂复模砂、镁碳、氧化锆或石英中选取，并与有机和无机粘结剂混合。

7.如权利要求2~6中所述的浸入式传感器，其特征在于：所述的保护性难熔材料包括一个实心的难熔陶瓷块，优选地为氧化铝、石英、镁碳、氧化锆等。

8.如权利要求1~7中所述的浸入式传感器，其特征在于：所述的探头插座为杯状的难熔涂层光纤，光纤收容于探头插座中且光纤的前端部延伸至探头插座外，以使得探头插座浸在熔融金属中时，光纤的前端部直接与熔融金属接触。

9.如权利要求1~7中所述的浸入式传感器，其特征在于：所述的探头插座为杯状的难熔材料涂层，完全包围光纤，包括其光纤的前端部，使得光纤在与金属接触时得到所述难熔材料涂层的保护，难熔材料涂层优选地具有较高的热导率，优选地或包含碳。

10.如权利要求1~9中所述的浸入式传感器，其特征在于：其包含的与喷管有效连接的所述探头插座调整后，适用于多次浸润以及多次测量熔融金属温度。

11.如权利要求10中所述的浸入式传感器，其特征在于：所述的探头插座与喷管有效连接，从而有助于将内含光纤的探头插座浸在熔融金属中，以及使用后从熔融金属中取出。

12.如权利要求1~11中所述的浸入式传感器，其特征在于：所述的检测器组件通过所述喷管内的绝缘光缆与光纤有效连接之后，将纤维接收到的光信号进行解码。

13.如权利要求1~12中所述的浸入式传感器，其特征在于：所述的检测器组件包含光检测电路，用于根据所输入的光信号和处理单元生成数字信号，其中该数字信号可为任何包括熔融金属温度的合适物理量值。

14.如权利要求1~12中所述的浸入式传感器，其特征在于：所述的检测器组件包含一高温计，用于根据所述光纤收到的输入信号进行熔融金属温度的感测。

15.如权利要求1~14中所述的浸入式传感器，其包含一个校准用光源，在熔融金属每次浸润前，对光纤传感器进行校准。

16.如权利要求1~15中所述的浸入式传感器，其特征在于：所述的光纤所测量的温度范围为150℃-2000℃。

17.如权利要求9~16中所述的浸入式传感器，其特征在于：所述的难熔材料涂层具有表面粗糙度，从而加强了发射率。

18.如权利要求1~17中所述的浸入式传感器，其特征在于：其包括将整个探头插座包围在难熔保护性材料中，从而在熔融金属中确保更长的滞留时间。

19.如权利要求1~18中所述的浸入式传感器，其特征在于：光纤被包围在一个保护性套管中，优选地为钢护套，而该套管的一端固定在包含保护性材料的探头插座中。