对于检测鼓风炉顶部的进料部表面而言，各种表面测量系统是已知的。例如，雷达探头用于确知鼓风炉中的进料材料的形貌。这种类型的雷达探头从前文中提及的DE 40 27 975 C2中可知，其具有多个独立天线并且由此可实现进料部的二维扫描。然而，这种类型的具有复合天线的探头昂贵且需要复杂的电子设备以监控和控制各独立天线的相移。其它的用于测量与进料部表面的距离的雷达探头从DE 37 15 762A1、DE 40 27 962 A1、DE 40 27 973A1、DE 42 38 704 A1、EP 0 012 311 B1、EP 0 017 664 B1和US 4,219,814中可知。
实际上还已知的是，采用测量针或测量刺形式的雷达探头，其被间歇地移入鼓风炉并之后再次移出鼓风炉，或者以固定方式安装在炉中。这种类型雷达针的示例也在前文中提及的DE 37 15 762 A1中公开。这样的针由于其设计而经受由材料流和高热应力所致的高程度磨损。因而其使用寿命不令人满意。而且，其高维护费用也不令人满意。实际上还已知的是，被称为轮廓曲线仪的记录鼓风炉形貌的雷达探头。然而，这种探头仅可在进料之后引入鼓风炉中，从而之后检测轮廓。由于在进料过程中落下的材料会损坏探头，因而这种针在进料之前不得不被再次取出。
US 3,099,744和US 3,2123,712描述了利用放射性辐射确定鼓风炉中的进料材料形貌的表面测量系统。由于放射性辐射，因而这种类型的测量系统难以控制并且需要更好的安全防护措施。
另外的用于确定炉顶进料部表面轮廓的已知系统包括光学测量系统，其使用激光束扫描鼓风炉中的进料表面。进料表面轮廓利用三角测量法通过激光束的发射角和接收角来确定。基于三角测量原理的测量系统需要发射器和接收器被尽可能相互远离地布置，出于此目的，在炉壁中需要两个视窗。对于这些光学系统的改进通过以下光学测量系统实现：其中根据发射束与反射束之间的相位比较原理进行距离测量。鼓风炉结构中的光学测量系统的示例在DE 33 21 287 C2、EP 0 071 426 B1、EP 0 134 772 A1、EP 0 014 626 A1和WO 88/08546中被描述。光学测量系统在用于鼓风炉中时仅有有限的适应性，这是因为，光几乎不能穿透鼓风炉中占主导的阴暗气氛，并且由于气氛中存在的颗粒而被散射。
为了测量鼓风炉中的进料部的热分布，使用热相机是已知的，如在DE19 40 104、DE 27 09 548、US 4,463,437和US 2006/00502147 A1中所述。为了确知鼓风炉中的进料部的温度轮廓和表面轮廓，组合测量系统是已知的，其中例如采用激光探头的形式的光学距离测量设备与红外相机组合。组合测量系统的示例在DE 1 583 443、DE 29 48 295 C2和DE 30 15 006 C2中公开。
前述测量系统在一定程度上仅具有有限的适应性，具有相对较低的定位分辨率，和/或在结构和控制技术上复杂，且易于磨损。

本发明主要的问题在于，提供用于鼓风炉的测量设备和测量方法，由此能够以相对较低的维护费用实现较长使用寿命。本发明主要的问题还在于，提供具有这种类型设备的鼓风炉和用于至少一个测量探头的倾斜设备，其中允许以测量探头简单扫描鼓风炉中的进料表面。
上述问题通过如权利要求1所述主题的设备、如权利要求9所述主题的方法、如权利要求7所述主题的鼓风炉、和如权利要求12所述主题的倾斜设备而得以解决。
本发明基于以下思路：提供一种用于鼓风炉的测量设备，该设备包括用于发送和接收电磁波的至少一个第一测量探头。该设备具有用于发送和接收声波的至少一个第二测量探头，第一和第二测量探头连接到用于以一方式评估测量数据的处理器，该方式使得第一和第二测量探头的测量数据的与温度相关的差值被设置为为了确知所述鼓风炉中的进料部的表面处的气体温度分布而被确定。对于所述方法，本发明基于以下思路：使用至少两个不同的测量探头，借助所述测量探头，进料部的表面一方面以电磁波扫描且另一方面以声波扫描，确定所述不同的测量探头的测量数据的与温度相关的差值，以确知进料部的表面处的气体温度分布。
本发明将基于不同物理原理的两种测量设备或方法组合或结合到一起。其中一种测量设备或方法通过不受气体温度影响的电磁波操作。另一种测量设备或方法通过传播速度直接受气体温度影响的声波操作。当使用不同的测量探头和方法测量与进料部表面的距离时，不同测量系统和方法的测量值的与温度相关的差值将显现。特别地，被进料表面反射的声波受到声波所穿过气体气氛的温度的影响，但被进料表面反射的电磁波并非如此。结果产生的测量值差值形成对于进料表面处气体温度分布的特征变量，结果可得出与进料表面处的温度或温度分布相关的结论。因此，本发明将声测量系统情况下本身已知的缺点，即，由于声波受温度影响而导致测量信号受到影响，转为可良好使用。通过将与温度相关的声测量方法与另一与温度无关的测量方法(尤其是基于电磁波的测量方法)组合，与温度无关的测量信号可用作基准信号，声测量信号与此基准信号的差值构成可与温度相关设定的测量变量。
原理上，本发明总体上具有不同的测量方法和设备的组合，其中发送的测量信号一方面与温度无关而另一方面与温度相关。
本发明具有的优点在于，在鼓风炉的上区域中，目前已知的可引入并可缩回的测量针可被替代为一个或多个探头。于是，探头不再直接暴露于由于从上方引入材料所致的磨损和热气体流，而且与仅允许间歇测量的已知测量针形成对比的是，所述探头为测量进料部表面的更大区域、特别是整个进料表面并且为连续确定被测量值提供前提条件。
本发明的优选实施例在所附从属权利要求中描述。
在优选实施例中，所述处理器适于使得：所述进料部的表面轮廓可借助于从第一和/或第二测量探头传送到所述处理器的测量数据而确知。这样具有的优点在于，除了借助于提供的测量探头、特别是基于电磁波操作的第一测量探头以确知热分布以外，还可确定进料部的形貌。
有利的是，第一测量探头包括雷达探头、微波探头或光学探头。这样的探头的测量信号基本上与温度无关并可用作基准信号。第二测量探头可包括声探头或超声探头。这些探头的测量信号与温度相关，由此，可结合基准信号而提供被测量位置处的温度信息。
在优选实施例中，至少一个第三测量探头连接到所述处理器，以测量所述进料部的上方的气体气氛的平均温度。随着与进料表面的距离增大，气体气氛的温度差的变化减小，则平均温度被确立。第三测量探头具有探测进料部上方气体气氛的这种平均温度的功能。在确知近表面气体气氛区域中的绝对温度值时，可虑及所述平均温度。特别地，这意味着，在声距离测量过程中，在测量结果中虑及在远离所述表面的气体气氛区域中的平均气体温度对声测量信号的影响。可使用多于一个测量探头测量平均气体温度，以更精确地确知在远离所述表面的气体气氛区域中的气体温度分布。
为了扫描所述进料部的表面，所述测量探头可以被可移动地布置，从而能够连续呈现所述进料部的测量轮廓。鼓风炉的操作者相应就位以连续观测鼓风炉中的进料材料的表面，并可在最早时刻及时认识到是否需要改变鼓风炉中的材料流动或通过材料的气体流。从而可在最早时刻采取适当的补救措施。
有利的是，所述测量探头安装在所述鼓风炉的上区域中。可以将探头以静止方式安装在固定位置，从而省略用于已知测量针的移位机构。因此，在鼓风炉壁中的探头的密封被显著简化。为了产生三维测量轮廓，固定位置的或静止的探头可倾斜和/或可旋转。也可使用不可移动的探头，其中借助于可控天线阵列进行表面扫描。
所述测量设备和测量方法的进一步的实施例示例在详细的说明书中更全面地说明。
本发明进一步包括一种用于至少一个测量探头的倾斜设备，该倾斜设备优选地用于测量进料表面的设备的情况，从而以机械方式重新定位结合所述测量设备所述的一个或多个测量探头。该倾斜设备也可独立于所述测量设备使用，用于在鼓风炉构造中的或者通常在着重具有承受高温和侵蚀性介质的耐用布置的条件下的其它应用，尤其是测量技术应用。
本发明因而还基于以下思路：提供一种倾斜设备，特别是用于至少一个测量探头的倾斜设备，其具有多件式且至少部分旋转对称的壳体，所述壳体包括：布置于固定位置的第一壳体部分、和至少两个能够相对于彼此旋转的第二和第三壳体部分。第二和第三壳体部分形成相对于第一壳体部分的纵轴的在斜面上延伸的第一旋转面。所述第二和/或第三壳体部分被驱动以旋转，所述测量探头以铰接方式安装在第一壳体部分与所述壳体的基底之间。由于第一壳体部分布置于固定位置，因而倾斜设备可固定连接到鼓风炉的壳体壁并被密封。测量探头的倾斜运动借助于第二和第三壳体部分的相对旋转运动实现，其中第二和第三壳体部分的相对旋转运动形成相对于第一壳体部分的纵轴在斜面上延伸的第一旋转面。为产生相对旋转运动，所述第二和/或第三壳体部分被驱动以旋转。对于两个壳体部分之间的相对旋转运动存在多种可能性。两个壳体部分可被独立驱动而使其沿相反方向旋转。而且可替代地，任一壳体部分可固定就位，而另一壳体部分被驱动以旋转。通过在第二和第三壳体部分之间的相对于第一壳体部分的纵轴在斜面上延伸的第一旋转面，第三壳体部分在倾斜的轨道上移动。测量探头以铰接方式安装在第一壳体部分与壳体的基底之间，使得测量探头跟随倾斜移动并可扫描鼓风炉中的材料表面。
本发明具有的优点在于，可在旋转面区域中实现简单的径向密封。所述设备的相同部分保持密封隔离，使得沉积的灰尘和污物不能透入密封面中。
在本发明的特别优选的实施例中，第二和第三壳体部分均为锥形构造。相对于彼此可旋转的两个壳体部分的锥形构造，提供了在位于在斜面上延伸的第一旋转面中的两个壳体部分之间构造环形旋转式连接的简单可能性。
在进一步优选的实施例中，第一壳体部分和第二壳体部分被可旋转地连接，并形成垂直于所述第一壳体部分的纵轴延伸(尤其是在处于安装完毕位置时水平延伸)的第二旋转面。第二旋转面的形成增加了设备的倾斜适应性，这是因为测量探头由于斜向第一旋转面的旋转并由于第二旋转面的旋转而移动，其中第二旋转面垂直于第一壳体部分的纵轴延伸，并尤其为水平旋转面。结果，产生组合倾斜运动，由此，实际上可扫描鼓风炉中的材料表面的整个区域或至少很大区域。
在进一步优选的实施例中，所述壳体的基底和第三壳体部分被可旋转地连接，并形成平行于所述基底延伸的第三旋转面。本实施例在与如下进一步的实施例相结合时是特别有利的：其中所述至少一个测量探头借助于扭矩链一方面以防止相对旋转的方式连接到所述壳体的基底且另一方面以防止相对旋转的方式连接到第一壳体部分。扭矩链允许测量探头倾斜运动并以防止相对旋转的方式将壳体的基底连接到布置于固定位置的第一壳体部分。这意味着，壳体的基底和以铰接方式安装在基底与壳体部分之间的测量探头不参与第二和第三壳体部分的旋转。相反，测量探头的空间运动通过扭矩链的倾斜运动而实现。由于测量探头仅仅倾斜而不参与旋转，因而可相对简单地借助于柔性引线形成与测量探头的电连接。这简化了结构，特别是测量探头与评估单元的连接结构。
对第二壳体部分的驱动可借助于连接到第一壳体部分的第一马达，尤其是齿轮传动马达进行。这意味着，第一齿轮传动马达由第一壳体部分支撑并利用合适的齿轮连接被连接到第二壳体部分。
为了驱动第三壳体部分，可提供连接到壳体的基底的第二马达，尤其是齿轮传动马达。本实施例在与如下实施例相结合时是特别有利的：其中在壳体基底与第三壳体部分之间提供旋转式连接，并且壳体基底以防止相对旋转的方式连接到第一壳体部分。因此，壳体基底支撑借助于合适的齿轮连接被连接到第三壳体部分的第二齿轮传动马达。
所述壳体可包括至少一个冲洗连接部，用于供应气体以冷却和/或密封隔离所述壳体。结果，壳体中的一个或多个测量探头周围的空间可例如通过供应氮气密封隔离于鼓风炉气氛。同时，氮气或其它合适的气体冷却敏感性电子部件，防止过热。在这种布置中，可采取措施使被引入壳体中的气体、特别是氮气通过出口开口排出，出口开口被布置为使得：从倾斜设备的壳体伸入鼓风炉中的探头部分(特别是天线)经受通过排出气体进行的冲洗。结果，天线被清洁。
附图说明
在下文中将通过具有更多细节的实施例示例参照示意性附图对本发明进行更详细的说明，其中：
图1是根据本发明的测量设备的实施例的示例的示意性线路图；
图2是经过鼓风炉的上区域的剖面，其中根据本发明的实施例的示例的倾斜设备设置在鼓风炉中；和
图3是经过根据图2的倾斜设备的剖面；和
图4是根据图3的倾斜设备的自密封轴承的详细图。

根据图1的线路图示出根据本发明的用于鼓风炉的测量设备的实施例的示例。该设备或测量系统用于确知进料部的形貌和进料部表面的热分布，并形成对进料部表面连续监控的前提条件。出于此目的，根据图1的设备包括使用不同测量方法操作的至少两个测量探头10、11。在根据图1的实施例的示例中，第一测量探头10是雷达探头，即，基于电磁波操作的探头。第二测量探头11包括基于声波操作的超声探头。本发明不限于两个测量探头，而是也可包括多于两个测量探头，例如三个、四个、五个或多于五个测量探头，其中至少一些测量探头根据不同物理原理操作并且联接到一起用于信号评估。在用于本发明环境中的测量探头的情况下，发送器和接收器通常集成在一个探头中。使用将发送器和接收器分立布置的探头也是可行的。
不同的测量探头10、11可以以使得两个测量探头由共同的定位设备移动的方式集成在两用传感器中。也可以使两个测量探头10、11分立布置，且每个测量探头通过各自的定位设备被致动。在多于两个测量探头的情况下，测量探头可组合为多用传感器或分立布置为独立传感器。原则上，任何被设计用于鼓风炉操作的测量探头均适用于本发明，只要该测量探头与根据不同物理原理或不同测量方法的一个或多个其它测量探头组合即可。
如图1中所示，两个测量探头10、11连接到用于评估测量信号的处理器12。在处理器12与两个测量探头10、11之间在任何情况下均布置有测量放大器19。
处理器12适于以下目的：比较两个测量探头10、11的测量值，以及确定第一测量探头10的测量值与第二测量探头11的测量值的差值，特别是与温度相关的差值。根据该差值，处理器12通过分析方法确定声速，并由此确定进料部表面处的气体温度分布。进料部表面处的气体温度分布大致对应于进料部的表面温度轮廓，这是因为，从回热器(regenerators)吹入鼓风炉中的气体根据逆流原理流动通过鼓风炉并在进料部表面出现。为了确定近表面气体温度分布，采用测量技术中使用的惯用分析方法，在此不再详述。相反地，重要的是，在根据图1的实施例的示例的情况下，可得到通过不同测量方法获得的测量值，这提供了用于根据与温度相关的测量值的差值确定鼓风炉中进料部的近表面气体温度轮廓或表面温度轮廓的前提条件。
处理器12还适于：可以通过由第一和/或第二测量探头10、11传送到处理器12的测量数据确定进料部的形貌。出于此目的，使用基于电磁波操作的第一测量探头10的与温度无关的测量数据是有利的。
处理器12连接到可视化系统和控制器20。使用可视化系统20，可形成表面形貌和热分布的二维或三维呈现。
为了控制测量探头10、11，测量探头10、11被机械连接到可借助于两个定位马达22a、22b沿三个空间方向倾斜的定位装置21。本发明不限于具体定位系统，而是一般性地包括使进料部表面可被扫描以能够连续呈现表面形貌和热分布的定位系统。定位装置21有利地使两个测量探头10、11可倾斜移动。在实施例的特别优选的示例中，定位装置21采用倾斜设备18的形式，这在下文中参照图2和3更详细地描述。
如图1中所示，两个测量探头10、11可由共同的定位装置21移动。测量探头10、11也可借助于分立的定位装置而被独立致动。
定位马达22a、22b在任何情况下均通过位置发送器23被连接到处理器12。位置发送器23可例如采用旋转式角度传感器(rotary angle transducer)的形式。为了控制两个定位马达22a、22b，定位马达22a、22b通过控制信号放大器24被连接到处理器12。
为了冷却并为了针对鼓风炉气氛进行密封隔离，两个测量探头10、11可具有气体冲洗部(gas flushing)，特别是氮气冲洗部25，该气体冲洗部优选地还冲洗、冷却和清洁暴露于鼓风炉气氛的探头部分，特别是天线。
根据图1的测量设备还可包括第三测量探头(未示出)，第三测量探头连接到处理器12，并适于测量进料部上方的气体气氛的平均温度。一个或多个测量探头可以被提供用于测量平均气体温度，或者一般性地用于测量鼓风炉的上区域中的气体温度。
根据图1的测量设备根据以下测量方法操作：
两个测量探头10、11一方面将电磁波(第一测量探头10)并另一方面将声波(第二测量探头11)施加于进料部表面。由于定位马达22a、23a的定位移动，两个测量探头10、11扫描进料部的整个表面，由此获得的测量数据被传送到处理器12。这意味着，对于与鼓风炉中进料部的距离的不同测量在任何情况下均通过两个测量探头10、11执行，使用与温度无关的电磁波并使用与温度相关的声波。由于声波的声速受到气体温度的直接影响，因此，不同的气体温度分布，尤其是在进料表面处的气体温度分布，产生测量值的差值，该差值可借助于使用第一测量探头10执行的雷达测量(在其它方面用作公差测量)而被确知。根据该差值，借助于分析方法确定声速并相应地确定温度。使用可倾斜的雷达和声探头借助于组合方法扫描整个表面，一方面形成表面轮廓，且另一方面形成炉进料部的温度轮廓。
由于随着与进料部表面的距离增大，气体温度分布变得平坦，因而测量鼓风炉的上区域中的气体气氛的平均温度是可行的，使得在确定近表面的气体温度分布时，可虑及鼓风炉的上区域中的气体气氛对声测量信号的影响。可借助于多于一个附加测量探头确知进料部上方的气体温度分布，从而由此实现与近表面气体温度分布相关的更精确的结果。
对于确定近表面气体温度分布而言，测量鼓风炉的上区域中的气体气氛的平均温度是有利的，但不是必须的。所获得的近表面气体温度分布也就是与远离所述表面的气体气氛的平均温度的差值，所述差值对声信号施加特性化影响。因此，在本发明的情况下，基本上唯一重要的是，声测量信号穿过气体气氛并在进料表面处反射以确知温度对声信号的影响。使用根据本发明的设备和/或根据本发明的方法执行的测量因而实现了对相对气体温度分布的确定，这种确定自身足以监控鼓风炉操作或者可进而结合其它测量方法以得到绝对温度值。
根据对进料表面处气体温度分布的测量，可得出与进料部表面温度相关的结论。不过，近表面气体温度分布的测量具有的优点是，气体温度是实际上与鼓风炉操作中感兴趣的测量变量。此外，在进料时，在引入相对较冷进料的区域中的表面冷却。即使在该区域中的气体温度也由此受到影响，但其所受影响比进料部表面温度所受影响的程度小得多。
应理解的是，当扫描进料部的表面时，两个测量探头10、11的移动是相关的，使得在进料部表面上的一方面施加以电磁波且另一方面施加以声波的相同测量区域的测量数据可进行比较。
使用雷达探头和超声探头具有的优点在于，这些探头可布置在上炉区域中并因此可以以固定方式安装在鼓风炉的不经受磨损的区域中。图2中显示出至少一个测量探头的布置的示例。第二测量探头在图2中未示出。在图2中示出用于至少一个测量探头的倾斜设备18的布置，测量探头被示出为处于两个不同测量位置。在图2中清楚可见测量探头10的测量束如何在进料部27的表面上经过并相应地扫描进料部27的轮廓。在图2中进一步可见的是，测量设备和用于测量设备的倾斜设备18被布置在炉顶部，邻近于用于进料斜道26的驱动器，并处于进料斜道26的出口的上方，且处于顶部上气道27的上方，使得探头或一般性的测量系统位于直通流之外。
图3中示出倾斜设备18的结构。
倾斜设备18包括多件式壳体13，壳体13至少部分地具有旋转对称的构造。壳体13包括第一壳体部分14a，第一壳体部分14a布置于固定位置并以盖形式封闭壳体13的顶部。第一壳体部分14a连接到炉壁。壳体13包括相对于彼此可旋转的第二和第三壳体部分14b、14c。出于此目的，第二和第三壳体部分14b、14c形成第一旋转面D1，第一旋转面D1相对于第一壳体部分14a的纵轴L1在斜面上延伸。
相对于彼此可旋转的各壳体半件或第二和第三壳体部分14b、14c之间的界限位于在斜面上延伸的第一旋转面D1中。借助于第一滚动元件轴承28实现第二和第三壳体部分14b、14c之间的可旋转连接，第一滚动元件轴承28布置于在斜面上延伸的第一旋转面D1中。滚动元件轴承是球轴承。其它类型的滚动元件轴承也是可行的。
滚动元件轴承28是自密封的。自密封滚动元件轴承28的结构参照根据图4的详图进行说明。虽然图4示出连接第一和第二壳体部分14a、14b的第二滚动元件轴承31的一部分，不过第一滚动元件轴承28以基本上对应的方式被构造。滚动元件轴承31或28包括内滚道44a和外滚道44b。内滚道44a被构造为具有内齿环32，在第一滚动元件轴承28的情况下不提供内齿环32。如图4中所示，内滚道44a和外滚道44b在任何情况下均沿轴向突出。由此，内滚道44a突出超出外滚道44b的端面。外滚道44b突出超出内滚道44a的布置在滚动元件轴承32和28的相反定位侧上的端面。这形成内滚道44a和外滚道44b的错位结构，如图4中所示。附图标记45总是表示内滚道44a和外滚道44b的突出部分。在这种布置中，外滚道44b的突出区域45沿径向向内，内滚道44a的突出区域45沿径向向外。在突出区域45的这些所示的沿径向向内或沿径向向外的表面中的每个表面上，提供密封唇46，密封唇46将内滚道44a的端面与外滚道44b的端面密封隔离。更特别地，设置在内滚道44a上的密封唇46密封隔离外滚道44b的端面，而设置在外滚道44b上的密封唇46密封隔离内滚道44a的端面。
外滚道44b直接连接到、且特别是通过螺纹连接到第一壳体部分14a的壳体壁。隔离套43包围外滚道44b并沿外滚道44b的端面延伸直到其接近于内滚道44a的密封唇46。隔离套43延伸以覆盖被提供用于将外滚道44b固定到第一壳体部分14a的孔47。内滚道44a连接到、且特别是通过螺纹连接到保持环29c。保持环29c连接到隔离套43，隔离套43覆盖被提供用于连接的孔48。在图4中还可见：被布置在斜面上的壳体壁部分30a，或锥形壳体壁部分30a在斜面上沿径向向内延伸的，从而形成用于第一滚动元件轴承28的支座。
将基底15连接到第三壳体部分14c的第三滚动元件轴承35以与根据图4的第二滚动元件轴承32的对应方式被构造。
与根据图4的第二滚动元件轴承31形成对比的是，自密封第一滚动元件轴承28不具有内齿环，而是连接到、且特别是通过螺纹连接到两个保持环29a、29b，保持环29a、29b一方面连接到内滚道44a，另一方面连接到外滚道44b。
其它类型的自密封滚动元件轴承或球轴承也是可行的。作为自密封滚动元件轴承的替代物，还可提供具有其它密封形式(例如采用V形环形式)的滚动元件轴承。
为了结合第一滚动元件轴承28用于连接允许旋转运动的第二和第三壳体部分14b、14c，内壁具有锥形构造。锥形壳体壁部分由附图标记30a、30b表示并形成两个相反布置的环形支座表面，滚动元件轴承28被布置或保持在这两个环形支座表面之间。由此，壳体至少部分地具有旋转对称构造，也就是说，至少在环形支座表面的区域中具有旋转对称构造。在这种布置中，第二壳体部分14b的锥形壳体壁部分30a当处于安装完毕位置时沿向下方向变窄。第三壳体部分14c的锥形壳体壁部分30b当处于安装完毕位置和图3中所示中间位置时沿向上方向变窄。两个壳体部分14b、14c相应地以双锥方式构造和布置。第二和第三壳体部分14b、14c的外壁至少部分地为柱形。
第一滚动元件轴承28的支座可通过不同方式形成。可如前所述地提供互补构造的锥形壳体壁部分30a、30b，其中锥形壳体壁部分30a、30b向内突出进入壳体中并与相反布置的壳体壁一起形成环形支座表面。相应的第二和第三壳体部分14b、14c的外壁可具有柱形构造。对于壳体壁，还可选择不同的几何形状，例如，截锥形状，特别是斜截锥形状，其中锥轴线以相对于截锥基面的角度延伸。
第二壳体部分14b以允许旋转运动的方式连接到被布置于固定位置的第一壳体部分14a。出于此目的，第一壳体部分14a和第二壳体部分14b一起形成第二旋转面D2，第二旋转面D2垂直于第一壳体部分14a的纵轴L1而延伸。在安装完毕状态下，第二旋转面D2水平延伸。壳体13具有隔离套43，隔离套43包围壳体13的延伸进入鼓风炉中的部分。
为了以允许旋转运动的方式连接第二壳体部分14b和第一壳体部分14a，提供具有内齿环32的第二滚动元件轴承31。第二滚动元件轴承31沿第二旋转面D2延伸并且大致水平布置。第二滚动元件轴承31具有自密封构造并包括保持环29c，保持环29c布置在第二滚动元件轴承31的壳体内侧上。其它用于第二滚动元件轴承31的密封也是可行的。
为了驱动第二壳体部分14b，提供第一马达17a，特别是齿轮传动马达，其连接到第一壳体部分14a并具有与第二滚动元件轴承31的内齿环32啮合的小齿轮33。第一马达17a在第一壳体部分14a中偏心布置，并在第一壳体部分14a的沿径向向内突出的保持壁34上大致竖直竖立。第一马达17a的其它布置也是可行的。
壳体13具有基底15，基底15在远离第一壳体部分14a的一侧上封闭隔离壳体13。第二和第三壳体部分14b、14c布置在基底15与第一壳体部分14a之间。壳体13的基底15和第三壳体部分14c以允许旋转的方式相连并形成第三旋转面D3。第三旋转面D3平行于基底15延伸或垂直于第三壳体部分14c的纵轴L3延伸。在如图3中所示的中间位置，布置于固定位置的第一壳体部分14a的纵轴L1与第三壳体部分14c的纵轴L3形成为对准的线。在中间位置，基底15被布置为垂直于该线或者被布置为大致水平。在如图2中所示的倾斜位置，第三壳体部分14c的纵轴L3与纵轴L1、L2成一定角度延伸。
为了在基底15与第三壳体部分14c之间旋转连接，提供沿第三旋转面L3延伸的第三滚动元件轴承35。第三滚动元件轴承35具有进一步的内齿环36并以自密封轴承的形式构造。在根据图3的实施例的示例中，第三滚动元件轴承采用球轴承的形式。第三滚动元件轴承35连接到保持环29d，保持环29d布置在第三滚动元件轴承35的壳体内侧上。
为了驱动第三壳体部分14c，提供第二马达17b，特别是齿轮传动马达，其支撑在基底15上，并借助于小齿轮37与第三滚动元件轴承35的内齿环36啮合。
基底15以防止相对旋转的方式连接到处于固定位置的第一壳体部分14a。这意味着，基底15不执行任何旋转运动，而是相对于第一壳体部分14a被旋转地固定。这使得第二马达17b可将驱动力矩传递到第三壳体部分14c。第二马达在基底15上偏心布置。
基底15与布置于固定位置的第一壳体部分14a之间的连接借助于扭矩架或扭矩链16实现，扭矩架或扭矩链16一方面固定连接到第一壳体部分14a，另一方面固定连接到基底15。扭矩架16是抗旋转的，并且固定基底15而使其不执行任何旋转运动。
扭矩链16还具有承载测量探头10、11的功能。出于此目的，扭矩链16以倾斜联动器，特别是抗旋转倾斜联动器的形式被构造，并且在第一壳体部分14a与基底15之间以铰接方式承载测量探头10、11。在过程中，扭矩架16形成为允许沿三个空间方向倾斜运动的通用接头类型。出于此目的，扭矩链16包括：U形截面的第一固定部件38a和也是U形截面的第二固定部件38b，固定部件38a、38b的开口侧相互面对。在两个固定部件38a、38b之间布置倾斜联动器39，联动器39与U形固定部件38a、38b的开口侧的每一个均铰接连接。在这种布置中，图3中以示意性方式所示出的铰接连接形成为使得两个固定部件38a、38b可沿所有空间方向相对于彼此进行倾斜运动。更特别地，上固定部件38a固定连接到处于固定位置的第一壳体部分14a。下固定部件38b以固定方式连接到测量探头10的测量头和基底15。测量头40又连接到天线或探头触角41，天线或探头触角41通过设置在基底15中的开口42从壳体13中伸出。开口42通过密封板43而密封隔离于鼓风炉气氛。
图3中所示倾斜设备18应被理解为作为示例。其它随基底15倾斜运动的倾斜联动器也是可行的。扭矩链16的两个功能，即，基底15与第一壳体部分14a之间的抗旋转连接和测量探头10、11的铰接安装，也可独立执行。这意味着，基底15借助于抗旋转倾斜联动器连接到第一壳体部分14a，而且，独立于此，测量探头10固定到基底15。
在第一壳体部分14a与基底15之间的抗旋转连接具有的优点是，测量探头10不旋转，而是仅倾斜。因此，可相对简单地借助于在此未示出的柔性引线而在探头与评估单元或处理器12之间形成电连接。如果测量探头的不可旋转布置的优点不存在并且测量探头的电连接被布置为允许探头旋转，则将基底15和第三壳体部分14c构造为单一部件以及为第三壳体部分14c另行提供驱动器也是可行的。
根据图3的倾斜设备的功能如下：
由于上马达17a的操作，第二壳体部分14b绕第二壳体部分14b的纵轴L2旋转，第二壳体部分14b的纵轴L2与布置于固定位置的第一壳体部分的纵轴L1对准。沿在斜面上延伸的第一旋转面D1执行的第三壳体部分14c的进一步旋转运动叠加于沿第二旋转面D2进行的第二壳体部分14b的旋转运动。出于此目的，第三壳体部分14c通过下马达17b驱动，使得下壳体部分14c绕(可倾斜的)纵轴L3旋转。这导致在第二壳体部分14b与第三壳体部分14c之间的相对旋转运动，而且由于第一旋转面D1处于斜面上，因而导致基底15的倾斜运动。由于基底15以抗旋转方式连接到第一壳体部分14a，因而基底15仅执行倾斜运动，而不执行绕纵轴L3的旋转运动。第二和第三壳体部分14b、14c通过两个马达17a、17b而沿相反的方向被驱动。两个壳体部分14b、14c也可沿相同的方向，特别是以不同旋转速度，被驱动。总体上，对可能的控制可自由编程，使得倾斜设备的不同倾斜运动可通过对马达的适当控制而实现。
当第一旋转面D1例如以相对于纵轴L1、L2成30°的角度布置时，测量探头10可由于两个壳体部分14b、14c之间的相对运动而倾斜60°的角度。第一旋转面D1采用其它角度也是可行的。旋转面D1可特别地包括相对于纵轴L1、L2成＞0°且＜90°的角度。
壳体13因而包括可相对于彼此旋转的至少三个壳体部分，也就是，沿三个旋转面D1、D2、D3相对于彼此以可旋转方式相连的第二和第三壳体部分14b、14c和基底15。在中间位置，也就是测量探头10不倾斜且各纵轴L1、L2和L3对准的位置，第二和第三旋转面平行布置，特别是水平布置。在这种布置中，第二和第三旋转面各自被布置在第二和第三壳体部分14b、14c的沿轴向的外端。布置在第二和第三壳体部分14b、14c之间的第一旋转面D1布置在相对于纵轴L1或第二旋转面D2的斜面上。由于第二和第三壳体部分14b、14c之间的相对旋转运动，第三旋转面D3根据第一旋转面D1的倾斜角度倾斜。在图2中借助于由虚线所示的测量束指示倾斜位置。
在根据图3的实施例的示例中，倾斜设备配备有一个测量探头10。倾斜设备18也可配备有两个或多于两个测量探头。由此，倾斜设备18适于作为用于根据图1的测量设备的采用雷达探头和超声探头形式的两个测量探头10、11的定位元件。这两个测量探头10、11可在根据图3的壳体13中相邻布置，并安装在相同的扭矩链16上。壳体13中两个测量探头10、11采用不同布置也是可行的。
倾斜设备18的旋转连接允许简单地沿径向密封旋转面。在这种布置中，设备的相同部分在倾斜运动过程中保持被覆盖，从而使沉积的灰尘和污物不会透入密封面中。结果，在测量头或者探头头40或多个头周围的空间可使用诸如氮气的气体而密封隔离于鼓风炉气氛。同时，氮气冷却敏感性电子部件，防止过热，并可利用探头触角(未示出)中的开口排出而进入鼓风炉中，以保护位于此处的天线免于粘尘。
在测量设备的所有特征均具有创新性的情况下，结合这些特征公开所述倾斜设备18并要求保护所述倾斜设备18。由于倾斜设备18也可用于其它测量探头，例如常规测量探头，因此，在倾斜设备18具有创新性的情况下，还独立于根据图1的测量设备而公开倾斜设备18并要求保护倾斜设备18。
附图标记列表：
10   第一测量探头
11   第二测量探头
12   处理器
13   壳体
14a  第一壳体部分
14b  第二壳体部分
14c  第三壳体部分
15   基底
16   扭矩链
17a  第一齿轮传动马达
17b  第二齿轮传动马达
18   倾斜设备
19   测量放大器
20   可视化系统和控制器
21   定位装置
22a  定位马达
22b  定位马达
23   位置发送器
24   控制信号放大器
25   气体冲洗部
26   进料斜道
27   顶部上气道
28   第一滚动元件轴承
29a，b，c，d  保持环
30a，b锥形壳体壁部分
31   第二滚动元件轴承
32   内齿环
33   小齿轮
34   保持壁
35   第三滚动元件轴承
36   内齿环
37   小齿轮
38a，b固定部件
39   倾斜联动器
40   测量头
41   天线
42   开口
43   隔离套
44a  内滚道
44b  外滚道
45   突出区域
46   密封唇
47   孔
48   孔