渦流式鋼水液位檢控裝置的製作方法

2023-06-07 10:23:46

專利名稱：渦流式鋼水液位檢控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬物位測量領域，具體涉及利用渦流法檢測和控制鋼水液位的裝置。
渦流式鋼水液位計為非接觸式檢測裝置，具有測量精度高，可在較惡劣環境下工作等優點，常用於對連鑄機結晶器中的鋼水液位高度進行檢測和控制。現有的渦流式鋼水液位計(冶金自動化Vol.18，No.4，1994年7月和德國專利DE3432987A1)的渦流傳感器線圈均採用傳統的三段式對稱繞制，初級線圈繞在中央，兩個完全相同的次級線圈相對初級線圈對稱分布，其缺點在於靈敏度隨距離的加大而迅速下降，測程限制在0～150mm以內。這使得渦流傳感器的安裝位置離鋼水液面較近，飛濺的鋼水容易使其性能變差，傳感器更換頻繁。
本實用新型的目的是要提供一種測量靈敏度高、測程寬、可長期穩定工作的鋼水液位檢控裝置。
本實用新型的目的是這樣實現的它由豎直安裝在結晶器上方的渦流傳感器(1)和信號處理機(2)組成，渦流傳感器(1)由初級線圈(1a)及次級線圈(1b)和(1c)組成，其特徵在於次級線圈(1b)和(1c)與初級線圈(1a)的間距不相等，次級線圈(1b)和(1c)的圈數不相同。
初級線圈(1a)繞制在渦流傳感器(1)的螺線管端部。
在渦流傳感器中，初級線圈中的電流在次級線圈中感應的背景信號在差分放大器中抵消，該背景信號越小越好。鋼水液面上的渦電流在較近的一個次級線圈中感應較大的信號，在較遠的一個次級線圈中感應較小的信號，其差值才是差分放大器的有效信號，該差值越大越好。為了獲得較高的信噪比，要求加大初級與次級線圈的間距以及兩個次級線圈的間距。但由於連鑄機結晶器上部空間狹窄，渦流式傳感器的長度受到限制。當鋼水液面離傳感器較遠時，渦電流在兩個圈數相同的次級線圈中感應信號的幅度相差無幾，兩者相減後的信號很微弱，這就限制了現有的渦流式鋼水液位計的檢測靈敏度和測程。本實用新型的渦流式鋼水液位檢控裝置中，在保持渦流傳感器長度以及離初級線圈較遠的一個次級線圈的圈數與傳統的對稱式傳感器相同的條件下，由於加大了初級線圈與較遠的一個次級線圈的距離，降低了初級線圈中的電流在該次級線圈中感應的背景信號的幅度；由於減少了離初級線圈較近的一個次級線圈的圈數，使初級線圈在兩個次級線圈中感應的背景信號相抵消，同時也降低了鋼水液面上的渦電流在圈數較少的一個次級線圈中感應的信號幅度，因而提高了差分放大器的有效信號值，降低了有效信號隨距離而衰減的速度，提高了檢測靈敏度，擴大了測程。不對稱型渦流式傳感器的初級線圈可繞在螺線管的上端部或下端部，對給定長度的傳感器可使信噪比達到最大。由於測程較寬，渦流傳感器可以安裝在離鋼水液面較遠處，改善了傳感器的工作條件，延長了傳感器的使用壽命，提高了檢測結果的準確度和可靠性。
本實用新型所提供的渦流式鋼水液位檢控裝置如


圖1所示，它由傳感器(1)和信號處理機(2)組成。渦流傳感器(1)豎直安裝在結晶器(3)的上方對鋼水液面(4)進行檢測。傳感器(1)由初級線圈(1a)和次級線圈(1b)和(1c)組成，(1a)繞在上端部，(1c)繞在下端部，這樣(1a)與(1c)的間距大於(1a)與(1b)的間距；(1c)的圈數大於(1b)圈數；初級線圈(1a)由信號源(2a)供給高頻振蕩信號，在鋼水液面(4)上產生渦電流。與現有的對稱型三段式渦流傳感器比較，(1a)與(1c)的間距較大，(1a)中的電流在(1c)中感應的背景信號幅度較小，因此，在保持(1c)中的背景信號較低的條件下，(1c)的圈數較對稱式的繞得多些，提高了鋼水液面上的渦電流在次級線圈(1c)中所感應的信號幅度。相反的，(1a)與(1b)的間距較小，(1b)的圈數繞得少些，降低了由鋼水液面上的渦電流在次級線圈(1b)中所感應的信號幅度。這就極大地加大了鋼水液面上的渦電流在次級線圈中感應信號的差值。該差值經差分放大器(2b)放大後送微處理器(2c)處理，給出鋼水液面與傳感器的間距h的精確值，並由輸出單元(2d)給出與h成正比的電壓和電流模擬量及報警開關量，對連鑄機結晶器中鋼水液位進行閉環控制。雖然在這種非對稱繞法的渦流傳感器中初級線圈離鋼水液面的距離也加大了一些，但由於它與鋼水液面(4)的間距遠大於初級與次級線圈的間距，因此該距離加大引起的靈敏度降低與次級線圈靈敏度的提高比較是可以忽略的。
本實用新型的渦流式鋼水液位檢控裝置的一個實施例如
圖1所示，圖中的傳感器(1)為Φ50×120的圓柱體，線圈(1a)與(1b)的間距為15mm，(1a)與(1c)的間距為70mm，微處理器(2c)為80C196單片機，輸出單元(2d)提供與h成正比的0～10V和4～20mA的模擬電壓和電流，並用液晶屏顯示液面高度和輸出模擬量的數字值及報警符號。該檢控裝置測定連鑄機結晶器中鋼水液位的測程為0～300mm，遠遠大於現有渦流法0～150mm的測程；控制精度為±1mm。
權利要求1.一種測量和控制連鑄機結晶器鋼水液位的檢控裝置，它由豎直安裝在結晶器上方的渦流傳感器(1)和信號處理機(2)組成，渦流傳感器(1)由初級線圈(1a)及次級線圈(1b)和(1c)組成，其特徵在於次級線圈(1b)和(1c)與初級線圈(1a)的間距不相等，次級線圈(1b)和(1c)的圈數不相同。
2.根據權利要求1所述的檢控裝置，其特徵在於初級線圈(1a)繞制在渦流傳感器(1)的螺線管端部。
專利摘要本實用新型涉及一種利用渦流法檢測和控制鋼水液位的裝置,特別適用於連鑄機結晶器鋼水液位的自動測量和控制。該裝置由渦流傳感器和信號處理機組成。渦流傳感器的兩個次級線圈與初級線圈的間距不相等,兩次級線圈的圈數不相同。該檢控裝置具有較高的信噪比,提高了檢測鋼水液位的靈敏度,擴大了測程。
文檔編號B22D11/18GK2274105SQ9623519
公開日1998年2月11日 申請日期1996年7月2日 優先權日1996年7月2日
發明者姜虹 申請人:姜虹