專利名稱：嵌入式結晶器液位檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及連鑄工藝鋼水液位檢測技術領域，特別是一種嵌入式結晶器液位檢測系統(tǒng)。
背景技術：
在連鑄生產(chǎn)線上，鋼水液位檢測系統(tǒng)是鋼水液位自動控制系統(tǒng)中的重要組成部分，它能夠快速而準確地檢測板坯、方坯生產(chǎn)過程中結晶器內鋼水液面的高度，經(jīng)計算機設定參數(shù)，并由執(zhí)行機構控制結晶器塞棒或中間罐鋼水水口滑板，改變流入結晶器鋼水的流量，在一定的連鑄速度范圍內，保證結晶器內鋼水液位不變。使連鑄生產(chǎn)安全、可靠地連續(xù)地運行，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，提高了產(chǎn)品質量。同時，也改善了工人的勞動條件，使操作工人從原手控塞棒的繁重勞動中解放出來。
液位檢測系統(tǒng)用于結晶器內鋼水液位的在線檢測，為控制執(zhí)行機構實現(xiàn)自動控制提供原始數(shù)據(jù)資料。液位檢測系統(tǒng)由渦流傳感器(液位探頭)及液位信號處理器(二次儀表)構成。
渦流傳感器包括激勵線圈和感應線圈，采用電流激勵的方式進行工作。工作過程是高頻激勵線圈P產(chǎn)生的高頻磁場會在鋼水液面產(chǎn)生感生電渦流，鋼水液面上產(chǎn)生的感生電渦流，又會產(chǎn)生磁場，由于該磁場與高頻線圈產(chǎn)生的磁場方向相反，因而使高頻線圈的阻抗發(fā)生變化。線圈阻抗的變化，在線圈材料、結構、鋼種、溫度等不變的情況下，只與鋼水液面高度成單值函數(shù)關系。因此，只要檢測出高頻線圈阻抗的變化，就可知道結晶器鋼水液面位置的變化。由于高頻線圈阻抗的變化與線圈到鋼水液面的距離的變化不是線性關系，因此，電渦流式鋼水液面?zhèn)鞲衅鞑捎昧嘶ジ胁顒邮綔y量線圈。
現(xiàn)有技術中，液位檢測系統(tǒng)的傳感器部分安裝在結晶器上方，其示意圖如圖1所示，由于傳感器安裝在結晶器上方，從而帶來一系列問題1、由于結晶器上方溫度很高(約1500℃)，因此，為了保證傳感器正常工作，必須為傳感器提供高壓冷卻氣體，使傳感器工作環(huán)境在70℃以下。在實際生產(chǎn)過程中使用氮氣，氮氣的使用成本很高；2、影響工人扒渣操作，傳感器高溫防護罩經(jīng)常被打破；并造成傳感器損壞；3、鋼水水口每2個小時要進行更換，每次更換都必須先將傳感器拆除，更換完畢再將傳感器還原歸位，不僅操作煩鎖，也易損壞傳感器；4、在小方坯結晶器上安裝渦流傳感器非常不便。小方坯結晶器口徑很小，中包鋼水水口占據(jù)了結晶器口徑的絕大部分，渦流傳感器無處安裝，也影響小方坯產(chǎn)品生產(chǎn)質量。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種低成本、探測靈敏度高、有效量程大、使用壽命長的嵌入式結晶器液位檢測系統(tǒng)。
所述嵌入式結晶器液位檢測系統(tǒng)，包括由渦流信號激勵電路、傳感信號采樣電路、檢波、濾波、A/D變換電路、數(shù)字信號處理系統(tǒng)、I/O信號調理電路、液位值的數(shù)字或模擬信號輸出電路等組成的液位信號處理器，計算機及液位傳感器，其特征是所述液位傳感器是一種嵌入式結晶器液位傳感器，該嵌入式結晶器液位傳感器8安裝設置在結晶器水套2側面。
它的特點是1、解決了小方坯結晶器液位傳感器無處安裝的問題，大大提高了小方坯產(chǎn)品質量；2、距離鋼水液面更近，探測靈敏度更高；3、采用水冷方式，不需要冷卻氣體對傳感器進行冷卻，降低了工作條件和環(huán)境要求，降低了生產(chǎn)成本；4、不影響扒渣操作，不易受到機械損傷，使用壽命長；5、鋼水水口的更換不再受到傳感器的影響，更換更簡單；6、傳感器線圈可以做得很大，可以增加傳感器的有效量程，提高檢測、控制鋼水液面的精度；7、維修維護方便。
本實用新型的有益效果是結構簡單，測試、控制鋼水液面精度高，使用壽命長，生產(chǎn)成本低，維修維護方便，適應于連鑄生產(chǎn)線廣泛使用。


圖1是現(xiàn)有鋼水液位測量與控制系統(tǒng)結構示意圖；圖2是嵌入式結晶器液位傳感器結晶器安裝結構主視示意圖；圖3是圖2的俯視圖；圖4是液位信號處理器電路方框圖。
具體實施方式
下面接合附圖對本實用新型作進一步說明。在圖1所示的現(xiàn)有技術中，中間罐3內的鋼水1經(jīng)其鋼水水口流入結晶器9內，滑板10控制其鋼水水口的流量大小，傳感器8安裝在結晶器9上方，距結晶器內鋼水液面一定高度，傳感器8檢測鋼水液面高度的信號經(jīng)電纜與液位儀7的輸入端連接，經(jīng)液位儀處理后的信號，通過液位儀7的輸出端與計算機6的輸入端連接，經(jīng)計算機6的分析、運算后由其輸出端控制驅動器5、油缸4、滑板10來調節(jié)中間罐3鋼水水口的鋼水流量大小。
與圖1示方案不同，在圖2～3中，所述檢測系統(tǒng)中的嵌入式結晶器液位傳感器8安裝設置在結晶器水套2側面。
圖4液位信號處理器電路方框圖中，液位信號處理器通過渦流信號激勵電路24，經(jīng)傳感器激勵線圈13給出液位傳感器所需要的激勵電流，同時，通過傳感器信號采樣電路檢測鋼水液面上感應的反饋信號(電流)，該反饋信號經(jīng)檢波、濾波及信號放大電路處理后，被數(shù)字信號處理采樣(A/D變換)，再經(jīng)微處理器分析、運算后，得到表示液位高度的液位實測值。
液位信號處理器由渦流信號激勵電路24、傳感器激勵線圈13、傳感器8、輸入電路14、放大電路15、濾波電路16、A/D變換電路17、數(shù)字信號處理系統(tǒng)18、I/O信號調理電路19、液位值的數(shù)字或模擬信號輸出電路20、溫度傳感器21、振動傳感器22組成。經(jīng)液位信號處理器處理的信號輸出至上位機23、輸出電路20。
權利要求1.一種嵌入式結晶器液位檢測系統(tǒng)，包括由渦流信號激勵電路、傳感信號采樣電路、檢波、濾波、A/D變換電路、數(shù)字信號處理系統(tǒng)、I/O信號調理電路、液位值的數(shù)字或模擬信號輸出電路組成的液位信號處理器，計算機及液位傳感器，其特征是其液位傳感器是一種嵌入式結晶器液位傳感器，該嵌入式結晶器液位傳感器(8)安裝設置在結晶器水套(2)側面。
專利摘要一種嵌入式結晶器液位檢測系統(tǒng)，包括由渦流信號激勵電路、傳感信號采樣電路、檢波、濾波、A/D變換電路、數(shù)字信號處理系統(tǒng)、I/O信號調理電路、液位值的數(shù)字或模擬信號輸出電路等組成的液位信號處理器，計算機及液位傳感器，其特征是其液位傳感器是一種嵌入式結晶器液位傳感器，該嵌入式結晶器液位傳感器8安裝設置在結晶器水套2側面。本實用新型的特點是1.解決了小方坯結晶器液位傳感器無處安裝的問題；2.距離鋼水液面更近，探測靈敏度更高；3.采用水冷方式，不需要冷卻氣體對傳感器進行冷卻；4.不影響扒渣操作，不易受到機械損傷，使用壽命長；5、傳感器線圈可以做得很大，可以增加傳感器的有效量程，提高檢測、控制鋼水液面的精度。
文檔編號G01F23/00GK2896237SQ20062009604
公開日2007年5月2日 申請日期2006年4月7日 優(yōu)先權日2006年4月7日
發(fā)明者武青, 劉敏 申請人:武漢九鼎冶金電氣設備有限責任公司