冶金炉内高温熔体液位测量装置及方法，所述装置包括液面判定测量回路、减速电机、PLC或DCS系统、编码器、链轮、电机控制箱、上限开关、链条、平衡锤、下限开关和棒式探极（或双极棒式探极）。所述方法包括：（1）测量棒式探极初始距离，运行PLC或DCS系统、液面判定测量回路，编码器开始读取链轮转数；（2）棒式探极触碰到高温熔体时，测量回路接通，读取链轮转数；（3）计算得出棒式探极的行程L和液位高度H。本发明专利技术装置和方法可在冶金炉内温度≤1600℃下进行测量，抗干扰能力强，炉内高浓度粉尘、粘渣、结块不影响测量结果。本发明专利技术装置测量精度可达厘米级别，可测量泡沫渣、熔渣、熔锍、熔盐或金属的高温熔体。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，所述装置包括液面判定测量回路、减速电机、PLC或DCS系统、编码器、链轮、电机控制箱、上限开关、链条、平衡锤、下限开关和棒式探极（或双极棒式探极）。所述方法包括：（1）测量棒式探极初始距离，运行PLC或DCS系统、液面判定测量回路，编码器开始读取链轮转数；（2）棒式探极触碰到高温熔体时，测量回路接通，读取链轮转数；（3）计算得出棒式探极的行程L和液位高度H。本专利技术装置和方法可在冶金炉内温度≤1600℃下进行测量，抗干扰能力强，炉内高浓度粉尘、粘渣、结块不影响测量结果。本专利技术装置测量精度可达厘米级别，可测量泡沫渣、熔渣、熔锍、熔盐或金属的高温熔体。【专利说明】
本专利技术涉及一种冶金炉高温熔体液位测量装置及方法，具体涉及一种通过检测高温熔体的导电性来判断其液位的冶金炉高温熔体液位测量装置及方法。
技术介绍
冶金炉正常生产过程中，炉内高温冶金熔体液位的高低直接影响工艺过程的顺利进行，因此检测冶金炉内高温冶金熔体的液位十分必要；尤其是熔池熔炼工艺中，冶金反应均在熔渣中进行,一旦失控则会发生严重的恶性泡沫渣事故，13000C以上的熔渣从炉顶等各处孔隙喷溅而出，严重伤害人员安全，将造成重大人身设备事故。 目前在高炉、焦炉等工艺中已有几种方法测量高温固体物料的料位，但均不适用于高温熔体的环境。 射频电容物位计是基于射频导纳和电容技术引进研发而成。工作原理是，基于所有物料均有不同的介电常数，而且其导电率均不同于空气。将一无线电频率施加在探头上，其探头和容器壁构成电容器，其探头与介质接触时，由于微小电量的偏移，其所反映的总阻抗发生变化，这一变化被电路检测后通过连续的分析(与预先由灵敏度设置电路建立参考基准相比较)确定周围环境(物位)的变化。射频电容物位计可测量块状、颗粒状、粉末状等固体物料以及水、溶液、油等液体物位。此种料位计的缺陷在于:工况点预调好之后，由于物料状况或环境状况变化易产生飘移和误动作，在高温、高粉尘熔炉中，由于挂渣和结块等原因完全不适合使用。 重锤式料位计由传感器和控制显示仪表组成。传感器采用重锤探测式，各种信号由无机械触点的磁敏元件取出，运行可靠。传感器安装于仓顶，重锤由电机通过不锈钢带或不锈钢缆牵引吊放在仓内。仪表控制传感器自动定时对料位进行探测，每次测量时重锤从顶仓起始位置开始下降，重锤接触到料面立即返回到仓顶，等待下一次测量。此种测量的缺陷是:其一，在高炉恶劣的环境中会经常出现钢丝绳乱绳、钢带打转，造成断绳掉锤事故；其二，传感器测绳力的方法无法测量泡沫和熔体，也无法解决沾渣结块情况。 干熄焦炉连续料位计的测量原理是:将测量探头安装在料仓的仓壁上，探头与仓壁相对形成了一个电容场。探头为正极，仓壁为负极。料位的上下变化使二极之间的电容量产生增或减。探头中的脉冲卡可以把物位变化转化为脉冲信号送给控制仪表。控制仪表经运算处理后转换为工程量显示出来，从而实现物位的连续测量。使得操作人员得知干熄焦的准确高度。其缺陷在于:电极不能承受1200°C以上高温，电极无法应对挂渣、结块的干扰。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种结构简单，安装方便，能长期稳定运行，并通过输出4?20mA标准信号、计数脉冲信号或者通过RS485能实现远程实时控制和通讯的冶金炉内高温熔体液位测量装置。 本专利技术进一步解决的技术问题是，提供一种能克服现有测量方法的不足，满足熔池熔炼生产过程中检测炉内熔体高度，尤其是泡沫渣熔体高度的要求，以达到有效控制熔池熔炼生产过程中泡沫渣高度、防止发生喷炉事故和实现本质安全生产的目的的冶金炉内高温熔体液位测量方法。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种冶金炉内高温熔体液位测量装置，包括液面判定测量回路、减速电机、PLC或DCS系统、编码器、链轮、电机控制箱、上限开关、链条、平衡锤、下限开关和棒式探极；所述PLC或DCS系统分别与液面判定测量回路、编码器和电机控制箱相连；所述电机控制箱分别与减速电机和平衡锤运行轨道上在上、下极限位置设置的上、下限开关相连；所述减速电机与链轮相连，链轮同轴安装编码器；所述棒式探极通过链条与平衡锤相连并跨接在链轮和减速电机上；所述棒式探极为单极电极，液面判定测量回路连接棒式探极和金属炉体与高温熔体构成测量回路。减速电机可驱动链轮带动链条、棒式探极及平衡锤运动；平衡锤的作用主要是与链条和棒式探极保持平衡，以保证系统的稳定性，当平衡锤接触上、下限开关时，减速电机均停止运行，保证了系统的安全防护性能。 进一步，所述棒式探极包括电极、绝缘块、机械连接头和耐高温传输导线；所述电极通过绝缘块与机械连接头相连，机械连接头再与链条相连，耐高温传输导线连接电极与液面判定测量回路，耐高温传输导线随棒式探极一起运行；所述电极选用耐高温的电的良导体钥、钢、铜或石墨制成。当高温熔体炉体为具有导电性的铜水套、钢水套等金属炉体时，选用单极电极，单极电极作为测量回路的正极，导电炉体作为测量回路的负极。 进一步，所述棒式探极由双极棒式探极替换，液面判定测量回路连接棒式探极正极和棒式探极负极与高温熔体构成测量回路。 进一步，所述双极棒式探极包括棒式探极正极、棒式探极负极、绝缘块、双极连接块和耐高温传输导线；所述棒式探极正极和棒式探极负极分别通过绝缘块与双极连接块相连，双极连接块再与链条相连，耐高温传输导线分别连接棒式探极正极、棒式探极负极与液面判定测量回路，耐高温传输导线随棒式探极一起运行；所述棒式探极正极和棒式探极负极选用耐高温的电的良导体钥、钢、铜或石墨制成。当高温熔体炉体为不具有导电性的如耐火材料的非金属炉体时，选用双极棒式探极，双极棒式探极的正极作为测量回路的正极，双极棒式探极的负极作为测量回路的负极。 进一步，所述棒式探极正极和棒式探极负极为同等长度，两个棒式探极之间用双极连接块分隔距离100?3000mm。 进一步，所述液面判定测量回路和编码器通过输出4?20mA标准信号、计数脉冲信号或者通过RS485与PLC或DCS系统联络。 本专利技术装置中，绝缘块和双极连接块均为绝缘材料，一般采用塑料王、胶木等，由于此处在测量过程中离高温炉较远，所以对温度的要求不高，一般能耐100°c温度就能满足。 本专利技术进一步要解决的技术问题所采用的技术方案是:一种冶金炉内高温熔体液位测量方法，包括以下步骤: (I)测量高温熔体炉床底部到棒式探极下端的距离并输入PLC或DCS系统后，运行PLC或DCS系统，液面判定测量回路启动，同时，编码器自动记忆棒式探极下端的起始零点位置，PLC或DCS系统向编码器发出采数信号，开始读取链轮转数；(2)棒式探极在减速电机所带动链条的传动下向高温熔体的上表面运动，当棒式探极触碰到高温熔体上表面时,液面判定测量回路连接棒式探极和金属炉体与高温熔体构成测量回路，液面判定测量回路依据测量回路的接通信号向PLC或DCS系统发出传动系统停止信号，PLC或DCS系统再通过电机控制箱停止减速电机运行，继而链条与棒式探极停止向下运行，同时，PLC或DCS系统读取编码器发出的链轮转数η读数；(3)PLC或DCS系统依据传动链轮的半径R和所读取的传动链轮转数η，利用公式L=2 *R*n，计算出棒式探极的行程L本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种冶金炉内高温熔体液位测量装置，其特征在于：包括液面判定测量回路、减速电机、PLC或DCS系统、编码器、链轮、电机控制箱、上限开关、链条、平衡锤、下限开关和棒式探极；所述PLC或DCS系统分别与液面判定测量回路、编码器和电机控制箱相连；所述电机控制箱分别与减速电机和平衡锤运行轨道上在上、下极限位置设置的上、下限开关相连；所述减速电机与链轮相连，链轮同轴安装编码器；所述棒式探极通过链条与平衡锤相连并跨接在链轮和减速电机上；所述棒式探极为单极电极，液面判定测量回路连接棒式探极和金属炉体与高温熔体构成测量回路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曾乐泉，邓卫华，廖光荣，戴永俊，邹声洪，
申请(专利权)人：锡矿山闪星锑业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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