本发明专利技术提供了镁合金连铸液面位置检测装置及检测方法，包括筒状的检测壳体，检测壳体的内壁和外壁之间沿轴向开设有多个通孔，且通孔沿检测壳体的周向等间距均匀排列，每个通孔内安装有热电偶，形成热电偶组，热电偶组的测量端组延伸出通孔底端可与被检测液面接触，且测量端组形成一个螺旋状，热电偶组的接线端组与安装在检测壳体顶端的信号采集单元连接，信号采集单元与检测壳体外的数据处理系统通过通讯模块连接，通过处于被检测液面上下的热电偶所检索到的温度突变情况，来判断获得被检测液面处于哪些热电偶之间，进而获得被检测液面的相对位置，及时调整被检测液面的液面位置，维持镁合金熔体液面稳定，保证镁合金的安全生产，提高铸坯质量。
【技术实现步骤摘要】
一种镁合金连铸液面位置检测装置及其检测方法
本专利技术是基于冶金连铸设备领域而设计，尤其针对镁合金连铸过程中结晶器液面控制检测要求而专利技术的一种检测方法和装置。
技术介绍
在镁合金连铸过程中，镁合金熔体先浇注到结晶器内，经过结晶器内壁的散热，合金熔体开始从外向内逐渐凝固的同时逐步下移，实现连续铸造功能。由于镁元素的活泼特性，防氧化是镁合金连铸过程重要的控制环节。通常采用比较昂贵SF6混合气体对熔体液面进行保护，使其与镁生成保护膜，覆盖在液面上方，将空气和熔体隔离开来，而SF6气体排入大气中，对温室效应具有潜在的危害。为了降低生产成本、保护环境安全，需减少SF6混合气的消耗量。因此需要在结晶器上方设置盖板，将镁合金熔体与空气隔离开来，将输入的SF6混合气通入由结晶器盖板、结晶器内壁、镁合金熔体构成封闭的小空间里，提高SF6混合气的利用率、减少耗量。这样一来，由于镁合金熔体液面受盖板遮挡，人工无法观察到熔体液面位置，而在连铸生产过程中，维持镁合金熔体液面稳定是安全生产、提高铸坯质量的关键因素。目前在世界范围内尚无检测镁合金液面的方法和装置，因此需开发研究一种特殊的检测方法和装置解决这一需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有的镁合金连铸过程中，镁合金连铸液面的液面位置无法确认的问题。为此，本专利技术提供了一种镁合金连铸液面位置检测装置，包括筒状的检测壳体，所述检测壳体的内壁和外壁之间沿轴向开设有多个通孔，且通孔沿检测壳体的周向等间距均匀排列，每个通孔内安装有热电偶，形成热电偶组，热电偶组的测量端组延伸出通孔底端可与被检测液面接触，且测量端组形成一个螺旋状，热电偶组的接线端组与安装在检测壳体顶端的信号采集单元连接，信号采集单元与检测壳体外的数据处理系统通过通讯模块连接；所述信号采集单元用于将各热电偶检测到的温度模拟量通过通讯模块传输给数据处理系统；所述数据处理系统根据信号采集单元输入的数据进行分析处理，得出温度差最大的两相邻热电偶的温度值，输出被检测液面的位置值。所述测量端组与检测壳体之间通过螺母固定连接。所述通讯模块是EtherCAT、LIGHTBUS、PROFIBUS、INTERBUS、MODBUS、CANopen、DeviceNet、ControlNet、CC-Link、IO-Link、PROFINET、RS232、RS485、WLAN、NFC、WIFI-Dircet、bump、2G、4G、蓝牙、wifi、zige-bee、GPRS、3G、USB模块中的任一种。所述信号采集单元采用德国BECKHOFF公司的FM3332-B310型高密度热电偶输入模块。所述数据处理系统采用西门子S7系列PLC控制器。一种镁合金连铸液面位置检测方法，包括如下步骤：1)将镁合金连铸液面位置检测装置固定在被检测液体的盛装容器内，部分测量端位于被检测液面以上，其余测量端位于被检测液面以下，镁合金连铸液面位置检测装置的测量端组从位于检测壳体最下端的测量端开始编号，依次编号为R1、R2、R3、…Ri…、Rn，对应的各测量端测出的温度分别是t1、t2、t3、…ti…、tn，其中，n表示从位于检测壳体最下端的测量端到位于检测壳体最上端的测量端的编号，且1＜i≤n，n的数量与测量端的数量一致；2)镁合金连铸液面位置检测装置与信号采集单元联通，信号采集单元与数据处理系统联通，信号采集单元将采集到的测量端组的温度t1、t2、t3、…ti…、tn传输给数据处理系统进行分析处理，同时确定热电偶组中的R1或者Rn为检测0基准点；3)数据处理系统经分析比较得出温度差最大的两个相邻测量端，并记录下该测量端的编号Ri、R(i+1)，被检测液面处于这两个测量端之间，其中温度较高者位于被检测液面下方，温度较低者位于被检测液面上方，若选择R1作为检测0基准点，则若选择Rn作为检测0基准点，则其中，LR1表示被检测液面距测量端R1的高度，LRn表示被检测液面距测量端Rn的高度，m表示相邻两个测量端之间的高度，由于m在热电偶组的测量精度以内，因此表示Ri或者R(i+1)距被检测液面的高度；4)根据数据处理系统的分析和计算结果，输出被检测液面距检测0基准点的距离。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的这种镁合金连铸液面位置检测装置及其检测方法，配合镁合金熔体注入结晶器的流速控制机构进行液面控制，通过处于被检测液面上下的热电偶所检索到的温度突变情况，来判断获得被检测液面处于哪些热电偶之间，进而获得被检测液面的相对位置，及时调整被检测液面的液面位置，维持镁合金熔体液面稳定，保证镁合金的安全生产，提高铸坯质量。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是镁合金连铸液面位置检测装置的结构示意图一。图2是镁合金连铸液面位置检测装置的结构示意图二。图3是镁合金连铸液面位置检测装置的数据传输示意图。附图标记说明：1、热电偶；2、检测壳体；3、信号采集单元；4、数据处理系统；5、通孔；6、热电偶组；7、被检测液面；8、测量端组；9、通讯模块；10、测量端。具体实施方式以下将结合附图进一步对镁合金连铸液面位置检测装置及其检测方法作详细的说明。实施例1：如图1和图3所示，本专利技术提供了一种镁合金连铸液面位置检测装置，其特征在于，包括筒状的检测壳体2，所述检测壳体2的内壁和外壁之间沿轴向开设有多个通孔5，且通孔5沿检测壳体2的周向等间距均匀排列，每个通孔5内安装有热电偶1，形成热电偶组6，热电偶组6的测量端组8延伸出通孔5底端可与被检测液面7接触，且测量端组8形成一个螺旋状，热电偶组6的接线端组与安装在检测壳体2顶端的信号采集单元3连接，信号采集单元3与检测壳体2外的数据处理系统4通过通讯模块9连接；所述信号采集单元3用于将各热电偶1检测到的温度模拟量通过通讯模块9传输给数据处理系统4；所述数据处理系统4根据信号采集单元3输入的数据进行分析处理，得出温度差最大的两相邻热电偶1的温度值，输出被检测液面7的位置值。在利用该镁合金连铸液面位置检测装置检测镁合金液面时，需要先将该镁合金连铸液面位置检测装置放入结晶器内，同时需要注意的是，镁合金连铸液面位置检测装置的热电偶1的测量端组8一部分位于液面以上，另外一部分位于液面以下，测量端组8将检测到的温度值传输给信号采集单元3，信号采集单元3再将温度值传输给数据处理系统4，经过数据处理系统4计算处理，得出温度差最大的两相邻热电偶1的温度值，输出被检测液面7的位置值。本专利技术提供的这种镁合金连铸液面位置检测装置及其检测方法，配合镁合金熔体注入结晶器的流速控制机构进行液面控制，通过处于被检测液面7上下的热电偶1所检索到的温度突变情况，来判断获得被检测液面7处于哪些热电偶1之间，进而获得被检测液面7的相对位置，及时调整被检测液面7的液面位置，维持镁合金熔体液面稳定，保证镁合金的安全生产，提高铸坯质量。实施例2：在实施例1的基础上，具体的，测量端10与检测壳体2之间的连接关系是，所述测量端10与检测壳体2之间通过螺母固定连接,。实施例3：在实施例1的基础上，需要说明的是，所述通讯模块9是EtherCAT、LIGHTBUS、PROFIBUS、INTERBUS、MODBUS、CANopen、DeviceNet、ControlNet、CC-Link、IO-Li本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镁合金连铸液面位置检测装置，其特征在于，包括筒状的检测壳体(2)，所述检测壳体(2)的内壁和外壁之间沿轴向开设有多个通孔(5)，且通孔(5)沿检测壳体(2)的周向等间距均匀排列，每个通孔(5)内安装有热电偶(1)，形成热电偶组(6)，热电偶组(6)的测量端组(8)延伸出通孔(5)底端可与被检测液面(7)接触，且测量端组(8)形成一个螺旋状，热电偶组(6)的接线端组与安装在检测壳体(2)顶端的信号采集单元(3)连接，信号采集单元(3)与检测壳体(2)外的数据处理系统(4)通过通讯模块(9)连接；所述信号采集单元(3)用于将各热电偶(1)检测到的温度模拟量通过通讯模块(9)传输给数据处理系统(4)；所述数据处理系统(4)根据信号采集单元(3)输入的数据进行分析处理，得出温度差最大的两相邻热电偶(1)的温度值，输出被检测液面(7)的位置值。
【技术特征摘要】
1.一种镁合金连铸液面位置检测方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将镁合金连铸液面位置检测装置固定在被检测液体的盛装容器内，部分测量端（10）位于被检测液面（7）以上，其余测量端（10）位于被检测液面（7）以下，镁合金连铸液面位置检测装置的测量端组（8）从位于检测壳体（2）最下端的测量端（10）开始编号，依次编号为R1、R2、R3、…Ri…、Rn，对应的各测量端（10）测出的温度分别是t1、t2、t3、…ti…、tn，其中，n表示从位于检测壳体（2）最下端的测量端（10）到位于检测壳体（2）最上端的测量端（10）的编号，且1＜i≤n，n的数量与测量端（10）的数量一致；2）镁合金连铸液面位置检测装置与信号采集单元（3）联通，信号采集单元（3）与数据处理系统（4）联通，信号采集单元（3）将采集到的测量端组（8）的温度t1、t2、t3、…ti…、tn传输给数据处理系统（4）进行分析处理，同时确定热电偶组（6）中的R1或者Rn为检测0基准点；3）数据处理系统（4）经分析比较得出温度差最大的两个相邻测量端（10），并记录下该测量端（10）的编号Ri、R(i+1)，被检测液面（7）处于这两个测量端（10）之间，其中温度较高者位于被检测液面（7）下方，温度较低者位于被检测液面（7）上方，若选择R1作为检测0基准点，则LR1＝(i-1)m+m=(i-)m，若选择Rn作为检测0基准点，则LRn＝[n-(i+1)]m+m=（n-i+)m，其中，LR1表示被检测液面（7）距测量端（10）R1的高度，LRn表示被检测液面（7）距测量端（10）Rn的高度，m表示相邻两个测量端（10）之间的高度，由于m在热电偶组（6）的测量精度以内，因此m表示Ri或者R(i+1)距被检测液面（7）的高度；4）根据数据处理系统（4）的分析和计算结果，输出被检测液面（7）...
【专利技术属性】
技术研发人员：周亚君，雷华，
申请(专利权)人：中国重型机械研究院股份公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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