嵌入式结晶器液位检测系统技术方案

一种嵌入式结晶器液位检测系统，包括由涡流信号激励电路、传感信号采样电路、检波、滤波、Ａ／Ｄ变换电路、数字信号处理系统、Ｉ／Ｏ信号调理电路、液位值的数字或模拟信号输出电路等组成的液位信号处理器，计算机及液位传感器，其特征是：其液位传感器是一种嵌入式结晶器液位传感器，该嵌入式结晶器液位传感器８安装设置在结晶器水套２侧面。本实用新型专利技术的特点是：１．解决了小方坯结晶器液位传感器无处安装的问题；２．距离钢水液面更近，探测灵敏度更高；３．采用水冷方式，不需要冷却气体对传感器进行冷却；４．不影响扒渣操作，不易受到机械损伤，使用寿命长；５、传感器线圈可以做得很大，可以增加传感器的有效量程，提高检测、控制钢水液面的精度。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及连铸工艺钢水液位检测
，特别是一种嵌入式结晶器液位检测系统。
技术介绍
在连铸生产线上，钢水液位检测系统是钢水液位自动控制系统中的重要组成部分，它能够快速而准确地检测板坯、方坯生产过程中结晶器内钢水液面的高度，经计算机设定参数，并由执行机构控制结晶器塞棒或中间罐钢水水口滑板，改变流入结晶器钢水的流量，在一定的连铸速度范围内，保证结晶器内钢水液位不变。使连铸生产安全、可靠地连续地运行，实现生产过程自动化，提高了产品质量。同时，也改善了工人的劳动条件，使操作工人从原手控塞棒的繁重劳动中解放出来。液位检测系统用于结晶器内钢水液位的在线检测，为控制执行机构实现自动控制提供原始数据资料。液位检测系统由涡流传感器(液位探头)及液位信号处理器(二次仪表)构成。涡流传感器包括激励线圈和感应线圈，采用电流激励的方式进行工作。工作过程是高频激励线圈P产生的高频磁场会在钢水液面产生感生电涡流，钢水液面上产生的感生电涡流，又会产生磁场，由于该磁场与高频线圈产生的磁场方向相反，因而使高频线圈的阻抗发生变化。线圈阻抗的变化，在线圈材料、结构、钢种、温度等不变的情况下，只与钢水液面高度成单值函数关系。因此，只要检测出高频线圈阻抗的变化，就可知道结晶器钢水液面位置的变化。由于高频线圈阻抗的变化与线圈到钢水液面的距离的变化不是线性关系，因此，电涡流式钢水液面传感器采用了互感差动式测量线圈。现有技术中，液位检测系统的传感器部分安装在结晶器上方，其示意图如图1所示，由于传感器安装在结晶器上方，从而带来一系列问题1、由于结晶器上方温度很高(约1500℃)，因此，为了保证传感器正常工作，必须为传感器提供高压冷却气体，使传感器工作环境在70℃以下。在实际生产过程中使用氮气，氮气的使用成本很高；2、影响工人扒渣操作，传感器高温防护罩经常被打破；并造成传感器损坏；3、钢水水口每2个小时要进行更换，每次更换都必须先将传感器拆除，更换完毕再将传感器还原归位，不仅操作烦锁，也易损坏传感器；4、在小方坯结晶器上安装涡流传感器非常不便。小方坯结晶器口径很小，中包钢水水口占据了结晶器口径的绝大部分，涡流传感器无处安装，也影响小方坯产品生产质量。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种低成本、探测灵敏度高、有效量程大、使用寿命长的嵌入式结晶器液位检测系统。所述嵌入式结晶器液位检测系统，包括由涡流信号激励电路、传感信号采样电路、检波、滤波、A/D变换电路、数字信号处理系统、I/O信号调理电路、液位值的数字或模拟信号输出电路等组成的液位信号处理器，计算机及液位传感器，其特征是所述液位传感器是一种嵌入式结晶器液位传感器，该嵌入式结晶器液位传感器8安装设置在结晶器水套2侧面。它的特点是1、解决了小方坯结晶器液位传感器无处安装的问题，大大提高了小方坯产品质量；2、距离钢水液面更近，探测灵敏度更高；3、采用水冷方式，不需要冷却气体对传感器进行冷却，降低了工作条件和环境要求，降低了生产成本；4、不影响扒渣操作，不易受到机械损伤，使用寿命长；5、钢水水口的更换不再受到传感器的影响，更换更简单；6、传感器线圈可以做得很大，可以增加传感器的有效量程，提高检测、控制钢水液面的精度；7、维修维护方便。本技术的有益效果是结构简单，测试、控制钢水液面精度高，使用寿命长，生产成本低，维修维护方便，适应于连铸生产线广泛使用。附图说明图1是现有钢水液位测量与控制系统结构示意图；图2是嵌入式结晶器液位传感器结晶器安装结构主视示意图；图3是图2的俯视图；图4是液位信号处理器电路方框图。具体实施方式下面接合附图对本技术作进一步说明。在图1所示的现有技术中，中间罐3内的钢水1经其钢水水口流入结晶器9内，滑板10控制其钢水水口的流量大小，传感器8安装在结晶器9上方，距结晶器内钢水液面一定高度，传感器8检测钢水液面高度的信号经电缆与液位仪7的输入端连接，经液位仪处理后的信号，通过液位仪7的输出端与计算机6的输入端连接，经计算机6的分析、运算后由其输出端控制驱动器5、油缸4、滑板10来调节中间罐3钢水水口的钢水流量大小。与图1示方案不同，在图2～3中，所述检测系统中的嵌入式结晶器液位传感器8安装设置在结晶器水套2侧面。图4液位信号处理器电路方框图中，液位信号处理器通过涡流信号激励电路24，经传感器激励线圈13给出液位传感器所需要的激励电流，同时，通过传感器信号采样电路检测钢水液面上感应的反馈信号(电流)，该反馈信号经检波、滤波及信号放大电路处理后，被数字信号处理采样(A/D变换)，再经微处理器分析、运算后，得到表示液位高度的液位实测值。液位信号处理器由涡流信号激励电路24、传感器激励线圈13、传感器8、输入电路14、放大电路15、滤波电路16、A/D变换电路17、数字信号处理系统18、I/O信号调理电路19、液位值的数字或模拟信号输出电路20、温度传感器21、振动传感器22组成。经液位信号处理器处理的信号输出至上位机23、输出电路20。权利要求1.一种嵌入式结晶器液位检测系统，包括由涡流信号激励电路、传感信号采样电路、检波、滤波、A/D变换电路、数字信号处理系统、I/O信号调理电路、液位值的数字或模拟信号输出电路组成的液位信号处理器，计算机及液位传感器，其特征是其液位传感器是一种嵌入式结晶器液位传感器，该嵌入式结晶器液位传感器(8)安装设置在结晶器水套(2)侧面。专利摘要一种嵌入式结晶器液位检测系统，包括由涡流信号激励电路、传感信号采样电路、检波、滤波、A/D变换电路、数字信号处理系统、I/O信号调理电路、液位值的数字或模拟信号输出电路等组成的液位信号处理器，计算机及液位传感器，其特征是其液位传感器是一种嵌入式结晶器液位传感器，该嵌入式结晶器液位传感器8安装设置在结晶器水套2侧面。本技术的特点是1.解决了小方坯结晶器液位传感器无处安装的问题；2.距离钢水液面更近，探测灵敏度更高；3.采用水冷方式，不需要冷却气体对传感器进行冷却；4.不影响扒渣操作，不易受到机械损伤，使用寿命长；5、传感器线圈可以做得很大，可以增加传感器的有效量程，提高检测、控制钢水液面的精度。文档编号G01F23/00GK2896237SQ20062009604公开日2007年5月2日 申请日期2006年4月7日 优先权日2006年4月7日专利技术者武青, 刘敏 申请人:武汉九鼎冶金电气设备有限责任公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式结晶器液位检测系统，包括由涡流信号激励电路、传感信号采样电路、检波、滤波、Ａ／Ｄ变换电路、数字信号处理系统、Ｉ／Ｏ信号调理电路、液位值的数字或模拟信号输出电路组成的液位信号处理器，计算机及液位传感器，其特征是：其液位传感器是一种嵌入式结晶器液位传感器，该嵌入式结晶器液位传感器（８）安装设置在结晶器水套（２）侧面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武青，刘敏，
申请(专利权)人：武汉九鼎冶金电气设备有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]