东北大学冶金工程控制7.2

优点：一种结构简单的料线测量设备
量精度不高。
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2.微波探尺
电磁波波长在1mm到1m的波段称为微波。 微波与无线电波比较，前者具有良好的定向辐射性和传输特性，在 传输过程中受火焰，灰尘，烟雾及光强的影响极小。 基于上述特点，便可用微波法对物位进行测量。 雷达式物位计就是一种采用微波技术的物位测量仪表。 特点:
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3.激光探尺
将上述的探尺做成可移动或可旋转的测量设 备，对高炉料面进行扫描，就可测量整个料 面的形状。
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速度法
根据进入结晶器的钢水量控制拉坯速度以保持结晶器液位稳 定。这种方法主要用于小方坯连铸。
混合法
一般控制拉坯速度来保持液位稳定，但是当拉速超过一定数值仍不 能保持给定的结晶器液位时，则在通过控制中间包塞棒或滑动水口的开 口度，或者两者均控制，以控制结晶器液位。
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在生产中都需要加以了解和控制，以确定相应的操作工艺参数。
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一、连铸结晶器液面测量的重要性

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二、传统的结晶器对钢水液位自动控制有3种方法
流量法
控制进去结晶器的钢水流量，以保证液位稳定。通过改变中 间包塞棒或滑动水口的位置，或者控制塞棒和滑动水口二者的位 置，来控制进去结晶器的钢水流量，以达到结晶器液位稳定的目 的。

拉矫机控 制系统
放 射 源
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探 测 一部分射线被钢液吸收， 器
γ 射线
吸收量与钢液高度成正 比
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电脉冲信号
信号处理
1.2射线法在小方坯连铸机中的应用

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1.2射线法在连铸机中的应用

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7.2源自文库位、料位测量
7.2.1连铸结晶器液面测量
7.2.2高炉料线检测
7.2.1连铸结晶器液面测量
在冶金过程中，了解和控制容器内的液位高低，对于冶金过程的控 制和生产具有重要的意义。
如：高炉炉缸内铁水的液面高度， 炼钢炉内的液面高度， 浇铸过程中钢包，中间包的液面高度 结晶器的液面高度，
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7.2.2高炉料线检测
机械探尺
微波探尺
激光探尺
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1.机械探尺
高炉炉料线机械探尺示意图如图 713所示。 一般高炉炉顶装有 2 ～ 5 根机械探尺， 检测时通过滑轮机机构将探尺放下， 根据探尺的位移可以确定该位置的料 线。 缺点：经长时间使用后容易损坏，测
3.结晶器钢水液位检测的方法 放射法∕ 射线法
浮子法 热电偶法 电磁法 激光法
红外法
电视法
电涡流法
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1.射线法

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1.1结晶器射线法的工作原理
工作原理：
根据射线吸收原理，装在结晶器一侧的放射源辐射射 出的γ 射线经过结晶器，未被钢水吸收的射线信号由探 测器接收转化为电信号。 单位时间输出的电脉冲数量与入射的 γ射线量成正比， 与结晶器内钢水液面高度成反比。 把从探测器输出的电脉冲信号通过光电耦合输入到一 次测量仪表，经过主机处理转换成与钢水液面高度成正 比的 0 ～ 10V 或 0 ～ 20mA 电模拟量信号，然后输入拉矫机 控制系统，调控拉坯速度，以控制定径水口浇铸的结晶 器内钢水液面的高度，测量原理如图7-8所示。
将结晶器钢水液面变化转变为 直流电流标准信号，(2-3)
通过操作显示控制实现手动或自动 控制连铸中间包水口开度实现结晶器 钢水液面控制。(3-5)
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3.电磁法
电磁法结晶器液位计原理示意图如图7-12所 示。 在结晶器上口安装可以生产磁场的发射线 圈1和可以接受磁场的接收线圈2 在发送线圈1通过1kHz的稳定电流，产生一 次磁场，该磁场在结晶器铜壁和钢水表面 产生涡流，涡流又产生二次磁场 涡流产生的二次磁场被接收线圈接收并感 应产生感应电压，该电压与结晶器内的钢 液面变化有关。 通过测定接收线圈的感应电压，可以测定 结晶器内的钢水液位。
简化成电路图
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2.1电涡流法-涡流式位移传感器
线圈受钢液产生的磁场影响后的等效 阻抗为：
简化成电路图
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2.2电涡流法-过程控制
图7-11为采用电涡流传感器检测结晶器液位的结晶器液位控制系统，
涡流传感器的有效信号经过放大，线性化处理，(1-2)
不接触介质
没有测量盲区 可进行连续测量 测量精度几乎不受被介质温度，压力，相对介质常数及易燃易爆 等恶劣工况的限制。
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2.微波探尺-工作原理

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3.激光探尺
激光探尺，工作原理示意图如图7-15所示。 该探尺有一个激光光源，发出的短促激光脉冲在照 射到目标物体后，被反射到聚光镜上，然后被接收 器测到。 由激光从发射到被接收器接收所需要的时间就可以 计算出光源和物体目标之间的距离。
2.电涡流法
电涡流位移传感器是利用通电线圈与金属导体之间的 涡流互感效应，将结晶器钢水液面高度位移变化转变为电 信号，来检测结晶器钢水液位，如图7-9所示。
互感电动势不仅与另一 线圈中电流改变的快慢有 关，而且也与两个线圈的 结构以及相对位置有关
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2.1电涡流法