7.2液位、料位測量7.2.1連鑄結晶器液面測量7.2.2高爐料線檢測冶金過程控制基礎及應用7.2.1連鑄結晶器液面測量

在冶金過程中，了解和控制容器內的液位高低，對于冶金過程的控制和生產具有重要的意義。如：高爐爐缸內鐵水的液面高度，

煉鋼爐內的液面高度，

澆鑄過程中鋼包，中間包的液面高度

結晶器的液面高度，在生產中都需要加以了解和控制，以確定相應的操作工藝參數。2023/2/5冶金過程控制基礎及應用一、連鑄結晶器液面測量的重要性

2023/2/5冶金過程控制基礎及應用二、傳統(tǒng)的結晶器對鋼水液位自動控制有3種方法流量法

控制進去結晶器的鋼水流量，以保證液位穩(wěn)定。通過改變中間包塞棒或滑動水口的位置，或者控制塞棒和滑動水口二者的位置，來控制進去結晶器的鋼水流量，以達到結晶器液位穩(wěn)定的目的。速度法

根據進入結晶器的鋼水量控制拉坯速度以保持結晶器液位穩(wěn)定。這種方法主要用于小方坯連鑄?；旌戏?/p>

一般控制拉坯速度來保持液位穩(wěn)定，但是當拉速超過一定數值仍不能保持給定的結晶器液位時，則在通過控制中間包塞棒或滑動水口的開口度，或者兩者均控制，以控制結晶器液位。2023/2/5冶金過程控制基礎及應用3.結晶器鋼水液位檢測的方法放射法∕射線法浮子法熱電偶法電磁法激光法紅外法電視法電渦流法2023/2/5冶金過程控制基礎及應用1.射線法

2023/2/5冶金過程控制基礎及應用1.1結晶器射線法的工作原理工作原理：

根據射線吸收原理，裝在結晶器一側的放射源輻射射出的γ射線經過結晶器，未被鋼水吸收的射線信號由探測器接收轉化為電信號。

單位時間輸出的電脈沖數量與入射的γ射線量成正比，與結晶器內鋼水液面高度成反比。

把從探測器輸出的電脈沖信號通過光電耦合輸入到一次測量儀表，經過主機處理轉換成與鋼水液面高度成正比的0～10V或0～20mA電模擬量信號，然后輸入拉矯機控制系統(tǒng)，調控拉坯速度，以控制定徑水口澆鑄的結晶器內鋼水液面的高度，測量原理如圖7-8所示。2023/2/5冶金過程控制基礎及應用放射源探測器信號處理拉矯機控制系統(tǒng)

γ射線一部分射線被鋼液吸收，吸收量與鋼液高度成正比電脈沖信號

1.2射線法在小方坯連鑄機中的應用

2023/2/5冶金過程控制基礎及應用

1.2射線法在連鑄機中的應用

2023/2/5冶金過程控制基礎及應用2.電渦流法2023/2/5冶金過程控制基礎及應用

電渦流位移傳感器是利用通電線圈與金屬導體之間的渦流互感效應，將結晶器鋼水液面高度位移變化轉變?yōu)殡娦盘?，來檢測結晶器鋼水液位，如圖7-9所示?；ジ须妱觿莶粌H與另一線圈中電流改變的快慢有關，而且也與兩個線圈的結構以及相對位置有關2.1電渦流法2023/2/5冶金過程控制基礎及應用

簡化成電路圖2.1電渦流法-渦流式位移傳感器2023/2/5冶金過程控制基礎及應用線圈受鋼液產生的磁場影響后的等效阻抗為：

簡化成電路圖2.2電渦流法-過程控制2023/2/5冶金過程控制基礎及應用圖7-11為采用電渦流傳感器檢測結晶器液位的結晶器液位控制系統(tǒng)，

渦流傳感器的有效信號經過放大，線性化處理，(1-2)

將結晶器鋼水液面變化轉變?yōu)橹绷麟娏鳂藴市盘枺?2-3)

通過操作顯示控制實現(xiàn)手動或自動控制連鑄中間包水口開度實現(xiàn)結晶器鋼水液面控制。(3-5)3.電磁法電磁法結晶器液位計原理示意圖如圖7-12所示。在結晶器上口安裝可以生產磁場的發(fā)射線圈1和可以接受磁場的接收線圈2在發(fā)送線圈1通過1kHz的穩(wěn)定電流，產生一次磁場，該磁場在結晶器銅壁和鋼水表面產生渦流，渦流又產生二次磁場渦流產生的二次磁場被接收線圈接收并感應產生感應電壓，該電壓與結晶器內的鋼液面變化有關。通過測定接收線圈的感應電壓，可以測定結晶器內的鋼水液位。2023/2/5冶金過程控制基礎及應用7.2.2高爐料線檢測

機械探尺微波探尺激光探尺2023/2/5冶金過程控制基礎及應用1.機械探尺

高爐爐料線機械探尺示意圖如圖7-13所示。

一般高爐爐頂裝有2～5根機械探尺，檢測時通過滑輪機機構將探尺放下，根據探尺的位移可以確定該位置的料線。優(yōu)點：一種結構簡單的料線測量設備缺點：經長時間使用后容易損壞，測量精度不高。2023/2/5冶金過程控制基礎及應用2.微波探尺電磁波波長在1mm到1m的波段稱為微波。

微波與無線電波比較，前者具有良好的定向輻射性和傳輸特性，在傳輸過程中受火焰，灰塵，煙霧及光強的影響極小。

基于上述特點，便可用微波法對物位進行測量。

雷達式物位計就是一種采用微波技術的物位測量儀表。特點:

不接觸介質

沒有測量盲區(qū)

可進行連續(xù)測量

測量精度幾乎不受被介質溫度，壓力，相對介質常數及易燃易爆等惡劣工況的限制。2023/2/5冶金過程控制基礎及應用2.微波探尺-工作原理

2023/2/5冶金過程控制基礎及應用3.激光探尺激光探尺，工作原理示意圖如圖7-15所示。該探尺有一個激光光源，發(fā)出的短促激光脈沖在照射到目標物體后，被反射到聚光鏡上，然后被接收器測