[发明专利]高温溶液液位探测与控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及高温溶液液位测量技术领域，具体涉及一种高温溶液液位探测与控制方法。

背景技术

玄武岩连续纤维是以玄武岩矿石为原料，在1450度-1500度高温熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，该纤维除具有高强度、高模量等特点外，还具有耐高/低温性、耐酸碱、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、防火阻燃等优异性能，因此，玄武岩纤维可以广泛应用于消防、环保、航空航天、军工、汽车船舶制造、工程塑料及建筑等领域。

生产玄武岩连续纤维的矿石需要在窑炉中高温熔化，溶液流入漏板，在拉丝作业过程中，窑炉内需要随时地补充矿石原料，而矿石原料的加料快慢直接影响窑炉内的玄武岩溶液的液位，玄武岩溶液的液位又直接影响着拉丝作业的稳定性和玄武岩纤维的品质，因此液位的稳定性、准确性与可控性是保证生产稳定的关键工艺参数之一，由于玄武岩矿石需要在很高的温度下才能熔化成液体，因此玄武岩液体的液位测量就不能采用常规的方法。

目前，大多数玄武岩生产厂家主要采用以下三种方法对玄武岩溶液的液位进行测量，第一种是依靠人工巡察的方法对玄武岩液体进行判断，依靠人工经验对加料速度进行控制，从而达到控制液位的目的，此方法因为巡察人员的人员不同而产生不同的结果，非常难以推广而且控制很粗放，并且需要时刻巡检，滞后性很严重，需要耗费大量的人力物力；第二种方法是用铂金探针上液位控制仪进行测量控制，它是以开关信号作为检测手段，调整加料电机上磁铁的开关次数来带到控制加料速度，从而达到控制液位的目的，主要用于玻璃纤维坩埚生产，由于玄武岩纤维与玻璃纤维生产在成分、窑炉气氛、环境、温度等诸多不同，玄武岩纤维窑炉内气氛复杂，玄武岩液体成分多变，环境温度也比玻璃纤维高，所以该方法不稳定，不能大量推广使用；第三种方法是以核子技术为基础的设备进行测量，这类设备因价格昂贵、存在辐射污染问题、辐射源难以处置等原因造成只有在大型高温熔炉才能使用，现在已逐步淘汰。

基于以上三种方法的缺点，有必要针对现有液位测量与控制方法做进一步的研究和改进。

发明内容

本发明克服了现有技术中采用的测量与控制方法存在高温溶液的液位难以测量、测量精度低，液位难以控制从而影响拉丝等后续工艺稳定，产品产量，废品率较高等不足，提供一种确保高温熔炉内的技术指标达到工艺要求，并能提高产品的产量与合格率的高温溶液液位探测与控制方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高温溶液液位的探测与控制方法，所述探测与控制方法是基于液位检测系统实现的，其特征在于，它包括：

a、在高温溶液窑炉底部设有用于发射电波信号的导电底板，在高温液体上方设有用于对电波信号进行采样的探测电极；

b、控制探测电极靠近高温液体表面移动，直到探测电极接触到高温液体时，探测电极开始采样得到接触信号；

c、控制探测电极远离高温液体表面移动，直到探测电极离开高温液体时，探测电极开始采样得到脱落信号；

d、液位检测仪接收步骤b中的接触信号和步骤c中的脱离信号，并将信号传输到PLC；

e、PLC处理得到液位高度；

f、基于步骤e中得到的液位高度，通过得到加料频率，其中f1为当前时刻的加料频率，ρ为高温玄武岩溶液的密度，s为高温窑炉的液面所能覆盖的面积，hset为液面高度的设定值，h1为当前的液位高度，h0为上一时刻的液位高度，Q1为上一次检测时刻至当前计算时刻的流量与时间的函数，Q0为上上次检测时刻至上一次检测时刻的流量与时间的函数，f0为上一次的加料频率，k为修正系数；

g、PLC基于步骤f中得到的加料频率控制加料机加料。

本技术方案中首先通过液位的探测方法得到液位的高度，然后基于液位的高度再由液位控制方法得到加料频率，通过加料频率控制加料机加料的多少从而能够保持液位的持续稳定，确保窑炉内技术指标达到工艺要求，提高产品的产量和合格率。