[发明专利]一种保护渣液渣层的厚度测量系统及方法

权利要求书

1.一种保护渣液渣层的厚度测量系统，其特征在于，包括：控制装置，移动装置以及碳浓度传感器，所述碳浓度传感器与所述控制装置电连接，所述碳浓度传感器设在所述移动装置的活动端，所述移动装置将所述碳浓度传感器垂直插入保护渣层的液面，并使所述碳浓度传感器的探头穿过保护渣层并伸入至钢液液面以下，所述碳浓度传感器实时采集保护渣层、钢液不同位置的碳浓度信息传递至所述控制装置。

2.如权利要求1所述的保护渣液渣层的厚度测量系统，其特征在于，所述移动装置包括圆形套筒、拉杆以及从所述拉杆一侧横向伸出的横杆，所述碳浓度传感器设在所述横杆上，所述拉杆设在所述圆形套筒的内腔，所述圆形套筒的侧壁设有竖直的条形槽，所述横杆从所述条形槽中伸出，拉动所述拉杆驱动所述横杆在所述条形槽中上下移动，并带动所述碳浓度传感器上下移动。

3.如权利要求1所述的保护渣液渣层的厚度测量系统，其特征在于，所述移动装置包括支撑架、螺杆、螺母、悬杆和定位杆，所述螺杆的上端竖直的穿过所述支撑架的上平台，所述螺母与所述螺杆螺纹连接，所述悬杆的一端与所述螺母的外侧固接，所述悬杆的另一端与所述碳浓度传感器连接，所述定位杆数量为两根，所述定位杆的下端与所述支撑架固接，两根所述定位杆分别设在所述悬杆的两侧以限制所述悬杆水平方向的移动，旋转所述螺杆使所述螺母上下移动，并带动所述悬杆升降以使所述碳传感器竖直地上下移动。

4.如权利要求3所述的保护渣液渣层的厚度测量系统，其特征在于，所述移动装置还包括驱动电机，所述驱动电机与所述控制系统电连接，所述驱动电机设在所述支撑板上，所述支撑板上设有通孔，所述螺杆的一端穿过所述通孔并与所述驱动电机相连，所述控制系统控制所述驱动电机转动以带动所述螺杆旋转。

5.如权利要求3或4所述的保护渣液渣层的厚度测量系统，其特征在于，所述碳浓度传感器通过连接组件与所述悬杆相连，所述连接组件包括上连接螺母和下连接螺母，所述悬杆远离所述螺杆的一端设有连接孔，所述碳浓度传感器的上端设有外螺纹，所述碳浓度传感器的上端从下至上依次穿过所述下连接螺母、连接孔以及上连接螺母。

6.如权利要求5所述的保护渣液渣层的厚度测量系统，其特征在于，所述控制装置包括信号采集模块、信号储存模块以及信号控制模块。

7.一种测量保护渣液渣层的厚度测量方法，其特征在于，使用如权利要求1-6中任一项所述的保护渣液渣层厚度测量系统对液渣层进行测量，包括如下步骤：

S1、将所述碳浓度传感器对准所述连铸结晶器的结晶液面，通过移动装置将所述碳浓度传感器的探头垂直地插入结晶器的结晶液面以下；

S2、上述碳浓度传感器下降过程中，记录所述碳浓度传感器插入的深度以及不同深度对应的碳浓度，并将所述碳浓度传感器插入的深度以及不同深度对应的碳浓度传送至所述控制系统；

S3、当所述碳浓度传感器探头探测到的碳浓度Q₁等于钢液中的碳浓度时，记录下碳浓度Q₁对应的深度X₁，并继续下降1cm，然后将所述碳浓度传感器向上提出结晶器液面；

S4、根据步骤S2中记录的碳浓度信息，比较出碳浓度最大值Q_MAX对应的插入深度X₂，求解X₂和X₁的差值△X，获得需要测量的所述的液渣层厚度。

8.如权利要求7所述的测量保护渣液渣层厚度的测量方法，其特征在于，在步骤S2中，所述碳浓度传感器的响应频率为2-4次/秒，所述碳浓度传感器插入的速度为0-10mm/s。

9.如权利要求8所述的测量保护渣液渣层厚度的测量方法，其特征在于，所述控制装置的采集频率大于所述碳浓度传感器的响应频率。

10.如权利要求7所述的测量保护渣液渣层厚度的测量方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下步骤：

S41、调取所述控制系统存储的所述碳浓度传感器插入的深度以及不同深度对应的碳浓度信息，以碳浓度传感器插入深度为横坐标，以与碳浓度传感器插入深度对应的碳浓度值为纵坐标，绘制成二维曲线；

S42、对所述二维曲线进行平滑处理；

S43、根据预先测得的钢水中的碳含量，分别找到碳浓度最大值对应的横坐标X₁，和首次出现相当于钢水中碳含量的碳浓度值对应的横坐标X₂；

S44、两者的差值△X＝X₂-X₁，即为所述液渣层的厚度。