[发明专利]熔渣检测装置

说明书

本发明属于非电量检测技术。用于冶金连铸过程中检测钢水、熔渣流出状况的熔渣检测装置，也可以在固体或流体中区分导电体和非导电体，用来检测或计数。

在已知的熔渣检测装置中日本（见JP58-167066）是采用在出钢孔处埋设检测线圈的熔渣流出检测方法。在转炉出钢时，为了防止熔渣与钢水一起流出，在熔渣流出前，用分段时间开关取得杂波的峰值，并根据此峰值和设定的常数演算成临界值，若检测信号超过此临界值电平，即发出熔渣流出信号。在这种场合下存在的问题是分段时间的确定和临界电平的确定合适与否容易影响到检测效果，在出钢孔埋设检测线圈也是昂贵和麻烦的。另外，日本还采用的一种传感器是四组线圈安装在侧面通风冷却的C型不锈钢封闭壳体之内，其中两组为激励线圈，两组为检测线圈。在仪器电路中应用电桥电路来实现检测，并消除温度影响。由于这种设计使用了四组绕组，并置于长水口两侧的不同水平位置上，加上它的绝热和冷却结构。致使传感器体积过于庞大、笨重，价格贵。参见日本专利公报昭59-16543。又如美国专利（US，635，832）介绍是在长水口四周套上两个串联的检测线圈来检测熔渣流出状况。但是增加了长水口装置的麻烦。

为克服上述缺点，本发明的任务是设计结构轻巧的熔渣检测装置。在长水口外侧设置一半圆柱状夹层钢壳传感器，浇钢时能方便地使其与长水口贴紧。并适用于导电或不导电的长水口。为此，在本发明的检测器电路中设计了大电流恒流源来激励检测线圈（传感器），以获得足够的检测灵敏度，设计了温度补偿电路克服温度干扰，而且设计用脉冲宽度鉴别来判断熔渣流出，脉冲信号经逻辑电路编码后发出铸钢阶段指示。（包括准备、铸钢和下渣三个阶段）。

本发明传感器采用了不封闭的金属保护绝热壳体，线圈骨架采用耐火材料制成，中心设通风孔通风冷却。如图2所示：由半圆环柱状钢外壳（25）、内壳（26），中间嵌填轻质绝热材料（27）、和法兰（28）组成壳体，壳体支承了检测线圈的骨架（29），并对检测线圈（7）绝热保护和电磁屏蔽，检测线圈是一个矩形框，被弯成圆弧形粘贴在骨架（29）的内侧。骨架（29）中心部位设通风孔，外接通风管（31）。骨架盖（30）用螺钉与骨架（29）连接，以保护线圈（7）壳体经耳轴（32）由机械手支承。

本发明除传感器应用了基本的电涡流原理外，在与其配合使用的检测器电路中设置了双极型大电流恒流源激励电容与检测线圈串联电路负载，由温度补偿线路来克服大范围温度变化引起的干扰，利用脉冲形成电路在钢水熔渣变换时刻产生触发脉冲，采用逻辑电路处理脉冲信号。逻辑电路能够鉴别由于不稳定的检测对象（钢流、渣流）引起的输出脉冲宽度的变化，使大于某一临界脉宽的正向脉冲作为有效检测信号。然后将此有效输出脉冲触发双稳态电路，将某输出与专门设置的延时电路输出编码，经译码后发出各种状态的指示信号、报警信号和注钢时间显示。报警输出也可与滑动水口连结成更大的自动控制系统。

如图1所示：振荡器（1）产生正弦波电压，经压控放大器（2）放大后由V-1变换器（3）转换成双极型恒流源。因此（1）、（2）、（3）加上反馈回路中的检波器（4），比较放大器（5），成为一个高稳定性的双极型恒流源。恒流源用来激励由电容（6）和传感器检测线圈（7）串联的负载。当线圈（7）近旁介质（钢流或熔渣）不同时，负载两端呈现不同的端电压，这种电压变化即是有用的检测信号。信号经温度补偿电路（8），经滤波器（9）和峰值检波器（10）得直流信号。因此，（8）、（9）、（10）组成了不受温度影响的交直流变换器。检波器（10）输出至脉冲形成电路（11），脉冲形成电路（11）的输出分成三路，一路经正向限幅器（12）输出负向脉冲作为注钢开始的触发脉冲。第二路经负向限幅器（13）输出正向脉冲。由于检测对象钢流的波动，随时会有正向脉冲输出，但作为熔渣流出开始的有效脉冲，其脉冲宽度必然比钢流波动时的正向脉冲宽。因而设置有矩形波发生器（14）和脉宽鉴别器（15），只有超过一定脉宽的正向脉冲才能在脉宽鉴别器（15）的输出端输出一有效正向脉冲来触发双稳态电路（19），获得出渣时刻的状态指示信号，第三路经跟随器（16）接电压表（17），可以指示注钢时期长水口内钢流波动情况。输出脉冲经常闭触点（18）后触发双稳态电路（19），将双稳态电路（19）与延时电路（20），延时电路（21）的输出编码。经译码驱动电路（22），驱动状态指示与报警电路（23），输出状态阶段指示信号和报警信号，将双稳态电路（19）和延时电路（21）的编码信号输入注钢时间显示电路（24），实现时间显示，保持和复位。