[实用新型]玻璃纤维拉丝液位自动控制仪

说明书

本技术属于玻璃和玻纤生产中液位自动控制仪器，在玻璃纤维拉丝过程，熔化玻璃液的液面控制精度，对拉丝作业有很大影响，尤其是在使用铂金坩埚拉丝时，如果液面控制失灵，会引起坩埚烧掉，因此，要求有一种功能好，灵敏度高，高精度和高稳定性的液面检测控制装置；迄今为至，国内外有以下几种检测控制方法；

1.定时控制下料法

其优点是简单，造价低，缺点是控制精度低，有溢料亏料现象，不能满足拉制高质量玻璃纤维的需要。

2.光学法测量

此法精度高，控制灵敏，可控制至几微米数量级，但造价高，结构复杂，对玻璃纤维单体作业炉来说，不适合采用。

3.位移法测量

此法精度高，可控制在几微米数量级，但造价高，结构复杂。

4.电子管式（yK－1型）

此方式是我国大部分玻璃纤维生产厂家所用的液位控制仪，灵敏度较低，在外界网电压波动范围较大的场合，易出故障。

以上几种液面检测控制装置，均适用于大中型池窑上，不适合用于玻璃纤维单体作业炉上。

本实用新型的任务是设计一种适用于玻璃纤维单体作业炉上的造价低、结构简单而又有高精度、高灵敏度和高可靠性的玻璃液面自动控制仪。

在连续玻璃纤维生产过程中，玻璃原料通过加料装置进入玻璃熔炉，由温度控制器及功率变压器控制加热元件加热炉内玻璃原料，使之熔融为液态玻璃，通过玻璃漏板及纤维集束槽被拉制出来排绕在拉丝设备上，熔炉内不断下降的液位通过液位传感器给液位控制仪发出一个位置变化讯号，此讯号在控制仪里通过处理，由控制仪输出控制加料装置，使玻璃熔炉内的玻璃位被拉制在一定的高度范围。

现结合说明书附图对本实用新型说明如下：

图1为用同种成分玻璃原料，相同检测距离，在不同温度下时间（秒）－－电阻（KΩ）变化曲线图。

图2为整机工作原理的基本框图。

图3为阻抗变换的基本原理。

图4为N振源的线路形式。

图5为控制器的构成和工作原理。

高温状态的玻璃呈液态，由于液态玻璃中一些金属离子处于游离状态，因此，这种液态玻璃具有一定的异电性，且温度越高，这些金属离子游离速度越快，其电阻值减小，反之，则电阻值增大。图1给出了在不同温度制度下，相同成份玻璃原料，及相同检测距离，两点间的电阻变化曲线。

利用这一特性，设想了该仪器的基本控制原理，图2揭示本实用新型由传感器，阻抗变换器，振荡器，控制器，放大器和执行机构组成；

即：由传感器反映炉内电阻值的变化，实质上就是液位的变化，这一变化的信号，送入阻抗变换器，经阻抗变换后给控制器，控制器另一端输入是一“非对称宽度的振荡器”，占空比在25％～50％可调）进行“与”运算，“与”门输出和“手控信号”再进行“或”逻辑运算后，驱动放大器和执行器对炉体进行加料。

图3说明阻抗变换的基本原理，根据等效原理，任何一个两端网络若有并联两电阻则等效电阻R等＝ (R₁·R₂)/(R₁+R₂) ，其等效电阻的阻值可有以下三种情况：

（1） 当R₁》R₂时 R等≈R₂

（2） 当R₁＝R₂时 R等＝1／2R₁＝1／2R₂

（3） 当R₁《R₂时 R等≈R₁

由于集成电路器件都具有较高的输入阻抗，而玻璃在高温下则有导电性能，（即比较低的电阻），因此采用并联电阻法来测量玻璃液的位置是可行的。

图4为本实用新型所特殊设计的N振源线路。

（1）“N振源”由BG₂、BG₃、BG₄、R₄₂、R₄₃、R₄₄、R₄₅、R₄₆、R₄₇、R₄₈、D₁₀、D₁₁、W₁、W₂及C₇构成。