差动涡流式连铸结晶器钢水液位仪

　　1　测量原理

　　差动涡流式连铸结晶器钢水液位仪结构如图1所示,测量原理如图2所示。将振荡器OSC产生的交变电压.经反馈放大器供给传感器的一次发射线圈P,一次线圈就会产生同频率的交变磁场。电磁场与钢水表面交链,又会在钢水中引起同频率的涡流。涡流将产生一个同频率的新磁场,新磁场的强度随钢水液位h变化。由于有强度随钢水液位变化的磁通通过,两个结构参数和电路参数完全一致的二次接收线圈、将感生出电势、而差压(.-.)随钢水液位变化。差压信号再经差动放大器放大后加到反馈放大器,即可得到如下的钢水液位检测信号:

　　式中:为振荡器的输出信号;为反馈放大器的输出信号;为反馈放大器的增益;为差动放大器的增益;h为钢水液位;K为正反馈系数;F(h)为差动放大器的输出函数。

　　反映钢水液位变化的函数F(h)是非线性的。如果适当选取式(1)中的参数、和K,就能得到幅值近似呈线性的交变信号.

　　传统的调幅式和电桥式涡流传感器的灵敏度较高,在较小的量程内能迅速达到饱和,因而量程远端线性很差。这种新型的差动涡流法提高了对微弱信号的检测能力,改善了传统涡流传感器的远端线性,使量程扩大。

　　2　传感器

　　传感器的结构主要受测量原理和工作条件两方面因素制约。为适应上述测量原理,传感器的核心部分为卷绕在陶瓷骨架上的1个一次线圈和2个二次线圈。2个二次线圈分别位于一次线圈上下等距离处。由于传感器要摆放在结晶器钢水液面的上方,被钢水和浇注口的热辐射所加热,检测线圈温度会上升,使测量精度降低。如进一步升高至耐热温度以上,还会产生故障,而且浇注时引起的钢水喷溅也会烧损传感器。因此对该液位仪采取以下措施:

　　(1)检测线圈外部装配耐高温的陶瓷外套。

　　(2)作为传感器的冷却方式可考虑水冷或空冷。

　　但由于水冷方式漏水时会对连铸生产带来影响,危险性较大,故采用空冷方式。为了提高冷却效果,传感器内部设计成三重空冷结构。冷却空气由传感器架上的支撑管通过陶瓷骨架内孔,并经检测线圈和陶瓷外套内壁之间的缝隙自下而上地排出。为了确知冷却效果和监视异常温度上升,在靠近排气口处安装一个电流型温度敏感元件,其后续的测温电路可对传感器内的温度进行测量显示和超限报警,这样就确保传感器不会因高温而损坏。

　　(3)连接电缆在靠近传感器处的外部加装一段钢

　　制支撑管。不但保护了电缆,还便于操作。另外,检测线圈的断线报警电路可避免因检测线圈断线或连接电缆插座接触不良而造成结晶器钢水液位失控。