专利名称：电磁铸造金属液位检测装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型属于金属液位的非接触检测装置，主要应用于电磁铸造金属坯锭工艺中。
至今，利用电参量变化来进行金属液位非接触检测的方法主要有互感器法、电涡流法、电容法等。其中，互感器法的基本原理是由具有一定频率的交流电源(激励源)、激励线圈、检测线圈组成一个激发、接收回路，激励源将一定频率的交流电供给激励线圈，使之产生同样频率的交变电磁场，该电磁场穿过待测液体金属到达检测线圈，从而得到电信号。当两线圈间的液体金属液位发生变化时，改变了两线圈间的互感耦合系数，从而改变了检测信号的大小，这样就检测出金属液位的变化。
电涡流法与此类似，只是取消了检测线圈，直接从激励线圈中取出因液位变化而产生的电信号。
上述两种方法，由于都使用具有一定频率的工作电磁场，因而当存在外部电磁场时，易受干扰，使精度下降，甚至无法工作。
电容法使用两个电极，使液体金属处于其间，两电极间电容随液体金属表面的位置而改变，根据电容的变化即可检测液位变化。但电容的测量也需使用一定频率的交流电，所以同样易受外磁场的干扰。
电磁铸造是根据电磁感应原理而开发的连续铸造金属坯锭的技术，它使用强交变电磁场来约束液体金属成型凝固。它对周围电设备具有严重干扰。在此环境中，前述几种检测金属液位的方法都将受到严重干扰，难以使用。
本实用新型的目的是提供一种电磁铸造强电磁干扰下的液位检测装置，将电磁干扰源用为工作源，实现金属液位检测。
本实用新型的基本工作原理是，电磁铸造中的电磁场强度与金属液位相关，金属液位的变化将引起电磁场强度的变化，根据这一变化即可检测液位变化。
如图1所示，在电磁铸造过程中，感应器(3)产生一定强度的电磁场，以便使液体金属(2)成型。在液体金属柱(2)上方放置一小线圈(1)时，就在小线圈(1)两端产生感应电势E，其大小与电磁场强度成正比。当金属液位(4)变化时，电磁场强度将随之变化，小线圈(1)的电势E也将相应改变，这样就检测出液位变化。
在实际铸造过程中，金属液位(4)和感应器(3)中的电流都影响着小线圈(1)的电势E的大小。根据电磁感应原理可推得下式ΔE＝K1ΔI＋K2Δh (1)其中，ΔE为小线圈(1)的电势变化值；ΔI为感应器(3)中电流的变化；Δh为金属液位(4)的变化；K1、K2为常数。为使ΔE仅与Δh有关，就应使ΔI＝0，或者从ΔE中消除ΔI的影响，使ΔE＝KΔh(2)在实际应用中，保证ΔI＝0较为困难。采用消除ΔI影响的方法则较为容易。
实现本实用新型的方案是如图2所示，在液体金属柱(2)的上方放置由线圈制成的主探头(5)，检测金属液位的变化。在感应器外侧放置由线圈制成的副探头(6)，它检测电流变化。由主探头(5)检测到的信号经由过滤放大器(8)、线性检波器(10)、电压放大器(12)进入求差电路(13)。由副探头(6)检测到的信号经由过滤放大器(7)、线性检波器(9)、电压放大器(11)进入求差电路(13)。在求差电路(13)中，利用副探头(6)检测到的电流变化信号，消除掉主探头(5)的信号中电流变化部分，从而获得纯金属液位变化信号。其信号再经一级放大器(15)，就可进入计算机(16)。在电路中设置过压和反压保护电路(14)。
电流变化信号的获取也可使用互感器。如图3所示，在感应器(3)的供电电路(17)上，按装中频互感器(400／5)(18)，再将其输出端接入信号处理电路(19)中。信号处理电路(19)是由前述(图2)两个过滤放大器(7)、(8)，两个线性检波器(9)、(10)，两个电压放大器(11)、(12)、求差电路(13)，过压和反压保护电路(14)，放大器(15)组成。在信号处理电路(19)中，由互感器(18)来的电流变化信号消除掉主探头(5)的信号中的电流变化部分，从而检测出金属液位的变化。
图4是检测主探头(5)、检测副探头(6)的结构图。线圈(23)由铜线或Ni－20％cr丝绕制而成，它绕在绝缘管(21)上。绝缘管(21)材料为石英玻璃，它支撑着线圈(23)，使其尺寸和形状不变。绝缘管(21)连同线圈(23)一起被封装于套管(22)中。套管(22)的材料为陶瓷或Al2O3。它固定和保护绝缘管(21)和线圈(23)，避免外力的影响和减小使用过程中高温环境的影响。套管(22)内充填隔热材料氧化镁粉、陶瓷粉。Al2O3粉等形成填充层(24)。填充层(24)使绝缘管(21)固定在套管(22)上，也使线圈(23)的位置固定。接线柱(20)固定在套管(22)上，线圈(23)两端接于其上，以便外接。线圈的主要参数是线圈匝数5～100匝；线圈直径10～150mm；线圈高度2～100mm；绕线层数1～5层；线径0.02～2mm。
以下是本实用新型
图1是电磁铸造过程中小线圈检测金属液位原理图。
图中，(1)是小线圈，(2)是金属液柱，(3)是感应器，(4)是金属液柱上表面，即金属液位。
图2是同时使用主探头和副探头来检测金属液位，消除电流影响的电路系统示意图。
图中，(2)是金属液柱，(3)是感应器，(5)是由线圈制成的主探头，(6)是由线圈制成的副探头，(7)是滤波放大器，(8)是滤波放大器，(9)是线性检波器，(10)是线性检波器，(11)是电压放大器，(12)是电压放大器，(13)是求差电路，(14)是过压和反压保护电路，(15)是放大器，(16)是计算机。
图3是同时使用主探头和互感器来检测金属液位，消除电流影响的电路系统示意图。
图中，(2)是金属液柱，(3)是感应器，(5)是主探头，(17)是感应器(3)的供电线路，(18)是中频互感器，400／5，(19)是信号处理电路。
图4是检测探头的结构图。
图中，(20)是接线柱，(21)是绝缘管，(22)是套管，(23)是线圈，(24)是填充层。
本实用新型的最佳实施则是探头线圈尺寸参数为匝数10匝；直径26mm；高度16mm；线径0.2mm。主探头和副探头线圈尺寸相同。在截面尺寸为120×50mm的方锭和φ90mm的圆锭电磁铸造中使用，性能稳定，抗电磁干扰，绝对误差小于0.4mm，灵敏度为0.1mm，满足电磁铸造使用要求。
权利要求1.一种电磁铸造工艺中无接触检测金属液位装置，其特征在于主探头(5)和副探头(6)主要由线圈(23)、绝缘管(21)、套管(22)和填充层(24)组成；线圈(23)由铜丝、N1-20%cr丝等非铁磁性金属丝绕制而成，绝缘管(21)为石英玻璃，陶瓷等耐热非金属材料，套管(22)为陶瓷、Al2O2等耐热非金属材料，填充层(24)为氧化镁粉、陶瓷粉、Al2O3粉等耐热非金属材料；线圈的主要几何参数是匝数 5～100匝；线圈直径 10～150mm；线圈高度 2～100mm；绕线层数 1～5层；丝径 0.02～2mm。
专利摘要本实用新型为一种电磁铸造无接触金属液位检测装置。本实用新型的目的是将电磁干扰源用为工作源，较精确地检测出在类似电磁铸造这样强电磁干扰环境下的金属液位。本装置抗强电磁干扰能力强，精度较高，使用方便，为电磁铸造过程的自动控制提供了监测手段，从而保证铸造过程顺利进行，生产高质量的铸锭。其应用前景广阔。
文档编号G01F23/26GK2096047SQ9121700
公开日1992年2月12日 申请日期1991年6月24日 优先权日1991年6月24日
发明者金俊泽, 任忠鸣, 张建国 申请人:大连理工大学