Brevet FR2511768A1 — publié le 19830225

-1 - Dispositif pour la mesure du niveau de la surface libre du bain de métal des bains de laitier et de métal. La présente invention concerne un dispositif pour la mesure du niveau de la surface libre d'un bain de métal contenu dans une cuve métallurgique, notamment dans une cuve pour la production d'acier, par exemple un convertisseur. Pour mesurer le niveau de la surface libre des bains d'acier qui se trouvent sous une couche de laitier liquide, il est connu d'exploiter la différence de conductibilité électrique entre l'acier et le laitier La sonde de mesure utilisée dans cette fabrication est composée de deux électrodes isolées l'une de l'autre. par une matière résistante aux hautes températures, qui est protégée du dép 8 t de scories par un chapeau d'acier Une tension continue constante est appliquée aux électrodes par l'intermédiaire d'un câble flexible La sonde est emmanchée sur une lance et enfoncée dans le bain de métal au moyen d'un dispositif transporteur de telle manière que le chapeau fonde dans l'acier Le courant continu qui s'écoule maintenant entre les électrodes passe à travers une résistance intercalée dans le circuit, et aux bornes de laquell ils'établit une tension Lors du déplacement de la lance et du passage des électrodes de l'acier au laitier provoqué par ce déplacement, la chute de tension qui se produit aux bornes de la résistance est utilisée pour actionner un interrupteur électroni- que à valeur limite Cet interrupteur à valeur limite comprend un comparateur dont le point de commande est fixé par une tension continue de référence réglable Lorsque le signal d'entrée atteint la valeur de la tension continue réglée, le signal de sortie bloque un compteur qui indique le trajet parcouru par la lance Toutefois, lors de l'utilisation de ce procédé de mesure, la valeur du courant et, par conséquent, la tension aux bornes de la résistance peuvent varier sous l'effet de différentes influences Ceci signifie que le résultat de la mesure est faussé Dans le dispositif à deux conducteurs, utilisé pour des raisons de sécurité de la tension perturbatrice, l'intensité est limitée par la résistance de la sonde et également par la résistance de la ligne et elle est donc également fonction de la longueur du c&ble Dans la pratique, des longueurs de 50 m ou plus sont habituelles Les modifications de -2longueur qui se produisent lors de réparations et les résistances des jonctions existant dans le circuit, y compris dans la sonde, influencent donc également la valeur du courant Par ailleurs, les influences de la température du câble et de la sonde se - traduisent par des modificationsde l'intensité. L'invention vise à éliminer tous ces inconvénients et à créer un dispositif de mesure et d'interprétation qui soit précis, travaille avec une grande sécurité de fonctionnement et soit peu sujet aux pannes. Dans le dispositif auquel-l'invention se rapporte, qui est destiné à mesurer le niveau de la surface libre d'un bain métallique se trouvant sous du laitier dans une cuve métallurgique, dispositif composé d'une sonde de mesure qui peut être immergée dans le bain de métal au moyen d'un treuil et comprend deux électrodes auxquelles est appliquée une tension continue constante, une résistance inter- calée dans ce circuit, dont la tension actionne un interrupteur de valeur limite et un dispositif indicateur du niveau des électrodes couplé au treuil, le problème est résolu suivant l'invention en ce qu'au dispositif de mesure composé de la sonde de mesure et de la résistance, est connectée une mémoire analogique de valeurs de mesure qui saisit et mémorise temporairement la caractéristique électrique du dispositif de mesure à l'état immergé dans l'acier et dont la sortie est connectée à un amplificateur différentiel, en ce que, lorsque la sonde remonte, une chute de tension qui se produit à la jonction acier-laitier est également transmise à l'amplificateur différentiel, en ce que, pour le processus de mesure, la mémoire de valeurs de mesure est intercalée dans le circuit de mesure par l'intermédiaire d'un interrupteur au début du mouvement d'élévation et en ce que la tension émise par l'am- plificateur différentiel est transmise à un interrupteur à valeur limite dont la valeur limite est une tension de référence prédéterminée réglable, dont le point de commutation est réglé de telle manière que la première variation de tension qui se manifeste sur la résistance lors de la remontée de la sonde déclenche l'opéra- tion de commutation et bloque le compteur relié à l'interrupteur à valeur limite, ce compteur recevant son impulsion de comptage d'un générateur d'impulsions appartenant au treuil de la sonde. -3- Un mode de réalisation de l'invention sera à présent décrit à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé. Le dessin montre dans une représentation schématique un convertisseur 17 avec le bain d'acier 10 qui y est contenu, la couche de laitier 11 qui le recouvre et la surface libre 12 du bain de métal Pour mesurer le niveau de la surface libre 12, on abaisse dans le convertisseur la sonde 1 munie des deux électrodes 13 Les électrodes 13 de la sonde 1 sont protégées par un chapeau 14 en t 8 le Les électrodes 13 sont reliées à une source de tension continue constante par des lignes 15 Par ailleurs, une résistance 2 est intercalée dans le réseau de lignes entre la source de tension 16 et les électrodes 13 Si, maintenant, on abaisse la sonde dans le convertisseur, le chapeau 14 de la sonde fond dans le bain de métal et un courant circule entre les électrodes Suivant l'invention, pour être indépendaniede la valeur de l'intensité qui circule dans ce dispositif de mesure, la valeur instantanée de la tension constituant la caractéristique électrique du circuit est tout d'abord captée automatiquement et mémorisée. Ceci se produit à l'aide d'une mémoire analogique 3 La mémoire analogique 3 est reliée à un amplificateur différentiel 4 auquel est connecté un interrupteur à valeur limite 5 Aussi longtemps que la mémoire 3 n'est pas en service (interrupteur 7 fermé) les deux entrées de l'amplificateur différentiel 4 sont au m 9 me potentiel Il n'y a donc aucune tension à la sortie de l'amplifi- cateur différentiel 4 Les tensions parasites qui se manifestent éventuellement sont supprimées par ces deux mesures Avec la mise en marche du moteur du treuil pour l'extraction de la sonde de mesure 1 du bain d'acier, la valeur instantanée de la tension est mémorisée comme valeur de mesure par l'ouverture de l'interrupteur 7 Au moment o les électrodes 13 passent de l'acier 10 au laitier 11, la chute de tension qui apparait aux bornes de la résistance 2 est appliquée à l'une des entrées de l'amplificateur différentiel 4 et le signal mémorisé est appliqué à l'autre entrée de cet amplificateur Le signal différence amplifié apparaissant à la sortie est transmis à l'interrupteur à valeur 11768 -4- limite 5 dont le point de commutation est réglé de telle manière que la première variation de tension qui apparait aux bornes de la résistance 2 lors de l'extraction de la sonde déclenche l'opération de commutation et, de cette façon, bloque le compteur 6 Le compteur 6 est de préférence un compteur réversible La grandeur de la tension de référence a été déterminée par des essais. Elle peut être réglée au moyen d'un potentiomètre 9 Il s'est révélé particulièrement avantageux pour obtenir des mesures exactes, d'extraire la lance du bain d'acier à une vitesse comprise entre 10 et 40 cm/s. A l'aide du dispositif suivant l'invention, il est possible pour la première fois de déterminer le niveau de la surface libre 12 du bain d'acier contenu dans un convertisseur avec une précision inférieure à 1 cm. -5- REVENDICATION Dispositif destiné à mesurer le niveau de la surface libre d'un bain métallique se trouvant sous le laitier dans une cuve métallurgique, dispositif composé d'une sonde de mesure qui peut être immergée dans le bain de métal au moyen d'un treuil et qui comprend deux électrodes auxquelles est appliquée une tension continue constante, une résistance intercalée dans ce circuit, dont la tension actionne un interrupteur de valeur limite et un dispositif indicateur du niveau des électrodes couplé au treuil, caractérisé en ce qu'au dispositif de mesure ( 1, 2) composé de la sonde de mesure et de la résistance, est connectée une mémoire analogique de valeurs de mesure qui saisit et mémorise temporairement la caractéristique électrique du dispositif de mesure ( 1, 2) à l'état immergé dans l'acier et dont la sortie est connectée à un amplificateur différentiel ( 4), en ce que, lorsque la sonde ( 1) remonteune chute de tension qui se produit à la jonction acier- laitier est également transmise à l'amplificateur différentiel ( 4), en ce que, pour le processus de mesure, la mémqoire de valeurs de mesure ( 3) est intercalée dans le circuit de mesure par l'intermé- diaire d'un interrupteur ( 7) au début du mouvement d'élévation et en ce que la tension émise par l'amplificateur différentiel ( 4) est transmise à un interrupteur à valeur limite dont la valeur limite est une tension de référence prédéterminée réglable, dont le point de commutation est réglé de telle manière que la première variation de tension qui se manifeste sur la résistance ( 2) lors de la remontée de la sonde déclenche l'opération de commutation et bloque le compteur ( 6) relié à l'interrupteur à valeur limite ( 5), ce compteur recevant son impulsion de comptage d'un générateur d'impulsions ( 8) appartenant au treuil de la sonde.