УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ УРОВНЯ РАСПЛАВЛЕННОЙ СТАЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ КАТУШКИ
DEVICE FOR DETERMINING LEVEL OF MOLTEN STEEL BY USING ELECTROMAGNETIC COIL

Область техники
Настоящее изобретение в основном принадлежит к области обнаружения уровня жидкости и особенно относится к устройству обнаружения уровня расплавленной стали в мульде контикастера.
Предшествующий уровень техники
Использование электромагнитной катушки для регистрации уровня расплавленной стали в мульде контикастера имеет то преимущество, что не требует источника излучения. Эта технология включает в себя два вида согласно способу монтажа: тип блуждающие токи, где имеется датчик у наконечника медного канала в мульде, такой как раскрыт в DE 3432987 A1; и электромагнитный тип, где датчик находится наверху верхнего канала мульды или на верхнем фланце мульды, как раскрыто в CZ 278413 B6.
Недостатки уровня техники заключаются в том, что передающая катушка и принимающая катушка пространственно разделены и имеют большие объемы, низкую чувствительность и узкий диапазон обнаружения. Конкретно, передающая катушка и принимающая катушка, в некоторых датчиках тока, использующих электромагнитную катушку для регистрации уровня расплавленной стали в мульде контикастера, расположены соосно и они отстоят друг от друга на определенное расстояние, чтобы уменьшить фоновые сигналы, сгенерированные в принимающей катушке посредством тока намагничивания в передающей катушке. Однако фоновые сигналы намного сильнее, чем полезные сигналы, что указывает на уровень жидкости, и генерируются вихревыми токами в принимающей катушке, причем вихревые токи порождаются в расплавленной стали током намагничивания в передающей катушке, и тем самым чувствительность и диапазон обнаружения (который обычно находится в пределах 150 мм) ограничивают. Для того чтобы уменьшить фоновые сигналы, генерируемые в принимающей катушке передающей катушкой, иногда передающую катушку делают слишком длинной, и имеются две принимающих катушки на двух концах передающей катушки, соответственно, хотя это объем датчика (длина некоторых датчиков достигает 700 мм), и также чувствительность «мертвой» области проявляется при высоком уровне жидкости и близко от датчика, и заметные улучшения осуществляются в диапазоне обнаружения,
Сущность изобретения
Целью данного изобретения является создание устройства обнаружения уровня расплава стали в мульде контикастера, а датчик в устройстве обнаружения можно установить у выпускного отверстия медного канала мульды или на верхнем ее фланце, или же на верхней части выпускного отверстия медного канала мульды, тем самым создавая устройство обнаружения уровня расплавленной стали в мульде контикастера с компактной структурой, высокой чувствительностью и широким диапазоном детектирования.
Чтобы достичь указанную цель, данной изобретение предполагает наличие устройства обнаружения уровня расплавленной стали в мульде контикастера, содержащее датчик, сигнальный провод и устройство обработки сигналов, где имеется одна передающая катушка, одна принимающая катушка и одна сбрасывающая катушка, отличающееся тем, что эти три указанные катушки вставлены друг в друга.
Предпочтительно принимающая катушка и передающая катушка в датчике перпендикулярны друг к другу по оси.
Предпочтительно сбрасывающая катушка и передающая катушка в датчике размещены соосно.
Предпочтительно датчик установлен у выпускного отверстия медного канала мульды.
Предпочтительно датчик установлен на верхнем фланце мульды.
Предпочтительно датчик установлен на верхней части выпускного отверстия медного канала мульды.
Устройство обнаружения уровня расплавленной стали в мульде контикастера согласно данному изобретению помогает достигать следующие полезные эффекты: (1) в данном изобретении только одна передающая катушка, одна принимающая катушка и одна сбрасывающая катушка в датчике вставлены друг в друга, что дает компактную структуру датчика; (2) в данном изобретении принимающая катушка и передающая катушка в датчике расположены перпендикулярно друг к друга на оси, что значительно уменьшает фоновые сигналы, генерируемые в принимающей катушке током намагничивания передающей катушки, тем самым увеличивая число витков принимающей катушки и улучшая чувствительность и диапазон детектирования при обнаружении уровня жидкости; и (3) в данном изобретении сбрасывающая катушка и передающая катушка расположены соосно, так что фоновые сигналы, возникающие в сбрасывающей катушке с малым числом витков током намагничивания в передающей катушке, могут компенсировать фоновые сигналы, генерируемые в принимающей катушке с большим числом витков, и таким образом полезные сигналы, генерируемые в принимающей катушке вихревыми токами в расплавленной стали, в основном удерживаются, что улучшает чувствительность и диапазон детектирования (диапазон детектирования листовой изложницы составляет 300 мм) устройства обнаружения уровня жидкости, но также обеспечивает стабильность устройства обнаружения уровня жидкости посредством метода компенсации.
Краткое описание сопроводительных чертежей
Предпочтительные варианта осуществления настоящего изобретения описаны ниже как иллюстрации со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг.1 представляет собой схематическое изображение датчика в устройстве обнаружения уровня расплавленной стали согласно первому варианту осуществления данного изобретения, в котором датчик установлен на верхнем фланце заготовочной изложницы; и
Фиг.2 представляет собой схематическое изображение датчика в устройстве обнаружения уровня расплавленной стали согласно второму варианту осуществления данного изобретения, в котором датчик установлен у выпускного отверстия медного канала листовой изложницы.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Устройство обнаружения уровня расплавленной стали в мульде контикастера согласно данному изобретению содержит датчик, сигнальный провод и устройство обработки сигналов, в котором имеется одна передающая катушка, одна принимающая катушка и одна сбрасывающая катушка в датчике, и все эти три катушки вставлены друг в друга. Конструкция данного изобретения будет подробно описана ниже со ссылками на фиг.1 и фиг.2.
Первый вариант осуществления данного изобретения показан на фиг.1. Цилиндрический датчик 101 установлен на верхнем фланце 103а заготовочной изложницы 103, и обе снижающая напряжение (сбрасывающая) катушка с1 и передающая катушка р1 с малым числом витков в корпусе 101а (частичный разрез) датчика 101 намотаны коаксиально, и это является геометрическим условием для относительно большого коэффициента связи электромагнитной взаимоиндукции между двумя катушками. Принимающая катушка s1 с большим числом витков находится над одним концом коаксиальной передающей катушки р1, и сбрасывающая катушка с1 находится близко к медному каналу 103b, и три катушки вставлены друг в друга. Принимающая катушка s1 и передающая катушка р1 расположены перпендикулярно друг к другу на оси, и это является геометрическим размещением для того, чтобы коэффициент связи электромагнитной взаимоиндукции между двумя катушками был относительно малым. Такое расположение делает коэффициент связи электромагнитной взаимоиндукции между передающей катушкой р1 и принимающей катушкой s1 намного меньшим, чем коэффициент связи между передающей катушкой р1 и сбрасывающей катушкой с1 (первый может быть в сотни раз меньше, чем второй), так что обработка дифференциала может проводиться с использованием сигнала от сбрасывающей катушки с1 с малым числом витков и сигнала от принимающей катушки s1 с большим числом витков для компенсации фоновых сигналов, генерируемых в принимающей катушке s1 передающей катушкой р1, тем самым улучшая стабильность устройства обнаружения без уменьшения чувствительности принимающей катушки при обнаружении уровня 104 расплавленной стали. В данном варианте осуществления ось принимающей катушки проходит в горизонтальном направлении, которое перпендикулярно внутренней поверхности медного канала 103b на стороне датчика 101 и наиболее чувствительна к вихревым токам в расплавленной стали, ось сбрасывающей катушки с1 проходит во втором наиболее чувствительном перпендикулярном направлении, и это помогает поддерживать чувствительность принимающей катушки s1 к обнаружению уровня жидкости в пределах дифференциальных сигналов двух катушек. Датчик 101 соединен с устройством обработки сигналов (не показан) посредством кабеля 102. Устройство обработки сигналов обеспечивает переменный ток к передающей катушке р1 датчика 101, обрабатывает дифференциальные сигналы принимающей катушки s1, и сбрасывающей катушки с1, обеспечивает значение высоты уровня 104 расплавленной стали в мульде 103 контикастера и обеспечивает управляющий сигнал для поддержания стабильным уровня 104 расплавленной стали.
Второй вариант осуществления данного изобретения показан на фиг.2. Цилиндрический датчик 201 установлен у выпускного отверстия медного канала листовой изложницы 203, и сбрасывающая катушка с2 и передающая катушка р2 с малым числом витков в корпусе 201а (частичное сечение) датчика 201 намотаны коаксиально, и принимающая катушка s2 (частичное сечение) с большим числом витков находятся вне коаксиальной передающей катушки р2 и сбрасывающей катушки с2, и три катушки вставлены друг в друга.
Принимающая катушка s2 и передающая катушка р2 являются концентрическими и перпендикулярны друг другу по оси, и это расположение с ориентацией для того, чтобы коэффициент связи электромагнитной взаимоиндукции между двумя катушками был наименьшим. Ось принимающей катушки s2 проходит в направлении, которое является перпендикулярным уровню 204 расплавленной стали и наиболее чувствительно к вихревым токам в расплавленной стали при такой установке, ось сбрасывающей катушки с2 проходит во втором наиболее чувствительном направлении параллельно уровню 204 расплавленной стали, и такое расположение полностью поддерживает чувствительность принимающей катушки s2 при обнаружении уровня 204 расплавленной стали с использованием фоновых сигналов сбрасывающей катушки с2 с малым числом витков для компенсации фоновых сигналов принимающей катушки s2 с большим числом витков. Датчик 201 соединен с устройством обработки сигналов (не показано) посредством кабеля 202. Устройство обработки сигналов обеспечивает переменный ток в передающую катушку р2 датчика 201, обрабатывает дифференциальные сигналы принимающей катушки s2 и сбрасывающей катушки с2, обеспечивает значение высоты уровня 204 расплавленной стали в мульде 203 контикастера и выдает управляющий сигнал для поддержания уровня 204 расплавленной стали стабильным.
Промышленная применимость
Устройство обнаружения уровня расплавленной стали в мульде контикастера согласно данному изобретению содержит датчик, сигнальный провод и устройство обработки сигналов, причем имеется одна передающая катушка, одна принимающая катушка и одна сбрасывающая катушка в датчике, и все три катушки вставлены друг в друга. Датчик согласно данному изобретению можно установить у выпускного отверстия медного канала мульды или на верхнем фланце мульды, или наверху медного канала мульды. Датчик устройства обнаружения уровня жидкости согласно данному изобретению имеет компактную структуру, высокую чувствительность и большой диапазон детектирования и может использоваться для обнаружения и контролирования уровня расплавленной стали в листовой и заготовочной изложнице.