高温溶液液位探测与控制方法
【专利摘要】本发明公开高温溶液液位探测与控制方法，包括：在高温溶液窑炉底部设有用于发射电波信号的导电底板，在高温液体上方设有用于对电波信号进行采样的探测电极；控制探测电极靠近高温液体表面移动，直到探测电极接触到高温液体时，探测电极开始采样得到接触信号；控制探测电极远离高温液体表面移动，直到探测电极离开高温液体时，探测电极开始采样得到脱落信号；液位检测仪接收上述步骤中的接触信号和上述步骤中的脱离信号，并将信号传输到PLC；PLC处理得到液位高度；基于上述步骤中得到的液位高度，通过得到加料频率，本发明的有益效果为：保持液位的持续稳定，确保熔炉内的技术指标达到工艺要求，提高产品的产量与合格率，废品率低。
【专利说明】高温溶液液位探测与控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高温溶液液位测量【技术领域】，具体涉及一种高温溶液液位探测与控制 方法。
【背景技术】
[0002] 玄武岩连续纤维是以玄武岩矿石为原料，在1450度-1500度高温熔融后，通过钼 铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，该纤维除具有高强度、高模量等特点外，还具有 耐高/低温性、耐酸碱、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、防火阻燃等优异性能，因此，玄武岩纤维 可以广泛应用于消防、环保、航空航天、军工、汽车船舶制造、工程塑料及建筑等领域。
[0003] 生产玄武岩连续纤维的矿石需要在窑炉中高温熔化，溶液流入漏板，在拉丝作业 过程中，窑炉内需要随时地补充矿石原料，而矿石原料的加料快慢直接影响窑炉内的玄武 岩溶液的液位，玄武岩溶液的液位又直接影响着拉丝作业的稳定性和玄武岩纤维的品质， 因此液位的稳定性、准确性与可控性是保证生产稳定的关键工艺参数之一，由于玄武岩矿 石需要在很高的温度下才能熔化成液体，因此玄武岩液体的液位测量就不能采用常规的方 法。
[0004] 目前，大多数玄武岩生产厂家主要采用以下三种方法对玄武岩溶液的液位进行测 量，第一种是依靠人工巡察的方法对玄武岩液体进行判断，依靠人工经验对加料速度进行 控制，从而达到控制液位的目的，此方法因为巡察人员的人员不同而产生不同的结果，非常 难以推广而且控制很粗放，并且需要时刻巡检，滞后性很严重，需要耗费大量的人力物力； 第二种方法是用钼金探针上液位控制仪进行测量控制，它是以开关信号作为检测手段，调 整加料电机上磁铁的开关次数来带到控制加料速度，从而达到控制液位的目的，主要用于 玻璃纤维坩埚生产，由于玄武岩纤维与玻璃纤维生产在成分、窑炉气氛、环境、温度等诸多 不同，玄武岩纤维窑炉内气氛复杂，玄武岩液体成分多变，环境温度也比玻璃纤维高，所以 该方法不稳定，不能大量推广使用；第三种方法是以核子技术为基础的设备进行测量，这类 设备因价格昂贵、存在辐射污染问题、辐射源难以处置等原因造成只有在大型高温熔炉才 能使用，现在已逐步淘汰。
[0005] 基于以上三种方法的缺点，有必要针对现有液位测量与控制方法做进一步的研究 和改进。
【发明内容】
[0006] 本发明克服了现有技术中采用的测量与控制方法存在高温溶液的液位难以测量、 测量精度低，液位难以控制从而影响拉丝等后续工艺稳定，产品产量，废品率较高等不足， 提供一种确保高温熔炉内的技术指标达到工艺要求，并能提高产品的产量与合格率的高温 溶液液位探测与控制方法。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0008] -种高温溶液液位的探测与控制方法，所述探测与控制方法是基于液位检测系统 实现的，其特征在于，它包括：
[0009] a、在高温溶液窑炉底部设有用于发射电波信号的导电底板，在高温液体上方设有 用于对电波信号进行采样的探测电极；
[0010] b、控制探测电极靠近高温液体表面移动，直到探测电极接触到高温液体时，探测 电极开始采样得到接触信号；
[0011] C、控制探测电极远离高温液体表面移动，直到探测电极离开高温液体时，探测电 极开始采样得到脱落信号；
[0012] d、液位检测仪接收步骤b中的接触信号和步骤c中的脱离信号，并将信号传输到 PLC ；
[0013] e、PLC处理得到液位高度；
[0014] f、基于步骤e中得到的液位高度，通过
【权利要求】
1. 一种高温溶液液位的探测与控制方法，所述探测与控制方法是基于液位检测系统实 现的，其特征在于，它包括： a、 在高温溶液窑炉底部设有用于发射电波信号的导电底板（3)，在高温液体上方设有 用于对电波信号进行采样的探测电极（2); b、 控制探测电极（2)靠近高温液体表面移动，直到探测电极（2)接触到高温液体时，探 测电极（2)开始采样得到接触信号； c、 控制探测电极（2)远离高温液体表面移动，直到探测电极（2)离开高温液体时，探测 电极（2)开始采样得到脱落信号； d、 液位检测仪（1)接收步骤b中的接触信号和步骤c中的脱离信号，并将信号传输到 PLC(6)； e、PLC(6)处理得到液位高度； f、 基于步骤e中得到的液位高度，通过
得到加料频 率，其中fl为当前时刻的加料频率，P为高温玄武岩溶液的密度，s为高温窑炉的液面所 能覆盖的面积，hset为液面高度的设定值，hi为当前的液位高度，hO为上一时刻的液位高 度，Ql为上一次检测时刻至当前计算时刻的流量与时间的函数，QO为上上次检测时刻至上 一次检测时刻的流量与时间的函数，f〇为上一次的加料频率，k为修正系数； g、PLC(6)基于步骤f中得到的加料频率控制加料机加料。
2. 根据权利要求1所述的高温溶液液位的探测与控制方法，其特征在于所述液位检测 系统由液位检测仪（1)、探测电极（2)、导电底板（3)、PLC(6)、加料机（7)和步进驱动器（8) 和探测电极辅助机构（9)组成，所述PLC(6)分别与液位检测仪（1)、步进驱动器（8)和加料 机（7)电连接，所液位检测仪（1)分别与探测电极（2)和导电底板（3)电连接，所述探测电 极辅助机构（9)分别与探测电极（2)和步进驱动器（8)。
3. 根据权利要求2所述的高温溶液液位的探测与控制方法，其特征在于所述探测电极 辅助机构（9)由支撑架（11)、直线模组、接近开关（15)、步进电机（16)、悬臂（17)组成，所 述直线模组安装在支撑架（11)的上端，所述步进电机（16)安装在直线模组的顶部，所述 悬臂（17)安装在直线模组上，所述悬臂（17)在其与直线模组连接的端部安装有接近开关 (15) ，所述悬臂（17)另一端安装有探测电极（2)，所述步进电机（16)与步进驱动器（8)通 过普通绝缘导线电连接。
4. 根据权利要求3所述的高温溶液液位的探测与控制方法，其特征在于所述直线模组 由防尘罩（12)、光杆（13)和丝杆（14)组成，所述丝杆（14)安装在光杆（13)上，所述防尘 罩（12)安装在光杆（14)的下端，所述丝杆（14)与所述步进电机（16)连接。
5. 根据权利要求3所述的高温溶液液位的探测与控制方法，其特征在于所述步进电机 (16) 与步进驱动器⑶之间通过中间继电器进行切换，所述中间继电器与PLC(3)电连接。
6. 根据权利要求3-4任一项权利要求所述的高温溶液液位的探测与控制方法，其特征 在于所述步进电机（16)为伺服电机。
7. 根据权利要求2所述的高温溶液液位的探测与控制方法，其特征在于所述悬臂（17) 由铝合金型材制成，所述悬臂（17)两端分别设有宝塔嘴，所述悬臂（17)通过固定连接板与 探测电极⑵连接。
8.根据权利要求2所述的高温溶液液位的探测与控制方法，其特征在于所述PLC(3)分 别电连接有触摸屏（4)和DCS控制系统（5)。
【文档编号】G05D9/12GK104267752SQ201410582538
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】邓小军, 彭涛, 喻克洪, 曹柏青, 杨彥斌 申请人:四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司