一种通过电流判断熔融金属液面位置的装置及其方法与流程

1.本发明涉及熔融金属液体的设备浇注领域，特别涉及一种通过电流判断熔融金属液面位置的装置及其方法。


背景技术：

2.涉及熔融金属液体的设备一般有熔炼炉，浇注机，中转包等，目前一般判定容器内熔融金属液体多少是采用称重的方式，等离子恒温浇注过程中需要准确判断浇注机浇包内熔融金属液体的液面位置，进而才能控制等离子放电的位置。
3.目前采用等离子原理进行金属熔炼一般采用的是液面固定位置，和依靠人工判断的方式调整好放电位置来进行工作。现有的技术无法做到随熔融金属液体的液面变化自动调整电极位置，做到随动状态的；也有采用红外测距和超声波测距等方法尝试解决此问题的，但目前市场上了解的设备还没有很好的解决全自动控制的问题。


技术实现要素：

4.针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供一种通过电流判断熔融金属液面位置的装置及其方法，以解决背景技术中提到的问题。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种通过电流判断熔融金属液面位置的装置，包括基座和筑包层，所述基座的上表面固定设置有安装立柱，所述安装立柱的一侧固定安装有阳极伺服电机，所述阳极伺服电机的输出端通过阳极联轴器传动连接有阳极直线模组，所述阳极直线模组上传动连接有阳极悬臂，所述阳极悬臂的前段安装有阳极铜电极，所述阳极铜电极上可拆连接有阳极石墨电极，所述安装立柱的另一侧固定安装有阴极伺服电机，所述阴极伺服电机的输出端通过阴极联轴器传动连接有阴极直线模组，所述阴极直线模组上传动连接有阴极悬臂，所述阴极悬臂的前段安装有阴极铜电极，所述阴极铜电极上可拆连接有阴极石墨电极，所述阴极石墨电极与所述阳极石墨电极之间通过r铁电性连接；所述筑包层的外侧设置有包壳，所述筑包层的内部设置有熔融金属液体，所述筑包层内预置有金属网。
6.较佳的，所述阳极直线模组包括第一传动丝杆和第一传动螺母，所述阳极悬臂通过第一传动螺母与所述第一传动丝杆滑动连接。
7.通过采用上述技术方案，方便阳极伺服电机带动阳极悬臂进行上下运动。
8.较佳的，所述阴极直线模组包括第二传动丝杆和第二传动螺母，所述阴极悬臂通过第二传动螺母与所述第二传动丝杆滑动连接。
9.通过采用上述技术方案，方便阴极伺服电机带动阴极悬臂进行上下运动。
10.较佳的，所述阳极铜电极与所述阳极悬臂之间设置有阳极绝缘结构。
11.通过采用上述技术方案，防止等离子设备主回路对浇注机设备放电，对人员安全造成危险。
12.较佳的，所述阴极铜电极与所述阴极悬臂之间设置有阴极绝缘结构。
13.通过采用上述技术方案，防止等离子设备主回路对浇注机设备放电，对人员安全造成危险。
14.较佳的，所述阳极铜电极通过电缆与等离子设备主回路u+电性连接，所述阴极铜电极通过电缆与等离子设备主回路u-电性连接。
15.较佳的，所述等离子设备主回路u+与所述离子设备主回路u-之间的电压为100v。
16.较佳的，所述r铁设置为所述熔融金属液体经过所述阳极石墨电极和所述阴极石墨电极之间的等效电阻。
17.本发明还提供一种通过电流判断熔融金属液面位置的方法，包括以下步骤：s1.等离子设备主回路上电，将等离子设备主回路u+与离子设备主回路u-之间的电压设置为100v，此时u阳/pe=-u阴/pe=10v；s2.阳极伺服电机带动阳极石墨电极向下运动；s3.判断u阳/pe的数值是否等于0，若是，进入s4，若否，进入s2；s4.阳极伺服电机带动阳极石墨电极向下运动；s5.判断u阳/pe的数值是否大于1，若是，进入s2，若否，进入s6；s6.阳极伺服电机维持不变；s7.阴极伺服电机带动阴极石墨电极向下运动；s8.判断i是否大于0.3i额定值，若是，进入s9，若否，进入s7；s9.阴极伺服电机带动阴极石墨电极通过pid调节上下运动，维持i≈设定值，此时，阴极石墨电极与熔融金属液体之间有等离子体电弧；s10.判断i是否小于50a，若是，进入s7，若否，进入s11；s11.阴极伺服电机维持不变。
18.较佳的，所述i设置为等离子设备的直流主回路电流。
19.综上所述，本发明主要具有以下有益效果：第一、本发明通过设置阳极伺服电机、阳极联轴器、阳极直线模组和阳极悬臂，能够带动阳极铜电极进行移动，能够自动化控制阳极位置；第二、本发明通过设置阴极伺服电机、阴极联轴器、阴极直线模组和阴极悬臂，能够带动阴极铜电极进行移动，能够自动化控制阴极位置；第三、本发明通过设置的金属网，利用金属网的作用使熔融金属液体与包壳电气上连同做到阻值最小，同时金属网不会因高温的熔融金属液体而融化致使穿包；第四、本发明的方法做到了通过检测主回路电流判断阴极石墨电极与熔融金属液体液面之间的位置关系。
附图说明
20.图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的流程图；图3是本发明的电气原理图。
21.附图标记：1、阳极伺服电机；2、阳极联轴器；3、阳极直线模组；4、安装立柱；5、阳极悬臂；6、基座；7、阳极绝缘结构；8、阳极铜电极；9、阳极石墨电极；10、熔融金属液体；11、筑
包层；12、包壳；13、金属网；14、阴极悬臂；15、等离子体电弧；16、阴极伺服电机；17、阴极联轴器；18、阴极直线模组；19、阴极绝缘结构；20、阴极铜电极；21、阴极石墨电极。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例1参考图1-3，一种通过电流判断熔融金属液面位置的装置，包括基座6和筑包层11，所述基座6的上表面固定设置有安装立柱4，所述安装立柱4的一侧固定安装有阳极伺服电机1，所述阳极伺服电机1的输出端通过阳极联轴器2传动连接有阳极直线模组3，所述阳极直线模组3上传动连接有阳极悬臂5，所述阳极悬臂5的前段安装有阳极铜电极8，所述阳极铜电极8上可拆连接有阳极石墨电极9，所述安装立柱4的另一侧固定安装有阴极伺服电机16，所述阴极伺服电机16的输出端通过阴极联轴器17传动连接有阴极直线模组18，所述阴极直线模组18上传动连接有阴极悬臂14，所述阴极悬臂14的前段安装有阴极铜电极20，所述阴极铜电极20上可拆连接有阴极石墨电极21，所述阴极石墨电极21与所述阳极石墨电极9之间通过r铁电性连接；所述筑包层11的外侧设置有包壳12，所述筑包层11的内部设置有熔融金属液体10，所述筑包层11内预置有金属网13。
24.为了方便阳极伺服电机1带动阳极悬臂5进行上下运动；所述阳极直线模组3包括第一传动丝杆和第一传动螺母，所述阳极悬臂5通过第一传动螺母与所述第一传动丝杆滑动连接。
25.为了方便阴极伺服电机16带动阴极悬臂14进行上下运动；所述阴极直线模组18包括第二传动丝杆和第二传动螺母，所述阴极悬臂14通过第二传动螺母与所述第二传动丝杆滑动连接。
26.参考图1，为了防止等离子设备主回路对浇注机设备放电，对人员安全造成危险；所述阳极铜电极8与所述阳极悬臂5之间设置有阳极绝缘结构7。
27.参考图1，为了防止等离子设备主回路对浇注机设备放电，对人员安全造成危险；所述阴极铜电极20与所述阴极悬臂14之间设置有阴极绝缘结构19。
28.参考图3，为了实现电路连通；所述阳极铜电极8通过电缆与等离子设备主回路u+电性连接，所述阴极铜电极20通过电缆与等离子设备主回路u-电性连接。
29.所述等离子设备主回路u+与所述离子设备主回路u-之间的电压为100v。
30.所述r铁设置为所述熔融金属液体10经过所述阳极石墨电极9和所述阴极石墨电极21之间的等效电阻。
31.本发明还提供了一种通过电流判断熔融金属液面位置的方法，其特征在于：包括以下步骤：s1.等离子设备主回路上电，将等离子设备主回路u+与离子设备主回路u-之间的电压设置为100v，此时u阳/pe=-u阴/pe=10v；
s2.阳极伺服电机1带动阳极石墨电极向下运动；s3.判断u阳/pe的数值是否等于0，若是，进入s4，若否，进入s2；s4.阳极伺服电机1带动阳极石墨电极向下运动；s5.判断u阳/pe的数值是否大于1，若是，进入s2，若否，进入s6；s6.阳极伺服电机1维持不变；s7.阴极伺服电机16带动阴极石墨电极21向下运动；s8.判断i是否大于0.3i额定值，若是，进入s9，若否，进入s7；s9.阴极伺服电机16带动阴极石墨电极21通过pid调节上下运动，维持i≈设定值，此时，阴极石墨电极21与熔融金属液体10之间有等离子体电弧15；s10.判断i是否小于50a，若是，进入s7，若否，进入s11；s11.阴极伺服电机16维持不变。
32.具体的，所述i设置为等离子设备的直流主回路电流，u测为通过电流互感器测量的直流主回路电流。
33.其中，r铁为熔融金属液体经过阳极阴极（石墨电极）之间的等效电阻，铁水的等效电阻。
34.使用原理及优点：本发明通过设置阳极伺服电机1、阳极联轴器2、阳极直线模组3和阳极悬臂5，能够带动阳极铜电极8进行移动，能够自动化控制阳极位置；通过设置阴极伺服电机16、阴极联轴器17、阴极直线模组18和阴极悬臂14，能够带动阴极铜电极20进行移动，能够自动化控制阴极位置；通过设置的金属网13，利用金属网13的作用使熔融金属液体10与包壳12电气上连同做到阻值最小，同时金属网13不会因高温的熔融金属液体10而融化致使穿包；本发明的方法做到了通过检测主回路电流判断阴极石墨电极21与熔融金属液体10液面之间的位置关系。
35.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。