一种液位高度检测系统及方法与流程

本发明涉及冶金技术领域，更具体地说，特别涉及一种液位高度检测系统及方法。

背景技术：

LF炉(LADLE FURNACE)即钢包精炼炉，为电弧炉的一种特殊形式，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备。LF炉是70年代初期发展起来的精炼设备，LF炉精炼主要依靠炉内的白渣，在低氧的气氛中(氧含量为5％)，炉内吹入氩气并进行搅拌，再由石墨电极对经过初炼炉处理的钢水加热从而实现精炼。由于LF炉的氩气搅拌加速了渣与钢之间的化学反应，再利用电弧加热的温度补偿，可以保证钢水拥有较长时间的精炼时间，从而可使钢中的氧、硫含量降低。LF炉可处理的钢种几乎涉及从特钢到普钢的所有钢种，生产中可视质量控制的需要，采用不同的工艺操作制度。由于LF炉设备简单、投资费用低、操作灵活、精炼效果好，在各种二次精炼设备中，LF炉的综合性价比最高，因此在现代冶金行业得到了越来越广泛的应用。

LF炉使用过程中，常常需要对LF炉内钢水的液位高度进行检测，实际操作中，由于LF炉内钢水的温度非常高，一般在1500到1650度之间，钢水的热辐射特别强，而由于现有技术中缺乏可以自动检测高温钢水的机械化设备，在这种条件下，导致钢水液面高度常常需要工作人员依靠经验检测判断，工作人员劳动强度非常大且检测环境非常危险，而且无法准确检测钢水的液位高度数据，导致极大影响了钢水的后续加工。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题为提供一种液位高度检测系统及方法，该液位高度检测系统及方法能够实现LF炉内钢水液位高度的自动化检测，有效降低劳动强度，确保操作安全，保证检测结果的准确性。

一种液位高度检测系统，包括检测平台，所述检测平台上安装有竖直布置的导杆，所述导杆上设置有横向布置且能沿所述导杆上下的横梁，所述横梁上连接有竖直布置且能与所述横梁同步上下的电极柱，其中，所述检测平台上安装有用于水平光束发射的光束发射机构，所述光束发射机构外设置有用于所述横梁高度检测且能接收所述光束发射机构及所述电极柱信号的高度测量机构。

优选地，所述电极柱设置有三根，且三根所述电极柱分别与外部三相交流输电网的三线相连。

优选地，所述光束发射机构为激光发射机构。

优选地，所述光束发射机构包括底座、设置在所述底座上的冷却防护罩、以及设置于所述冷却防护罩内的激光检测仪。

优选地，所述检测平台侧部设置有用于待检测炉体封盖的炉盖，所述炉盖上设置有用于所述电极柱穿插的贯通孔。

优选地，所述高度测量机构包括设置在所述横梁上且能向下发射光束的发光器及设置在所述检测平台上且位于所述发光器正下方的反光镜。

本发明还提供了一种液位高度检测方法，通过该液位高度检测方法，能够有效实现LF炉内钢水液位高度的自动化检测。

一种液位高度检测方法，基于上述任意一项所述的液位高度检测系统，包括步骤：

S01、横梁沿导杆下降且带动电极柱同步下降，当电极柱下降至下部端面刚好与光束发射机构发射的水平光束相接触时，光束发射机构将信号传递给高度测量机构，高度测量机构读取此时横梁的第一高度值；

S02、电极柱继续下移，当电极柱下部端面刚好与待检测炉体内液面相接触时，高度测量机构接收电极柱信号并读取此时横梁的第二高度值；

S03、根据系统预先分配给第一高度值的基准高度数据，再根据第二高度值与第一高度值的差值得出待检测炉体内液面的实际高度。

本发明的有益效果是：本发明提供的该液位高度检测系统及方法具体实施时，横梁沿电极柱下降且带动电极柱同步下降，当电极柱下降至下部端面刚好与光束发射机构发射的水平光束相接触时，光束发射机构将信号传递给高度测量机构，高度测量机构读取此时横梁的第一高度值；电极柱继续下移，当电极柱下部端面刚好与LF炉内钢水液面相接触时，高度测量机构接收电极柱信号并读取此时横梁的第二高度值，根据系统预先分配给第一高度值的基准高度数据，再根据第二高度值与第一高度值的差值得出LF炉内钢水的实际高度。从而能够实现LF炉内钢水液位高度的自动化检测，有效降低劳动强度，确保操作安全，保证检测结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所公开的液位高度检测系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例所公开的光束发射机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1和图2，图1和图2提供了本发明一种液位高度检测系统及方法的具体实施例，其中，图1为本发明实施例所公开的液位高度检测系统的整体结构示意图；图2为本发明实施例所公开的光束发射机构的结构示意图。

如图1和图2所示，本发明提供的液位高度检测系统能够实现LF炉内钢水液位高度的自动化检测，有效降低工人的劳动强度，确保工人操作安全，保证检测结果的准确性。该液位高度检测系统包括检测平台1，导杆2，横梁3，电极柱4，光束发射机构5与高度测量机构6。

本方案中，该液位高度检测系统包括检测平台1，检测平台1用于给上述各机构的安装提供支撑，同时用于与外部承载钢水的LF炉7相连接。

检测平台1上安装有竖直布置的导杆2，导杆2上设置有横向布置且能沿导杆2上下的横梁3，横梁3上连接有竖直布置且能与横梁3同步上下的电极柱4。具体地，电极柱4接触到LF炉内的钢水时，电极柱4与钢水形成闭合电流回路，回路中电流突增，电极柱4停止下降，此时高度测量机构6便可以收到电极柱4的电流突变信息并读取此时的相关高度值。

具体地，本发明不仅仅可以检测钢水的液面高度，也可以检测与钢水情况相类似的液体的高度，例如铁水，只需保证电极柱4下方可以通过液体导通即可。

检测平台1上安装有用于水平光束发射的光束发射机构5，光束发射机构5外设置有用于横梁3高度检测且能接收光束发射机构5及电极柱4信号的高度测量机构6。本实施例中提供的光束发射机构5包括底座501、设置在底座501上的冷却防护罩502、以及设置于冷却防护罩502内的激光检测仪503。

其中，本发明所选的光束发射机构优选为激光发射机构。

本发明提供的液位高度检测方法具体实施时，包括如下步骤：

S01、横梁3沿导杆2下降且带动电极柱4同步下降，当电极柱4下降至下部端面刚好与光束发射机构5发射的水平光束相接触时，光束发射机构5将信号传递给高度测量机构6，高度测量机构6读取此时横梁的第一高度值；

S02、电极柱4继续下移，当电极柱4下部端面刚好与待检测炉体7内液面相接触时，高度测量机构6接收电极柱4信号并读取此时横梁3的第二高度值；

S03、根据系统预先分配给第一高度值的基准高度数据，再根据第二高度值与第一高度值的差值得出待检测炉体内液面的实际高度。

本发明提供的发明还具有如下优点：

1、本发明提供的液位高度检测系统及方法实施时，LF炉内钢水液面高度数据的准确性和检测精度不受钢水表面渣层厚度的影响，液面检测精度达到±2mm。

2、本发明提供的液位高度检测系统及方法能够快速在线实时数据采集和转换、检测炉内钢水液位高度，响应速度快、灵敏度高、可靠性强。

本实施例中，为进一步方便电极柱4与钢水接触时电流的导通，优选地，所述电极柱4设置有三根，且三根所述电极柱4分别与外部三相交流输电网的三线相连。

本实施例中，为进一步实现待检测LF炉7内钢水的保温与防尘，优选地，所述检测平台1侧部设置有用于待检测炉体封盖的炉盖8，所述炉盖8上设置有用于所述电极柱4穿插的贯通孔。如此，当LF炉7靠近检测平台1并与检测平台1完成对接后，炉盖8便可以及时封盖在LF炉7上方，此时，再将电极柱4从贯通孔插入至待检测LF炉7内部即可。

本实施例中，为进一步方便高度的测量，优选地，所述高度测量机构6包括设置在所述横梁3上且能向下发射光束的发光器601及设置在所述检测平台1上且位于所述发光器601正下方的反光镜602。

具体地，发光器601向下发射光束，反光镜602接收发光器601发射的光束并将光束反射至发光器601，发光器601计算光束来回所走的路程即可以得出横梁3的高度，再经系统转换便可以换算成LF炉内钢水的液面高度。

以上对本发明所提供的一种液位高度检测系统及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。