一种锌锅液位检测装置的制作方法

本发明涉及一种检测装置，具体涉及一种锌锅液位检测装置，属于液态金属液位检测技术领域。

背景技术：

参见图1，锌锅1作为冷轧镀锌线上最重要的设备之一，其作用是加热锌液2，为经过加热炉退火后的带钢3进入锌锅内进行热镀提供符合要求的高温锌液，在带钢表面形成一层金属保护层以保护带钢基板。锌锅液位的稳定性对带钢热镀产品质量影响非常大，锌锅液位的波动会导致炉鼻子内部产生结渣，轻者污染带钢表面导致产品降级，重则锌渣过大导致带钢划伤造成带出品。特别对于有溢流结构的炉鼻子生产线影响更为严重，液位波动会导致锌液反溢流或者溢流槽内被抽空，导致带钢表面出现大量锌灰锌渣或擦划伤，严重影响带钢表面质量。目前，为了避免锌液面表面结渣的不良影响，锌锅液位检测普遍采用视觉影像、雷达液位计、激光测距仪表等液位计4来实现在线检测及控制。

但现有的锌锅液位计在实际使用中不同程度存在以下问题：

1)锌锅多采用电磁感应加热方式进行加热熔锌，锌锅周围电磁场环境复杂，同时锌液温度最高可达460°，现有液位检测传感器都不同程度受到锌锅强磁场干扰及因高温恶劣工况导致的检测死机、信号失真,根本无法满足工艺对锌锅液位高精度的控制要求。

2)热镀锌生产线带钢品种规格多，不同产品热镀后的带钢表面光泽度差异明显，其表面会产生光的反射、折射、散射，直接影响到视觉影像对比、激光测距仪等传感器的检测精度，严重导致这类对环境光线敏感的传感器无法正常工作。

检索到公开专利“现场锌锅液位量测装置cn208937146u”、“锌锅液位检测装置cn205917328u”，此两件公开技术与本发明都涉及到锌锅液位检测技术，但公开技术的与本发明适用场景及精度要求完全不同，此两件公开技术都采用与锌液面采用式纯机械结构，通过检测端与锌液位直接接触的方式，实现现场锌锅内液面水平高度的监测，这种检测方式会因测量机构与锌液接触腐蚀、结渣而无法实现液位高精度检测。同时二者技术方案的具体结构也完全不同。

检索到公开专利“一种排渣炉鼻子及锌锅液位控制方法、系统及液位检测装置cn110045759a,该公开技术主要针对解决的是锌锅液位无法精准控制的问题，并未涉及到液位计本身的检测精度及稳定运行。而本发明是要解决现有锌锅液位检测传感器或装置本身的精度问题，同时本发明结构与公开技术完全不同，且二者间不存在相关技术启示，因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种锌锅液位检测装置，该技术方案实现了对锌锅内锌液位的精准持续稳定检测，为锌锅液位控制提供可靠检测数据。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种锌锅液位检测装置，所述检测装置包括恒温柜、冷却机构、液位传感器、滤光机构以及遮光机构，所述液位传感器紧贴冷却机构安装，在液位传感器的下方设置有滤光机构，所述冷却机构、液位传感器与滤光机构均安装在外柜内部，遮光机构设置在恒温箱的下方，整个液位检测装置安装设置在锌锅正上方远离锌液面3-10米的位置。

作为本发明的一种改进，所述恒温柜由柜体、温度监测仪、背板构成，温度监测仪安装在柜门上，用来监测显示柜台的实时温度，并将检测到的温度数据按需传送到相关控制器。

作为本发明的一种改进，所述柜体的柜门上还设置有观察窗，观察窗区域由耐高温玻璃覆盖密封。

作为本发明的一种改进，所述背板是截面为槽型结构的板件，背板焊接在柜体内的正面，在背板的下方设置有条状u型孔。

作为本发明的一种改进，所述冷却机构由散热块、冷却管、冷却器构成，所述散热块为铝合金材质整体浇注的块状体，其中心部位预埋有不锈钢材质冷却管，其整体通过螺栓固定在柜体的背板表面，冷却管进气端通过柜体上端盖上方的孔洞穿出柜体外，冷却管出气管口端设置柜体内部。

作为本发明的一种改进，所述所述冷却器为涡流冷却器，在其进气口设置有流量调节阀。所述冷却器采用常规压缩空气作为冷却动力源，通过调节进气口流量可以实现柜体的恒温控制.

作为本发明的一种改进，所述液位传感器为激光测距仪，其通过铝合金底板固定在散热块上。

作为本发明的一种改进，滤光机构由支架和滤镜构成，支架通过条状u型孔安装在恒温箱的背板下方，其前端为圈套结构且可以进行水平旋转调节，其内径≥激光测距仪测光镜头的倍。滤镜为可见光滤镜，滤镜嵌套安装在支架前端的圈套内。整个滤光机构设置于液位传感器的下方，并调整滤镜中心点与激光测距仪测光镜头中心重合。

作为本发明的一种改进，遮光机构9为不锈钢管材质，由一级遮光筒和二级遮光筒组成，其内壁均采用喷涂耐高温石英砂处理，以实现耐高温同时减少对光的反射，一级遮光筒内径为滤镜外径的1.1倍，在柜体的下端盖位于激光测距仪镜头的下方设置有螺纹孔，孔径为滤镜外径的1.1倍。

作为本发明的一种改进，一级遮光筒通过螺纹套装在柜体的下端盖上，一级遮光筒的上沿与滤镜垂直距离调节为3-5mm。二级遮光筒套装并通过螺栓固定在一级遮光筒外壁上，二级遮光筒位置可沿一级遮光筒外壁进行上下调节。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，1)该技术方案所述锌锅液位检测装置设置以涡流冷却器和散热块组成的冷却机构，通过其冷却温度可以通过流量调节阀进行闭环恒温调节控制，有效解决现有锌锅现场高温恶劣工况常规传感器无法稳定工作的难题；2)该技术方案所述涡冷却器依靠压缩空气旋转在管将空气分离成冷、热空气流，其没有移动部件和电气元件，能最低的维护要求可调冷却；3)该方案通过激光测距仪实现了对锌锅液位非接触远距离检测，避免了锌锅磁场对传感器的干扰，提升了液位检测精准度；4)该方案通过在激光传感器下方设置滤光机构可以有效杜绝现场可见光对传感器精准检测造成的信号干扰，提升检测效果；5)该方案通过设置遮光机构，能效避免热镀后的带钢表面反光对激光测距的光线散射干扰，有效提升液位检测的精准度和稳定性。

附图说明

图1、现有锌锅液位检测示意图；

图2、本发明所述锌锅液位检测装置结构示意图；

图3、本发明所述锌锅液位检测装置装配示意图；

图4、本发明所述滤光机构结构示意图；

图5、本发明所述描冷却机构结构示意图；

图6、本发明所述锌锅液位检测装置应用示意图。

图中：1-锌锅，2-锌液，3-带钢，4-液位计，5-恒温箱，6-冷却机构，7-液位传感器，8-滤光机构，9-遮光机构。5-1-柜体，5-2-温度监测仪，5-3-观察窗，5-4-背板，6-1-散热块，6-2-冷却管，6-3-冷却器，6-4-调节阀，7-1-激光测距仪，7-2-底板，8-1-支架，8-2-滤镜，9-1-一级遮光筒，9-2-二级遮光筒。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参照图2-6所示，一种锌锅液位检测装置，所述检测装置包括恒温柜5、冷却机构6、液位传感器7、滤光机构8、遮光机构9，其中恒温柜5由柜体5-1、温度监测仪5-2、背板5-3构成，温度监测5-2仪安装在柜门上，用来监测显示柜台的实时温度，并将检测到的温度数据按需传送到相关控制器。柜体的柜门上设置有观察窗5-3，观察窗区域由耐高温玻璃覆盖密封。背板5-4为截面是槽型结构的板件，其焊接在柜体内的正面，在背板5-4的下方设置有条状u型孔。

冷却机构6由散热块6-1、冷却管6-2、冷却器6-3构成。散热块6-1为铝合金材质整体浇注的块状体，其中心部位预埋有不锈钢材质冷却管，其整体通过螺栓固定在柜体5-1的背板5-4表面。冷却管6-2进气端通过柜体5-1上端盖上方的孔洞穿出柜体外，冷却管6-2出气管口端设置柜体5-1内部。冷却器6-3采用涡流冷却器，在其进气口设置有流量调节阀6-4。冷却器6-3采用常规压缩空气作为冷却动力源，通过调节阀6-4调节进气口流量可以实现柜体5-1恒温控制。

液位传感器采用sick-dt500激光测距仪7-1，其通过铝合金底板7-2固定在散热块6-1上。

滤光机构8由支架8-1和滤镜8-2构成。支架8-1通过条状u型孔安装在恒温箱5的背板5-4下方，其前端为圈套结构且可以进行水平旋转调节，其内径≥激光测距仪7-1测光镜头的2倍。滤镜8-2为可见光滤镜，滤镜嵌套安装在支架8-1前端的圈套内。整个滤光机构设置于液位传感器7的下方，并调整滤镜8-2中心点与激光测距仪7-1测光镜头中心重合。

遮光机构9为不锈钢管材质，由一级遮光筒9-1和二级遮光筒9-2组成，其内壁均采用喷涂耐高温石英砂处理，以实现耐高温同时减少对光的反射。一级遮光9-1筒内径为滤镜外径8-2的1.1倍。同时在柜体5-1的下端盖位于激光测距仪7-1镜头的下方设置有螺纹孔，孔径为滤镜8-2外径的1.1倍。一级遮光9-1筒通过螺纹套装在柜体5-1的下端盖上，一级遮光筒的上沿与滤镜8-2垂直距离调节为3-5mm。二级遮光筒9-2套装并通过螺栓固定在一级遮光筒9-1外壁上，二级遮光筒位置9-2可沿一级遮光筒外壁进行上下调节。

整个液位检测装置安装设置在锌锅正上方远离锌液面3-10米的位置，并将压缩空气气源流量调节阀6-4接入冷却器6-3的进气口，将温度监测仪5-2及激光测距仪7-1检测信号输送给锌锅液位控制器，通过控制器控制调节阀6-4调节进气口流量可以实现柜体5-1恒温控制，实现锌锅液位检测装置长期稳定地精准检测。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。