[實(shí)用新型]一種鋼包內(nèi)鋼水溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220405834.7
• 申請(qǐng)日: 2012-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN202770550U
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈國(guó)清;安連鎖;馬美倩;張世平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G01K11/22
• 分類號(hào): G01K11/22
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于轉(zhuǎn)爐出鋼后鋼包內(nèi)鋼水溫度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋼包內(nèi)鋼水溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

目前，轉(zhuǎn)爐出鋼后鋼包內(nèi)鋼水溫度測(cè)量方法主要有兩種：熱電偶測(cè)溫方法和紅外測(cè)溫儀測(cè)溫方法。?

熱電偶測(cè)溫方法指人工將熱電偶的測(cè)溫探頭插入鋼包內(nèi)進(jìn)行測(cè)溫。這種方法存在以下缺點(diǎn)：首先，因人工插入探頭深淺的不同而使測(cè)溫結(jié)果波動(dòng)；其次，由于鋼水對(duì)測(cè)溫探頭的腐蝕作用，其只能采用消耗式點(diǎn)測(cè)的方法，測(cè)定間隔時(shí)間的溫度，而不能獲得連續(xù)變化的溫度，且需要更換大量的熱電偶，成本較高；此外，因?yàn)殇撍臏囟确浅８撸斯げ迦霟犭娕紩r(shí)，操作人員容易因?yàn)殇撍娘w濺而受傷。?

紅外測(cè)溫儀是目前測(cè)定鋼水溫度最方便的儀器，但由于其測(cè)定鋼水溫度時(shí)只能獲得鋼水表面的溫度，受鋼水表面所含雜質(zhì)、被測(cè)溫環(huán)境中的煙塵水汽的影響，因此其測(cè)量獲得的溫度并不為真實(shí)的鋼水溫度，測(cè)溫誤差較大。?

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本實(shí)用新型提供了一種鋼包內(nèi)鋼水溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。?

一種鋼包內(nèi)鋼水溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)在圓柱型鋼包同一水平截面的兩側(cè)中部通過(guò)法蘭對(duì)稱安裝2個(gè)聲波導(dǎo)管，2個(gè)聲波導(dǎo)管上分別設(shè)置1個(gè)傳聲器，2個(gè)聲波導(dǎo)管分別與1個(gè)電動(dòng)揚(yáng)聲器連接；信號(hào)調(diào)理器分別與2個(gè)傳聲器和接線盒相連，功率放大器分別與2個(gè)電動(dòng)揚(yáng)聲器和接線盒相連，接?線盒與雙通道數(shù)據(jù)采集卡相連，雙通道數(shù)據(jù)采集卡與主機(jī)相連。?

本實(shí)用新型的有益效果為：?

本實(shí)用新型具有良好的耐高溫性和耐腐蝕性；不受測(cè)溫環(huán)境中的煙塵水汽的影響；其為遠(yuǎn)程操作控制，避免了操作人員因鋼水飛濺而受傷的情況；其獲得的是鋼包內(nèi)鋼水的連續(xù)溫度變化，能夠真實(shí)反映鋼包內(nèi)鋼水的溫度。?

附圖說(shuō)明

圖1為鋼包內(nèi)鋼水溫度在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖；?

圖2為一種鋼包內(nèi)鋼水溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖中標(biāo)號(hào)：1-第一在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)；2-第二在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)；3-電動(dòng)揚(yáng)聲器；4-聲波導(dǎo)管；5-鋼包；6-傳聲器；7-信號(hào)調(diào)理器；8-接線盒；9-功率放大器；10-雙通道數(shù)據(jù)采集卡；11-主機(jī)。?

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供了一種鋼包內(nèi)鋼水溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。?

一種鋼包內(nèi)鋼水溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)在圓柱型鋼包5同一水平截面的兩側(cè)中部分別設(shè)置第一在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)1和第二在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)2，然后在第一在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)1和第二在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)2上通過(guò)法蘭對(duì)稱安裝2個(gè)聲波導(dǎo)管4，2個(gè)聲波導(dǎo)管4上分別設(shè)置1個(gè)傳聲器6，2個(gè)聲波導(dǎo)管4分別與1個(gè)電動(dòng)揚(yáng)聲器3連接；信號(hào)調(diào)理器7分別與2個(gè)傳聲器6和接線盒8相連，功率放大器9分別與2個(gè)電動(dòng)揚(yáng)聲器3和接線盒8相連，接線盒8與雙通道數(shù)據(jù)采集卡10相連，雙通道數(shù)據(jù)采集卡10與主機(jī)11相連。?

主機(jī)11發(fā)出指令，電動(dòng)揚(yáng)聲器3接收到指令后通過(guò)功率放大器9的放大作?用發(fā)出聲信號(hào)，經(jīng)聲波導(dǎo)管4傳入鋼包5，穿過(guò)鋼包后的聲信號(hào)被傳聲器6接收并轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，電壓信號(hào)通過(guò)電纜輸送到信號(hào)調(diào)理器7，再經(jīng)接線盒8進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡10并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入主機(jī)，通過(guò)基于相位譜估計(jì)的時(shí)間延遲估計(jì)算法得出聲波飛渡時(shí)間，最后經(jīng)計(jì)算軟件結(jié)合聲波飛渡時(shí)間等參數(shù)計(jì)算出鋼包內(nèi)鋼水的溫度；?

在鋼包上的1-1監(jiān)測(cè)層上進(jìn)行聲波監(jiān)測(cè)，聲波信號(hào)由該監(jiān)測(cè)層上布置的電動(dòng)揚(yáng)聲器（3）發(fā)出，被布置在另一側(cè)的傳聲器（6）接收，通過(guò)測(cè)量通過(guò)鋼包兩側(cè)布置測(cè)點(diǎn)之間的距離以及聲波飛渡時(shí)間，來(lái)確定聲波在傳播路徑上的平均速度，聲速方程為?；?

式中：c為液體介質(zhì)中聲波的傳播速度，單位為m/s；?L為鋼包兩側(cè)布置測(cè)點(diǎn)之間的距離，單位為m；τ為聲波飛渡時(shí)間，單位為s；?

當(dāng)聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)，根據(jù)平面波的運(yùn)動(dòng)方程、連續(xù)性方程以及液體介質(zhì)的物態(tài)方程可以推導(dǎo)并認(rèn)為聲波在液體介質(zhì)中的傳播速度為該液體介質(zhì)的函數(shù)，聲波傳播速度與液體介質(zhì)溫度的關(guān)系如下為?；?

式中：ρ為液體介質(zhì)的密度，單位為kg/m³，T為液體介質(zhì)的平均溫度，單位為K；β_s為液體介質(zhì)的絕熱體積壓縮系數(shù)；k為液體介質(zhì)的其它物性參數(shù)；對(duì)于給定的液體介質(zhì)，Z為一常數(shù)。?

結(jié)合上述兩式，以聲音在液體介質(zhì)中的傳播速度為中間量，可以得到通過(guò)聲學(xué)測(cè)溫方法獲得液體介質(zhì)溫度的原理方程：?；?