[發(fā)明專利]基于電磁感應(yīng)原理測量高溫液態(tài)金屬流速的方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910324510.7
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110007110A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭錦燦;劉潤聰;張艷萍;王曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號: G01P5/08
• 分類號: G01P5/08
• 代理公司: 北京慧誠智道知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11539
• 代理人: 李楠

本發(fā)明實施例涉及一種基于電磁感應(yīng)原理測量高溫液態(tài)金屬流速的方法及裝置。所述方法包括：測量待測液態(tài)金屬的表面溫度；根據(jù)測量裝置中磁場發(fā)生裝置的特征參數(shù)、待測液態(tài)金屬的表面溫度和待測液態(tài)金屬的表面覆蓋層材料確定磁場發(fā)生裝置與待測液態(tài)金屬間的垂直距離，并根據(jù)垂直距離設(shè)定測量裝置的設(shè)置位置；基于磁場發(fā)生裝置與流動的待測液態(tài)金屬間的電磁感應(yīng)，磁場發(fā)生裝置受到與待測液態(tài)金屬的流向相同方向的第一作用力，并傳輸?shù)綔y量裝置的傳感器，將第一作用力轉(zhuǎn)換為第一電信號；測量裝置中的數(shù)據(jù)處理模塊對采樣得到的第一電信號進行實時的信號濾波和放大處理，通過邏輯計算得到待測液態(tài)金屬的實時流速。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于電磁感應(yīng)原理測量高溫液態(tài)金屬流速的方法及裝置。

背景技術(shù)

工業(yè)冶金是我國國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，在工業(yè)現(xiàn)代化進程中發(fā)揮著不可替代的作用。如鋼鐵冶金，我國鋼鐵工業(yè)在產(chǎn)量上一直在全世界范圍內(nèi)占有重要地位，據(jù)統(tǒng)計我國粗鋼年產(chǎn)量約803.8百萬噸，占全世界產(chǎn)量的49.6％。

然而，近年來隨著能源、環(huán)境問題的凸現(xiàn)，鋼鐵行業(yè)正在面臨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、擴大優(yōu)質(zhì)供給，實現(xiàn)供需動態(tài)平衡的現(xiàn)實需求。這意味著，冶金行業(yè)需要不斷的改進冶金工藝、提高檢測手段以不斷提高冶煉產(chǎn)品質(zhì)量，而冶煉工藝中金屬液體流動行為和速度分布與產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)，但是由于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣、液態(tài)金屬溫度高等因素，如何測量、反饋和控制金屬液體流動及其速度分布，是冶金工藝中十分重要的問題。

目前進行高溫液態(tài)金屬流速測量的方法，主要是通過數(shù)值計算、水模型等模擬手段和釘板法等瞬時粗略測量方式獲取金屬液流動信息。一方面因無法實測這些計算方法本身與實際情況存在一定的差異，其數(shù)據(jù)往往只能作為后續(xù)工藝的參考和依據(jù)，更無法實現(xiàn)自動化檢測和即時反饋；另一方面，這些計算和測量方法本身也需要更為準(zhǔn)確的測量技術(shù)進行校準(zhǔn)和參照。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于電磁感應(yīng)原理測量高溫液態(tài)金屬流速的方法及裝置。采用非接觸式測量方法，可實現(xiàn)實時在線測量，滿足工業(yè)實踐中對高溫液態(tài)金屬流速測量即時反饋的需求。

為實現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種，包括：基于電磁感應(yīng)原理測量高溫液態(tài)金屬流速的方法，包括：

測量待測液態(tài)金屬的表面溫度；

根據(jù)測量裝置中磁場發(fā)生裝置的特征參數(shù)、所述待測液態(tài)金屬的表面溫度和待測液態(tài)金屬的表面覆蓋層材料確定所述磁場發(fā)生裝置與所述待測液態(tài)金屬間的垂直距離，并根據(jù)所述垂直距離設(shè)定所述測量裝置的設(shè)置位置；

基于所述磁場發(fā)生裝置與流動的所述待測液態(tài)金屬間的電磁感應(yīng)，所述磁場發(fā)生裝置受到與所述待測液態(tài)金屬的流向相同方向的第一作用力，并通過所述測量裝置的微小力傳輸組件傳輸?shù)剿鰷y量裝置的傳感器，將所述第一作用力轉(zhuǎn)換為第一電信號；

測量裝置中的數(shù)據(jù)處理模塊對采樣得到的第一電信號進行實時的信號濾波和放大處理，通過邏輯計算得到所述待測液態(tài)金屬的實時流速；

其中所述邏輯計算具體為：F_m＝KσνB₀²；其中，F(xiàn)_m為第一作用力，K為測量裝置校準(zhǔn)系數(shù)，σ為待測液態(tài)金屬的電導(dǎo)率，B₀為磁場相對于金屬液的滲透深度。

優(yōu)選的，所述B₀根據(jù)磁場發(fā)生裝置的特征參數(shù)和所述磁場發(fā)生裝置與所述待測液態(tài)金屬間的垂直距離來確定。

優(yōu)選的，所述方法還包括：

對所述測量裝置，或者，對所述磁場發(fā)生裝置、傳感器、微小力傳輸組件進行熱屏蔽或熱保護，以使所述測量裝置，或者，使所述磁場發(fā)生裝置、傳感器、微小力傳輸組件處于工作溫度范圍內(nèi)。