[發(fā)明專利]基于電導(dǎo)率的非接觸式測溫及物料成分檢測裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110571269.5
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113465660B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小剛;黃德松;陳華;葉恒棣;魏進(jìn)超;周浩宇;周冰航;王煉紅
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 長沙新裕知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43210
• 代理人: 劉加

1.一種基于電導(dǎo)率的非接觸式測溫及物料成分檢測裝置的非接觸式測溫和物料成分檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在被檢測設(shè)備上安裝檢測裝置，使待測的鐵礦物料處于檢測線圈(4)所產(chǎn)生的磁場范圍之內(nèi)，設(shè)置交流電源(1)的基本參數(shù)；

步驟2：在進(jìn)行檢測之前預(yù)先對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定：首先標(biāo)定溫度與物料電導(dǎo)率變化關(guān)系，啟動設(shè)備，投入物料使其處于正常工況中，利用接觸式測溫方法測量檢測點(diǎn)出實(shí)際溫度，同時記錄阻抗信息，然后停止設(shè)備，待物料冷卻后取樣并用電導(dǎo)率檢測儀測出物料電導(dǎo)率，多次測量后對各個檢測點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，得到理想工況下物料電導(dǎo)率、阻抗與溫度的關(guān)系曲線，推導(dǎo)擬合函數(shù)；然后對物料成分與電導(dǎo)率的變化關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定，取樣不同成分物料并測出其電導(dǎo)率，進(jìn)行標(biāo)定后得到物料電導(dǎo)率、阻抗與成分之間的關(guān)系曲線，推導(dǎo)出擬合函數(shù)；

步驟3：首先在計(jì)算機(jī)(3)上構(gòu)建檢測平臺：利用QT軟件設(shè)計(jì)圖形界面，包括電導(dǎo)率變化曲線窗口、阻抗變化曲線窗口、溫度監(jiān)控曲線窗口和物料成分曲線窗口；然后投入物料進(jìn)行測量，從輸入數(shù)據(jù)的端口接收阻抗信息，調(diào)用之前得到的物料電導(dǎo)率、阻抗與溫度的擬合函數(shù)和物料電導(dǎo)率、阻抗與成分之間的擬合函數(shù)，計(jì)算出被測對象溫度和物料成分，即可對設(shè)備進(jìn)行物料、溫度檢測；

所述檢測裝置包括交流電源(1)、電能質(zhì)量分析儀(2)、計(jì)算機(jī)(3)、檢測線圈(4)、線圈磁芯(5)，所述交流電源(1)為工頻交流電源；所述電能質(zhì)量分析儀(2)的輸入端與檢測線圈(4)的引出線連接，輸出端與計(jì)算機(jī)(3)連接；所述計(jì)算機(jī)(3)通過數(shù)據(jù)端口與電能質(zhì)量分析儀(2)輸出端連接；所述檢測線圈(4)由一個空心線圈和線圈磁芯(5)構(gòu)成，空心線圈緊密纏繞在線圈磁芯(5)上；所述檢測線圈(4)的兩根引出線同時連接交流電源(1)與電能質(zhì)量分析儀(2)，分別用作驅(qū)動和阻抗檢測；所述線圈磁芯(5)為低頻耐高溫磁芯；

所述檢測裝置還包括嵌入磁芯(8)，所述嵌入磁芯(8)為低頻耐高溫磁芯，安裝于被測設(shè)備內(nèi)部，位于檢測裝置與物料之間；所述嵌入磁芯(8)的材料為硅鋼，直徑為50～60mm；

所述交流電源(1)的電流大小為1～2A，頻率為45Hz～55Hz；所述檢測線圈(4)繞線選用漆包線，線徑為0.8～1.2mm；所述檢測線圈(4)的線圈匝數(shù)為1000～2000匝；所述檢測線圈(4)高度為50～60m；線圈磁芯(5)采用片狀硅鋼疊成，寬度為50～60mm，長度為90～100mm；

所述被測對象電導(dǎo)率σ與檢測線圈阻抗變化率△Z的變化關(guān)系滿足以下方程：

其中，k＝R₁/R₂，h＝H/R₂，u＝U/R₂，ω為線圈激勵角頻率；μ₀為真空的磁導(dǎo)率；σ為被測材料的電導(dǎo)率；W為線圈總匝數(shù)；β為以R₂為基準(zhǔn)歸一化的固有衰減常數(shù)；R₁，R₂為線圈外徑、內(nèi)徑；U，H為線圈高度、提離高度；J₁(a)為第一類一階貝塞爾函數(shù)，α為貝塞爾函數(shù)自變量；j為虛數(shù)符號。