炉渣电磁式检测装置制造方法及图纸

一种炉渣电磁式检测装置，包含检测线圈、前置放大器、励磁信号发生器和检测信号处理装置，所述检测线圈的次级端与所述前置放大器相连，所述前置放大器与所述检测信号处理装置相连，所述励磁信号发生器与所述检测线圈的初级端相连，其特征在于，进一步包含与所述检测线圈初级端相连的小信号发生器，并且所述前置放大器为差动放大器。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及炉渣检测技术，特别涉及一种电磁式炉渣检测装置，用于检测大包滑动水口和电炉偏心炉底出钢时的炉渣。
技术介绍
为了保证连铸坯的质量，目前许多钢厂大包滑动水口或电路偏心炉底处都安装了电磁式检测装置用于检测大包炉渣，并根据检测信号及时关闭大包滑动水口。图1示出了常用的一种炉渣检测装置的原理图。如图1所示，该检测装置主要由检测线圈1、前置放大器2、隔离放大器3、模数转换器4和励磁信号发生器5以及计算机子系统6等部分组成，其中，检测线圈1安装在大包滑动水口滑板的上部或电炉的偏心出钢口，由二组同心线圈组成，检测线圈1的次级端与依次串接在一起的前置放大器2、隔离放大器3和模数转换器4相连，模数转换器4的输出端与计算机子系统6相连，励磁信号发生器5的输出端与检测线圈1的初级端相连，控制端与计算机子系统6相连。图1中的计算机子系统6的功能包括根据输入的数字信号判定钢水中是否包含炉渣并计算相应的含量，因此其与隔离放大器3和模数转换器4等一起构成了检测装置中的检测信号处理单元。图1所示检测装置的工作原理为，励磁信号发生器5在计算机子系统6的指令下产生励磁信号输入检测线圈1的初级端，从而在检测线圈1内形成一交变电磁场。当开浇时，钢水从检测线圈1中央流过，由于受交变磁场的影响，钢水内产生涡流，该涡流将产生一个微弱的反向电磁场，其被检测线圈1的次级线圈感测并转变为电信号输出至前置放大器2经放大和整形处理，随后再经输入隔离放大器3的隔离放大和模数转换器作模数转换，最后被送至计算机子系统6。由于钢的电导率远远大于渣的电导率(例如在1600度下钢水电导率是渣电导率的104倍)，因此当钢水中出现炉渣时，反向电磁场的强度将发生变化，从而导致检测线圈输出信号发生变化，因此通过比较检测线圈输出信号的前后变化，计算机子系统6即可根据判断流经检测线圈1的钢水中是否包含炉渣并确定其含量，然后根据判断结果生成相应的控制指令，并经数模转换器7和隔离放大器8输出模拟控制信号，或者，经逻辑电平功率驱动器9和24伏中间继电器10输出数字控制信号，与此同时，当发现钢水中包含炉渣时，计算机子系统6还指令声光报警器11发出报警信号。由于检测装置的检测线圈1安装在大包滑动水口内部，因此在大包维修和周转时容易造成线圈损坏，导致炉渣检测功能失效。此外，前置放大器2的故障或者各种接线故障也有可能导致检测功能失效。但是在工作状态下，无法根据图1所示炉渣检测装置的输出信号发现故障的存在，从而可能导致大量炉渣进入中间包。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种炉渣电磁式检测装置，其可根据装置的输出信号确定检测线圈受损、前置放大器和接线故障引起的检测功能失效。本技术的上述目的通过以下技术方案实现一种炉渣电磁式检测装置，包含检测线圈、前置放大器、励磁信号发生器和检测信号处理装置，所述检测线圈的次级端与所述前置放大器相连，所述前置放大器与所述检测信号处理装置相连，所述励磁信号发生器与所述检测线圈的初级端相连，进一步包含与所述检测线圈初级端相连的小信号发生器，并且所述前置放大器为差动放大器。比较好的是，在上述炉渣电磁式检测装置中，所述检测线圈与前置放大器通过电缆连接，并且电缆长度不超过10米。与现有技术的检测装置相比，本技术的检测装置增加了一个小信号发生源，叠加在励磁信号上的小信号将在次级线圈上产生一个变化的信号，这样检测信号处理单元即可根据检测到的信号变化量判定是否存在故障。为了保证准确地检测到次级线圈上的信号，这里前置放大器采用差动放大方式来检测次级端上的信号变化，从而可有效消除各种干扰信号引起的误报。附图说明图1示出了常用的一种炉渣检测装置的原理图。图2示出了按照本技术较佳实施例的炉渣检测装置原理图。图3为图2所示检测装置中前置放大器的等效电路图。具体实施方式图2示出了按照本技术较佳实施例的炉渣检测装置原理图。与图1所示的装置相比，本实施例的主要差别在于增加了小信号发生器5a，并且前置放大器3采用了下面将要作进一步描述的差动放大器。如图2所示，小信号发生器5a也与检测线圈1的初级端相连，换句话说，其与励磁信号发生器5共接至检测线圈的初级端，因此耦合至初级线圈的可以是励磁信号发生器5输出的励磁信号，也可以是同时包含发生器5与小信号发生器5a输出的叠加信号。励磁信号一般可以是正弦波信号，频率选取为400Hz、800Hz、1200Hz和1600Hz不等。一般而言，线圈直径越大，则选择的频率应越高。小信号可以是正弦波、方波或三角波信号，其频率可与励磁信号相同或不同，其幅值小于励磁信号。由于检测线圈1检测到的信号变化量比较弱，为了减少线路损失和干扰，前置放大器2的安装位置比较好是控制在离开线圈1的10米范围内，但这使得前置放大器2只能安装在环境较差的钢包回转台内。针对较差的安装环境，应该采用电缆插头方式将检测线圈与前置放大器连接起来。此外，隔离放大器3、模数转换器4和计算机子系统所构成的检测信号处理单元安装在连铸电气室内，并通过一根100多米的电缆连接到前置放大器2。前置放大器2的作用是将微弱的信号变化值放大为可识别的信号后再输出至检测装置的后续单元处理。图3为前置放大器2的等效电路图，由图可见，前置放大器的输入级为典型的差动放大输入电路，其特点是对差模信号有放大作用而对电源波动、干扰信号、温度影响等共模信号有抑制作用。如图3所示，串接的电阻器R1和R2与串接的电容器C03和C04并联在检测线圈1的次级侧两端，电阻器R1和R2的公共端与电容器C03和C04的公共端接地以提供相同的基准零电位，电阻器R1或电容器C03的另一端经电阻器R3连接至放大元件器AD620的正相输入端，电阻器R2或电容器C04的另一端经电阻器R4连接至放大器元件AD620的反相输入端，并且正相输入端和反相输入端之间串接电容器C05。在图3所示的差动放大器中，当差动放大器的输入端接收到一个变化的信号电压ΔUi时，放大器元件AD620的正相和反相输入端上的输入为ΔUi1和ΔUi2，因此差模输入为ΔUid＝ΔUi1-ΔUi2共模输入为ΔUic＝1/2(ΔUi1+ΔUi2)而输出为ΔUo＝Aud×ΔUid+Auc×ΔUic式中，Aud为差模放大倍数，Auc为共模放大倍数，ΔUid为差模输入变化量，ΔUic为共模输入变化量。差模放大倍数Aud取决电阻器R1～R4和电容器C03～C05的参数，共模放大倍数Auc取决于放大器元件AD620的正反相输入电阻。为了获得足够大的差模放大倍数并使共模放大倍数接近于0，应使正相和负相输入电阻相等，为此将电阻器R1～R4的阻值皆取为10K并选用高精度电阻，电容器C01和C02的电容值取为4000p。当上述差动放大器的特性和参数对称设置时，共模放大倍数Auc接近零并且ΔUi1＝-ΔUi2＝1/2ΔUi，即在放大器元件正反相输入端获得大小相等、极性相反的信号电压，因此输出的变化电压为ΔUo＝Aud×ΔUi以下描述本实施例检测装置的工作原理。当仅向检测线圈1的初级线圈输入励磁信号时，如果流经初级线圈的是不含炉渣的钢水，则检测线圈1次级感应出的电势是一个恒定值，因此输入上述前置放大器2的输入信号基本不变，在共模放大倍数接近零的情况下，输出信号将逐步回零，而回零的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱雄辉，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：