[发明专利]电磁连续铸造中测量熔融金属高度的装置和方法

权利要求书

1．电磁连续铸造中在铸模中测量熔融金属表面高度的装置，在电磁连续铸造过程中，通过检测由感应线圈施加的磁场和熔融金属中涡流产生的感应磁场，从而在铸模中测量熔融金属表面高度，所述装置包括：

供电装置，向所述感应线圈提供预定的交流功率，并设定功率变量，指示所述交流功率的变化；

检测线圈，用于检测来自所述感应线圈的所述施加的磁场和所述感应磁场的总和；

放大/滤波装置，用于放大所述检测线圈的输出信号到预定电平，并滤波所述放大的信号，以将其中的噪声成分消除；

计算装置，响应所述放大/滤波装置的输出信号和所述供电装置的所述功率变量，通过从所述检测线圈检测到的磁场总和中消除所述感应线圈的所述交流电源中的变化产生的所述施加的磁场成分，检测所述熔融金属的表面高度。

2．如权利要求1所述的装置，其中，所述放大/滤波装置包括：

绝缘放大器，用来放大所述检测线圈的输出信号到所述预定电平；

带通滤波器，用来滤波所述绝缘放大器的输出信号的预定波段的信号成分；

直流信号转换器，用于将所述带通滤波器的输出信号转换为直流信号；

低通滤波器，用于滤波来自所述直流信号转换器的直流信号，从而将其中的噪声信号消除；

模/数转换器，用于将所述低通滤波器的模拟输出信号转换为数字信号，并将转换的数字信号输出到所述计算装置。

3．如权利要求1所述的装置，其中，所述计算装置适用于通过从所述检测线圈的所述输出信号中消除所述感应线圈的所述施加的磁场成分，根据下面的公式来检测所述熔融金属的表面高度：        

其中：a=C1^*V1+C2,b=C3^*V2+C4,d=C5^*V2+C6,k=C7,V1=磁场强度总和，V2=功率变量，C1,C2,C3,C4,C5,C7为常数。

4．如权利要求1或3所述的装置，其中，所述供电装置适用于根据所述感应线圈的所述交流电源的变化来设定所述功率变量，所述功率变量与所述熔融金属的表面位置变化和所述电磁连续铸造过程中的电负载的变化无关，并且与所述感应线圈感应的电流值一一对应。

5．如权利要求1所述的装置，其中，所述检测线圈安装于所述铸模上部的周围。

6．如权利要求1或5所述的装置，其中，所述检测线圈被配置成用来测量任何与所述铸模轴线平行的磁场，任何与所述铸模轴线垂直的磁场，任何与所述铸模轴线成任意角度的磁场(任何与所述铸模轴线平行的磁场和垂直的磁场的组合形成的磁场)。

7．电磁连续铸造中测量铸模中熔融金属高度的方法，通过检测线圈检测感应线圈施加的磁场和基于熔融金属中的涡流所感应的磁场的总和，所述方法包括步骤：

a)放大所述检测线圈的输出信号到预定电平，并滤波放大的信号，以从中消除噪声；

b)检测所述熔融金属的表面高度，通过从所述放大和滤波的信号中将所述感应线圈中电流变化产生的所述施加的磁场成分消除，检测所述熔融金属的表面高度。

8．如权利要求7所述的方法，其中，所述表面高度检测步骤b)中包括通过从所述检测线圈的输出信号中消除所述感应线圈中的电流变化产生的所述施加的磁场的变化，检测所述熔融金属的表面高度，所述检测基于如下公式：

其中，a=C1^*V1+C2,b=C3^*V2+C4,d=C5^*V2+C6,k=C7,V1=磁场总和，V2=供电装置的功率变量，C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7=常量

9．如权利要求7或8所述的方法，其中，所述供电装置适用于根据所述感应线圈的交流功率变化来设置所述功率变量，所述功率变量与所述熔融金属的表面位置变化和所述电磁连续铸造过程中的电负载量的变化无关，并且与所述感应线圈感应的的电流值一一对应。