[发明专利]一种液位检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测高温状态下金属液液位高度的检测装置，特别是在自动化有色金属（镁合金及铝合金等）铸造炉领域，具有广泛的运用前景。

背景技术

有色金属铸造过程中，需要不时检测有色金属液位的高度来监控加料是否均匀，炉料是否加的太满而溢出，浇注量的控制也需要根据液位的高度来进行相应浇注参数的调整，等等。所以，能否准确测量金属液位的高度是实现铸造过程自动化的一项关键检测技术。

目前，市场上采用较多的激光测距仪一般有两种测液位方式，一种是在铸造熔炼炉炉盖上设置激光孔，在激光孔上安装高温玻璃，激光束透过玻璃射到铸造熔炼炉的金属液面上，激光测距仪通过接收金属液面的部分反射激光来测量金属液位的高度，这种方式在使用过程中，在很多问题，常见的问题有：炉内环境较为恶劣，高温，特别是在有色金属打渣或保护不好而发生氧化等情况下，高温玻璃表面经常会沉积很多粉尘，阻止激光的穿透，影响测距精度甚至产生测距故障，另外，这种方式下，有的高温玻璃透光及反射性能问题，导致测距仪接收到的往往不是金属液位反射来的激光信号，也会影响测距精度；另一种方式是直接在炉盖上开孔，激光直接通过该孔测量熔体液位，而这种方式很容易造成激光的损坏，因开孔没有遮挡，炉内的高温烟气会直接冲向激光，而常规的激光测距仪器，一般使用温度不超过100℃，炉内600℃以上的烟气直接喷向测距仪表面，能在很短的时间内导致测距仪的损坏，另外对于镁合金熔炼炉来说，镁合金熔炼过程需要在保护气体保护的状态下熔炼，如在炉盖上直接开孔而不做密封，会导致空气进入炉内或保护气体从开孔处跑出，这样将导致镁合金熔体的保护效果不好，氧化产生大量的粉尘而使得熔体质量受影响，同时粉尘也会影响激光的反射，而影响测距精度。

发明内容

本发明的目的是针对目前市面经常使用的玻璃透光性激光测距结构容易导致测距不准，甚至出现故障，而炉盖测距孔敞开式测距仪容易损坏和容易导致炉内保护不好的现状，开发一种能在有色金属炉恶劣环境下使用，并能准确测量金属液位、使用寿命长、高精度的激光液位检测装置。

为了达成上述目的，本发明的设计思路是，采用间断式液位检测，而不是常规的全程液位检测，因为炉内液位的波动相对来说，较为缓慢，并不需要液位检测装置全程采样监控液位高度，仅需要根据熔炼工艺特点，间断性的采样测量即可。

根据上述设计思想，所发明的液位检测装置工作原理图如下（见图1、图2）：

该液位检测装置由激光座（2），以及安装于激光座（2）上的激光测距仪（1）、气动门（4）及气缸（5）组成，激光测距仪（1）安装于激光座（2）上端，离开炉盖上的激光孔有一段距离，防止炉盖上方的热量烫坏测量仪，激光座（2）上端有隔热保护罩，对激光测距仪（1）进行隔热保护，激光测距仪（1）射出的激光速（3）与金属液位（6）平面形成一定夹角，该夹角小于85°，利于防止气动门（4）打开时，高温烟气冲向激光测距仪（1）。激光座（2）上的激光孔（7）上方有一气动门（4），气动门（4）由气缸（5）进行开合，气缸（5）回程打开气动门（4），激光束（3）可穿过激光孔（7）射向金属液位（6）上测量其液位高度，测量完毕后，气缸（5）顶出，关闭气动门（4），防止炉内烟气或保护气体外流。

本发明与常规激光测距装置相比，有如下效果：

1、间断检测高温熔体的液位，防止了炉内高温烟气直接烘烤激光测距仪，而使其被烫坏，延长了测距仪的使用寿命；

2、相对于高温玻璃透光式激光测距仪，防止了炉内粉尘吸附于玻璃表面而对激光测距仪测量精度的影响；

3、间隙式激光测距仪，继承了上述两种测距仪的优点，并克服了它们的缺点。

附图说明：

附图1为本发明的一种液位检测装置的正视图：

附图2为本发明的一种液位检测装置的俯视图：

图中：1—激光测距仪；2—激光座；3—激光束；4—气动门；5—气缸；6—金属液位；7—激光孔。

具体实施方式：

下面以镁合金定量浇注炉激光测距仪器为例，说明该激光测距仪的具体实施方式。在镁合金熔炼炉炉盖上开一直径50mm的测量孔，将激光测距仪安装于该孔上方，通过对炉内液位的检测来修正自动定量浇注设备的浇注参数，达到在液位出现波动的情况下，能保持定量精度的准确，因镁合金定量浇注炉每次浇注间隔为40~90S，所以控制程序设定，每浇注周期检测熔体液位高度一次，其余时间保持气动门处于关闭状态，而激光测距仪每次测量液位需要的时间不超过5S，所以在测量时，打开气动门，激光射入熔体液面，待测量完成后，气动门关闭。这样既保证了测量数据的准确，有保护了激光测距仪，防止高温烟气将其烧毁。