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热电偶测量高温金属熔液液位的原理图解

2016-10-24 13:03:57 | 人围观 | 评论:

  在冶金行业中常遇到高温熔融金属液位的测量。由于测量条件的特殊性,目前除使用核辐射法外,还常用热学方法进行检测。它利用了高温熔融液体本身的特性,即在空气和高温液体的分界面处温度场出现突变的特点,用测量温度的方法间接获得高温金属熔液液位。热学法按温度测量转换原理的不同,通常又分为热电法和热磁感应法。

  1.热电法

  热电法采用热电偶测量温度场,图1为热电偶测量高温金属熔液液位的原理图。

  在容器壁上选定一系列测量点,装上热电偶,并将各测点上热电偶的输出记录下来,得到如图7-12所示的温度一电势分布曲线,曲线上反映出第7个和第8个测点之间产生了温度突变,因此液面就在第7与第8测点之间。

  热电偶测液位只是一个较为粗略的测量方法,精度一般不高;而且精度与热电偶分布、安装情况有关。适当减小各热电偶的间距、增加测量点,则可提高金属液位测量的分辨力和测量精度。另外,热电偶工作端与容器的接触点要细而牢固,为此可将热电偶丝焊在容器壁上,由容器壁充当热电偶的另一极。这种测量方法虽然精度不高,但很可靠;在连铸机结晶过程等应用场合中,仍是一种很适用的液位检测控制方法。

  2.热磁感应法

  热磁感应法也称热磁敏法,这是近年来发展很快的一种检测方法,测量安装方式类似热电法,在容器外壁上选择一系列测量点,在这些点上焊上热敏磁性材料作为感温元件,对应于每个磁性元件安装一个测量线圈并通以交流电。前述热电法测温元件为一组耐高温热电偶,它们把金属熔液液面处温度场出现的变化转换为电势大小的变化;热磁感应法测温元件为一组热敏磁性元件,它们把金属熔液液面处温度场出现的变化转换为电抗(电感)大小的变化。

  激励交流电源频率越高,阻抗变化越大,用交流电桥测出各测点线圈的阻抗,通过比较找出突变点便可知容器中熔液液位的位置。

  由于热敏磁性元件和线圈不像某些热电偶那样耐高温,因此需要采用适当的降温保护措施,以保证它们不因容器中熔液温度高而烧毁、损坏。





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