Контроль и измерение уровня жидкого металла в промежуточном ковше
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?струкция антенны и материалы, используемые для ее изготовления, должны всему этому успешно противостоять. Кроме того, конструкция самих резервуаров отличается огромным разнообразием и потому способна создать массу проблем при установке уровнемера [3].
Рисунок 12. - Типы антенн радарных уровнемеров:
а - стержневая; б - рупорная; в - трубчатая; г - параболическая; д - планарная
2.5Лазерный метод
Лазерный уровнемер - измерительный прибор для измерения расстояния, использующий технологию на основе лазера, и применяемый в системах управления производственным процессом. Время прохождения импульсов инфракрасного излучения измеряется прецизионным датчиком временных интервалов. Многократно записываемые показания прибора усредняются, формируя на выходе сигнал, соответствующий с высокой точностью измеряемому уровню, даже при работе с объектами, предъявляющими самые серьезные требования к измерительной аппаратуре. Быстрая и точная регистрация показаний возможна благодаря тому, что уникальные свойства лазера не зависят от внешних факторов, таких как давление, вакуум, температура, пар, геометрия резервуара, помехи и децентровка при монтаже.
Лазерный уровнемер использует невидимый, инфракрасный свет. Для точного выравнивания уровнемера в нем установлен встроенный лазерный целеуказатель, который видит человеческий глаз. Лазерные лучи имеют очень маленькое расхождение, поэтому его можно устанавливать в бункерах и силосах с внутренними конструкциями, не опасаясь получить ложный отраженный сигнал.
3.Технологические требования
Металл, находящийся в промежуточном ковше в жидком состоянии, характеризуется следующими особенностями, которые не свойственны обычным жидкостям:
-высокое давление и высокая температура;
-возможное наличие испарений неметаллических включений;
-неравномерность поверхности жидкого металла;
-наличие шлака на поверхности металла.
Поэтому, средства измерений, применяемые для контроля уровня жидкого металла в промежуточном ковше, должны быть невосприимчивыми к перечисленным особенностям жидкого металла.
Диапазон измерения уровня жидкого металла в промежуточном ковше: 0 - 1000 мм.
4.Выбор метода контроля
Для измерения уровня жидкого металла можно использовать следующие методы: весовой, кондуктометрический, индукционный, радиоизотопный, лазерный и радарный. Применение весового метода, основанного на взвешивании промежуточного ковша, является нецелесообразным из-за присутствия в расплаве жидкого металла неметаллического шлака и различия плотностей шлака и жидкого металла. Данный метод возможно применять в случае одинаковой плотности расплава по всему объему емкости. Кондуктометрический и индукционный методы измерения уровня являются контактными методами измерениями, поэтому для устранения контакта чувствительных элементов с измеряемой средой необходимо применение защитных чехлов. Данные методы также не являются преимущественными ввиду частого разрушения защитного чехла, контактирующего с высокотемпературной измеряемой средой. Поэтому огромным преимуществом для измерения уровня жидкого металла являются бесконтактные методы измерения.
Основным недостатком радиоизотопного метода является высокая опасность, заключающаяся в использовании радиоактивных источников гамма-излучения 137Cs или 60Co. Применение этого метода целесообразно в тех случаях, когда другие способы измерения уровня непригодны, например, в доменном производстве. При измерении уровня жидкого металла в промежуточном ковше более предпочтительным является радарный метод. Этот метод является невосприимчивым к таким особенностям жидкого металла, как неравномерность поверхности измеряемой среды и наличие шлака на поверхности расплавленного металла, которые влияют на показания уровнемеров лазерного типа. Поэтому для контроля уровня жидкого металла в промежуточном ковше необходимо выбрать уровнемер радарного типа, а именно радарный датчик Accu-Wave модели 1440, производимый американской компанией Thermo Measure Tech.
5.Радарный датчик Accu-Wave
Радарный датчик Accu-Wave модели 1440 предназначен для непрерывного измерения уровня технологической среды с помощью СВЧ-излучения. Радарный датчик Accu-Wave обеспечивает преимущества по сравнению с акустическими и лазерными датчиками, особенно в неблагоприятных условиях, поскольку радиосигнал невосприимчив к испарениям, волнению поверхности жидкости, изменениям температуры и давления.
Датчик Accu-Wave излучает радиосигнал СВЧ-диапазона, который отражается от поверхности технологической среды. Отраженный сигнал (или эхо-сигнал) регистрируется датчиком Accu-Wave. Программа обработки цифрового сигнала (DSP) детектирует эхо-сигнал и вычисляет расстояние до поверхности жидкости или твердого материала в резервуаре. Микропрограмма датчика Accu-Wave позволяет определить уровень, объем и другие характеристики, выбираемые пользователем.
5.1Описание
Радарный измеритель уровня Accu-Wave состоит из встроенного сенсора и измерительного преобразователя (или датчика). Электронные схемы СВЧ-сенсора и датчика скомпонованы на одной электронной плате. Микроволновый сигнал формируется в нижней части платы и, через стыковочный узел, передается в антенну. Антенна (или зонд) используется как для фокусировки передаваемого сигнала, так и для приема отраженного эхо-сигнала.