高溫溶液液位探測與控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開高溫溶液液位探測與控制方法，包括：在高溫溶液窯爐底部設(shè)有用于發(fā)射電波信號的導電底板，在高溫液體上方設(shè)有用于對電波信號進行采樣的探測電極；控制探測電極靠近高溫液體表面移動，直到探測電極接觸到高溫液體時，探測電極開始采樣得到接觸信號；控制探測電極遠離高溫液體表面移動，直到探測電極離開高溫液體時，探測電極開始采樣得到脫落信號；液位檢測儀接收上述步驟中的接觸信號和上述步驟中的脫離信號，并將信號傳輸?shù)絇LC；PLC處理得到液位高度；基于上述步驟中得到的液位高度，通過得到加料頻率，本發(fā)明的有益效果為：保持液位的持續(xù)穩(wěn)定，確保熔爐內(nèi)的技術(shù)指標達到工藝要求，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量與合格率，廢品率低。
【專利說明】高溫溶液液位探測與控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高溫溶液液位測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高溫溶液液位探測與控制 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 玄武巖連續(xù)纖維是以玄武巖礦石為原料，在1450度-1500度高溫熔融后，通過鉬 銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續(xù)纖維，該纖維除具有高強度、高模量等特點外，還具有 耐高/低溫性、耐酸堿、抗氧化、抗輻射、絕熱隔音、防火阻燃等優(yōu)異性能，因此，玄武巖纖維 可以廣泛應(yīng)用于消防、環(huán)保、航空航天、軍工、汽車船舶制造、工程塑料及建筑等領(lǐng)域。
[0003] 生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的礦石需要在窯爐中高溫熔化，溶液流入漏板，在拉絲作業(yè) 過程中，窯爐內(nèi)需要隨時地補充礦石原料，而礦石原料的加料快慢直接影響窯爐內(nèi)的玄武 巖溶液的液位，玄武巖溶液的液位又直接影響著拉絲作業(yè)的穩(wěn)定性和玄武巖纖維的品質(zhì)， 因此液位的穩(wěn)定性、準確性與可控性是保證生產(chǎn)穩(wěn)定的關(guān)鍵工藝參數(shù)之一，由于玄武巖礦 石需要在很高的溫度下才能熔化成液體，因此玄武巖液體的液位測量就不能采用常規(guī)的方 法。
[0004] 目前，大多數(shù)玄武巖生產(chǎn)廠家主要采用以下三種方法對玄武巖溶液的液位進行測 量，第一種是依靠人工巡察的方法對玄武巖液體進行判斷，依靠人工經(jīng)驗對加料速度進行 控制，從而達到控制液位的目的，此方法因為巡察人員的人員不同而產(chǎn)生不同的結(jié)果，非常 難以推廣而且控制很粗放，并且需要時刻巡檢，滯后性很嚴重，需要耗費大量的人力物力； 第二種方法是用鉬金探針上液位控制儀進行測量控制，它是以開關(guān)信號作為檢測手段，調(diào) 整加料電機上磁鐵的開關(guān)次數(shù)來帶到控制加料速度，從而達到控制液位的目的，主要用于 玻璃纖維坩堝生產(chǎn)，由于玄武巖纖維與玻璃纖維生產(chǎn)在成分、窯爐氣氛、環(huán)境、溫度等諸多 不同，玄武巖纖維窯爐內(nèi)氣氛復雜，玄武巖液體成分多變，環(huán)境溫度也比玻璃纖維高，所以 該方法不穩(wěn)定，不能大量推廣使用；第三種方法是以核子技術(shù)為基礎(chǔ)的設(shè)備進行測量，這類 設(shè)備因價格昂貴、存在輻射污染問題、輻射源難以處置等原因造成只有在大型高溫熔爐才 能使用，現(xiàn)在已逐步淘汰。
[0005] 基于以上三種方法的缺點，有必要針對現(xiàn)有液位測量與控制方法做進一步的研究 和改進。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中采用的測量與控制方法存在高溫溶液的液位難以測量、 測量精度低，液位難以控制從而影響拉絲等后續(xù)工藝穩(wěn)定，產(chǎn)品產(chǎn)量，廢品率較高等不足， 提供一種確保高溫熔爐內(nèi)的技術(shù)指標達到工藝要求，并能提高產(chǎn)品的產(chǎn)量與合格率的高溫 溶液液位探測與控制方法。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0008] -種高溫溶液液位的探測與控制方法，所述探測與控制方法是基于液位檢測系統(tǒng) 實現(xiàn)的，其特征在于，它包括：
[0009] a、在高溫溶液窯爐底部設(shè)有用于發(fā)射電波信號的導電底板，在高溫液體上方設(shè)有 用于對電波信號進行采樣的探測電極；
[0010] b、控制探測電極靠近高溫液體表面移動，直到探測電極接觸到高溫液體時，探測 電極開始采樣得到接觸信號；
[0011] C、控制探測電極遠離高溫液體表面移動，直到探測電極離開高溫液體時，探測電 極開始采樣得到脫落信號；
[0012] d、液位檢測儀接收步驟b中的接觸信號和步驟c中的脫離信號，并將信號傳輸?shù)?PLC ；
[0013] e、PLC處理得到液位高度；
[0014] f、基于步驟e中得到的液位高度，通過

【權(quán)利要求】
1. 一種高溫溶液液位的探測與控制方法，所述探測與控制方法是基于液位檢測系統(tǒng)實 現(xiàn)的，其特征在于，它包括： a、 在高溫溶液窯爐底部設(shè)有用于發(fā)射電波信號的導電底板（3)，在高溫液體上方設(shè)有 用于對電波信號進行采樣的探測電極（2); b、 控制探測電極（2)靠近高溫液體表面移動，直到探測電極（2)接觸到高溫液體時，探 測電極（2)開始采樣得到接觸信號； c、 控制探測電極（2)遠離高溫液體表面移動，直到探測電極（2)離開高溫液體時，探測 電極（2)開始采樣得到脫落信號； d、 液位檢測儀（1)接收步驟b中的接觸信號和步驟c中的脫離信號，并將信號傳輸?shù)?PLC(6)； e、PLC(6)處理得到液位高度； f、 基于步驟e中得到的液位高度，通過
得到加料頻 率，其中fl為當前時刻的加料頻率，P為高溫玄武巖溶液的密度，s為高溫窯爐的液面所 能覆蓋的面積，hset為液面高度的設(shè)定值，hi為當前的液位高度，hO為上一時刻的液位高 度，Ql為上一次檢測時刻至當前計算時刻的流量與時間的函數(shù)，QO為上上次檢測時刻至上 一次檢測時刻的流量與時間的函數(shù)，f〇為上一次的加料頻率，k為修正系數(shù)； g、PLC(6)基于步驟f中得到的加料頻率控制加料機加料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫溶液液位的探測與控制方法，其特征在于所述液位檢測 系統(tǒng)由液位檢測儀（1)、探測電極（2)、導電底板（3)、PLC(6)、加料機（7)和步進驅(qū)動器（8) 和探測電極輔助機構(gòu)（9)組成，所述PLC(6)分別與液位檢測儀（1)、步進驅(qū)動器（8)和加料 機（7)電連接，所液位檢測儀（1)分別與探測電極（2)和導電底板（3)電連接，所述探測電 極輔助機構(gòu)（9)分別與探測電極（2)和步進驅(qū)動器（8)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫溶液液位的探測與控制方法，其特征在于所述探測電極 輔助機構(gòu)（9)由支撐架（11)、直線模組、接近開關(guān)（15)、步進電機（16)、懸臂（17)組成，所 述直線模組安裝在支撐架（11)的上端，所述步進電機（16)安裝在直線模組的頂部，所述 懸臂（17)安裝在直線模組上，所述懸臂（17)在其與直線模組連接的端部安裝有接近開關(guān) (15) ，所述懸臂（17)另一端安裝有探測電極（2)，所述步進電機（16)與步進驅(qū)動器（8)通 過普通絕緣導線電連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫溶液液位的探測與控制方法，其特征在于所述直線模組 由防塵罩（12)、光桿（13)和絲桿（14)組成，所述絲桿（14)安裝在光桿（13)上，所述防塵 罩（12)安裝在光桿（14)的下端，所述絲桿（14)與所述步進電機（16)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫溶液液位的探測與控制方法，其特征在于所述步進電機 (16) 與步進驅(qū)動器⑶之間通過中間繼電器進行切換，所述中間繼電器與PLC(3)電連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3-4任一項權(quán)利要求所述的高溫溶液液位的探測與控制方法，其特征 在于所述步進電機（16)為伺服電機。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫溶液液位的探測與控制方法，其特征在于所述懸臂（17) 由鋁合金型材制成，所述懸臂（17)兩端分別設(shè)有寶塔嘴，所述懸臂（17)通過固定連接板與 探測電極⑵連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫溶液液位的探測與控制方法，其特征在于所述PLC(3)分 別電連接有觸摸屏（4)和DCS控制系統(tǒng)（5)。
【文檔編號】G05D9/12GK104267752SQ201410582538
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】鄧小軍, 彭濤, 喻克洪, 曹柏青, 楊彥斌 申請人:四川航天拓鑫玄武巖實業(yè)有限公司