本發(fā)明屬于連續(xù)鑄鋼(簡(jiǎn)稱連鑄)領(lǐng)域，涉及一種采用光纖光柵傳感器測(cè)量連鑄鋼水液面位置的裝置及方法，尤其適用于鋼鐵冶金企業(yè)檢測(cè)連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面位置與高度。
背景技術(shù)：
連鑄就是把液態(tài)鋼或其它金屬通過連鑄機(jī)澆注和冷凝后直接得到連鑄坯的工藝。結(jié)晶器是一個(gè)水冷的鋼錠模，完成將液態(tài)鋼初步凝固成型的任務(wù)，是連鑄機(jī)的重要組成部分。結(jié)晶器液位波動(dòng)過大會(huì)造成保護(hù)渣卷入和鋼水凝固不均勻等問題，嚴(yán)重影響到鑄坯的表面和內(nèi)部質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致漏鋼或溢鋼事故發(fā)生。因此在連鑄作業(yè)中，結(jié)晶器的液面位置檢測(cè)控制是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
目前連鑄結(jié)晶器鋼水液面檢測(cè)有多種方法：熱電偶埋入法、工業(yè)電視法、放射性同位素核輻射法(鈷或銫)、渦流法、電磁感應(yīng)法和激光法等，其中放射性同位素核輻射法與渦流法因控制精度高，應(yīng)用較廣。渦流法采用電磁感應(yīng)原理，在結(jié)晶器上方檢測(cè)液位，存在被溢鋼燒毀風(fēng)險(xiǎn)和受電磁信號(hào)干擾等問題。隨著對(duì)鋼坯質(zhì)量的要求越來越高，更多的連鑄結(jié)晶器配置上電磁攪拌或電磁制動(dòng)裝置，渦流法液位檢測(cè)電磁信號(hào)干擾問題也是一個(gè)難題。此外，因占用空間渦流法在小斷面連鑄機(jī)上(如小方坯)應(yīng)用不便，主要應(yīng)用于板坯和大方坯連鑄機(jī)。小方坯連鑄機(jī)多采用放射性同位素核輻射法，通過放射源不斷射線檢測(cè)鋼水液面高度，該過程存在對(duì)操作工造成核輻射傷害的潛在風(fēng)險(xiǎn)，是鋼鐵企業(yè)普遍顧慮的問題；放射源的儲(chǔ)存管理也是比較復(fù)雜的工作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有結(jié)晶器液位檢測(cè)受電磁信號(hào)干擾和放射性核輻射不環(huán)保的問題，本發(fā)明提供一種采用光纖光柵傳感器測(cè)量連鑄鋼水液面高度位置的方法，該方法不僅能檢測(cè)連鑄結(jié)晶器鋼水液面高度，而且不受電磁攪拌信號(hào)干擾，也不存在核輻射問題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：在連鑄結(jié)晶器銅板或銅管中鉆孔，埋入光纖光柵溫度傳感器。光纖光柵溫度傳感器的工作基本原理是：當(dāng)光柵周圍的溫度發(fā)生變化時(shí)，將導(dǎo)致光柵周期或纖芯折射率的變化，從而產(chǎn)生光柵信號(hào)的波長(zhǎng)位移，通過監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)位移情況并經(jīng)光纖光柵解調(diào)儀解調(diào)，即可獲得待測(cè)溫度的變化情況。光纖光 柵溫度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、穩(wěn)定性好，敏感度高，又具有抗腐蝕、抗電磁干擾的特點(diǎn)。
當(dāng)鋼水液面波動(dòng)時(shí)，連鑄結(jié)晶器銅板或銅管與其接觸的內(nèi)壁溫度會(huì)隨之發(fā)生變化。由于高效傳熱，上述鉆孔內(nèi)溫度也會(huì)隨著鋼水液面波動(dòng)而變化，被光纖光柵溫度傳感器連續(xù)檢測(cè)。鋼水液面上下銅板或銅管內(nèi)壁溫度差別較大，溫度變化拐點(diǎn)分界處即代表著鋼水液面位置，從而達(dá)到連鑄結(jié)晶器液位檢測(cè)的目的。
本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，不采用電磁裝置或放射性物質(zhì)，不存在電磁信號(hào)干擾和核輻射問題，安全環(huán)?？煽啃愿?。同時(shí)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝完畢至結(jié)晶器壽命到期之間不需要維護(hù)。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
附圖是本發(fā)明的縱剖面構(gòu)造原理圖。
具體實(shí)施方式
在附圖中，光纖光柵溫度傳感器(1)埋入銅管或銅板(2)中，另一端與光纖光柵解調(diào)儀(4)相連。
在附圖所示實(shí)施例中，當(dāng)連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面(1)波動(dòng)時(shí)，銅管或銅板(2)內(nèi)壁溫度發(fā)生變化，由于傳熱作用，光纖光柵溫度傳感器(1)檢測(cè)到其位置孔隙內(nèi)溫度變化，通過光纖光柵解調(diào)儀(4)分析輸出，從而獲得液面波動(dòng)情況，達(dá)到檢測(cè)液面位置的目的。