【摘要】：結(jié)晶器中鋼水液位測(cè)量是保證連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)順利進(jìn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一。電磁檢測(cè)法由于其具有小巧靈便、檢測(cè)精度高、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),能夠替代目前常用的射線法檢測(cè)鋼水液位高度。開展連鑄生產(chǎn)中的液位檢測(cè)系統(tǒng)研究就成為了一個(gè)重要研究方向。本文研究了電磁式傳感器的電磁場(chǎng)仿真,并研制了一種基于電磁檢測(cè)的鋼水液位檢測(cè)系統(tǒng)。本文分析結(jié)晶器內(nèi)鋼水液位檢測(cè)的主要檢測(cè)方法、工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)。介紹了電磁液位檢測(cè)方法的基本原理和理論推導(dǎo)過程,并通過Ansys Maxwell仿真驗(yàn)證其可行性。提出了一種用于檢測(cè)鋼水液位高度的電磁式傳感器仿真模型,利用Ansys Maxwell軟件對(duì)電磁式傳感器進(jìn)行電磁場(chǎng)分析,詳細(xì)描述利用該軟件創(chuàng)建電磁式傳感器的仿真模型、設(shè)置仿真條件和后處理等三維電磁場(chǎng)仿真分析的基本步驟。分別改變電磁式傳感器的鐵芯、線圈以及激勵(lì)信號(hào)等參數(shù),對(duì)不同模型進(jìn)行仿真研究,探討電磁式傳感器各參數(shù)對(duì)傳感器檢測(cè)精度的影響。仿真結(jié)果能夠反映電磁式傳感器的性能,對(duì)電磁式傳感器的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。本文研制完成了基于電磁檢測(cè)的鋼水液位檢測(cè)系統(tǒng),運(yùn)用Altium Designer軟件設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件電路和PCB板,使用MPLAB IDE編寫完成了系統(tǒng)的單片機(jī)軟件程序,通過電路設(shè)計(jì)、信號(hào)調(diào)理和線性化處理等手段提高鋼水液位檢測(cè)系統(tǒng)的抗干擾能力和檢測(cè)精度。運(yùn)用串口觸摸屏的上位機(jī)軟件繪制了人機(jī)交互頁(yè)面,可以通過觸摸按鍵實(shí)現(xiàn)多種相關(guān)功能的設(shè)置,保證系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單方便。研制出的鋼水液位檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性非常好,具有檢測(cè)精度高、操作方便靈活和經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn),檢測(cè)精度在±1mm以內(nèi)。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明該系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,取得了良好的實(shí)際應(yīng)用效果,具有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
【圖文】：

1. 緒論檢測(cè)速度快的特點(diǎn)。它是一種低成本且易于應(yīng)用入性接觸測(cè)量的無損檢測(cè)技術(shù)[17]。測(cè)法原理是當(dāng)傳感器中的激勵(lì)線圈通有交變電流時(shí)，該磁場(chǎng)的作用下，被測(cè)液面產(chǎn)生一個(gè)漩渦狀感應(yīng)變磁場(chǎng)，其方向與激勵(lì)電流直接產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向發(fā)生變化，出現(xiàn)渦流損耗，該變化可由感應(yīng)線圈屬導(dǎo)體內(nèi)部流通時(shí)會(huì)消耗一部分能量，因電渦流流損耗的大小與交變磁場(chǎng)的角頻率、導(dǎo)體電阻率應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)[18]，如圖 1.4 所示。器設(shè)備具有小巧靈便、量程較高、對(duì)被測(cè)導(dǎo)體的時(shí)性好、良好的抗干擾性和可靠性等優(yōu)點(diǎn)。但也感、有效量程小、調(diào)試維護(hù)難度較大等缺點(diǎn)[19]。

圖 1.5 檢測(cè)線圈的等效電路圖Fig. 1.5 Equivalent circuit diagram of the coil爾霍夫電壓定律，能夠列出方程組(1-5) 0122222111121jxIURIjxIRIjxIjxIUmm1為激勵(lì)線圈的電抗；I1為激勵(lì)線圈電流；xm為激勵(lì)線圈和I2為感應(yīng)線圈電流；U1為激勵(lì)線圈電壓；U2為感應(yīng)線圈抗。 1-5 說明了電磁式傳感器檢測(cè)線圈的參數(shù)關(guān)系。以第二章模型為例，使用 Ansoft Maxwell3D 軟件在給出激勵(lì)線圈電壓 U1的幅值 u1為 3V，頻率為 6000Hz，感應(yīng)線圈電流激勵(lì)線圈和感應(yīng)線圈的自感 L、L和互感 M 隨液位高度
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TF777

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2642356