【摘要】：結(jié)晶器中鋼水液位測量是保證連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)順利進行的關(guān)鍵技術(shù)之一。電磁檢測法由于其具有小巧靈便、檢測精度高、抗干擾性強等優(yōu)點,能夠替代目前常用的射線法檢測鋼水液位高度。開展連鑄生產(chǎn)中的液位檢測系統(tǒng)研究就成為了一個重要研究方向。本文研究了電磁式傳感器的電磁場仿真,并研制了一種基于電磁檢測的鋼水液位檢測系統(tǒng)。本文分析結(jié)晶器內(nèi)鋼水液位檢測的主要檢測方法、工作原理和優(yōu)缺點。介紹了電磁液位檢測方法的基本原理和理論推導過程,并通過Ansys Maxwell仿真驗證其可行性。提出了一種用于檢測鋼水液位高度的電磁式傳感器仿真模型,利用Ansys Maxwell軟件對電磁式傳感器進行電磁場分析,詳細描述利用該軟件創(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、線圈以及激勵信號等參數(shù),對不同模型進行仿真研究,探討電磁式傳感器各參數(shù)對傳感器檢測精度的影響。仿真結(jié)果能夠反映電磁式傳感器的性能,對電磁式傳感器的設(shè)計具有指導意義。本文研制完成了基于電磁檢測的鋼水液位檢測系統(tǒng),運用Altium Designer軟件設(shè)計了系統(tǒng)的硬件電路和PCB板,使用MPLAB IDE編寫完成了系統(tǒng)的單片機軟件程序,通過電路設(shè)計、信號調(diào)理和線性化處理等手段提高鋼水液位檢測系統(tǒng)的抗干擾能力和檢測精度。運用串口觸摸屏的上位機軟件繪制了人機交互頁面,可以通過觸摸按鍵實現(xiàn)多種相關(guān)功能的設(shè)置,保證系統(tǒng)操作簡單方便。研制出的鋼水液位檢測系統(tǒng)的實時性和可靠性非常好,具有檢測精度高、操作方便靈活和經(jīng)濟性好等特點,檢測精度在±1mm以內(nèi)。實際運行結(jié)果表明該系統(tǒng)達到了設(shè)計要求,取得了良好的實際應用效果,具有廣泛的市場應用前景。
【圖文】：

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

圖 1.5 檢測線圈的等效電路圖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為激勵線圈的電抗；I1為激勵線圈電流；xm為激勵線圈和I2為感應線圈電流；U1為激勵線圈電壓；U2為感應線圈抗。 1-5 說明了電磁式傳感器檢測線圈的參數(shù)關(guān)系。以第二章模型為例，使用 Ansoft Maxwell3D 軟件在給出激勵線圈電壓 U1的幅值 u1為 3V，頻率為 6000Hz，感應線圈電流激勵線圈和感應線圈的自感 L、L和互感 M 隨液位高度
【學位授予單位】：遼寧科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TF777

【參考文獻】

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本文編號：2642356