金属熔炉内温度及液位的实时监测装置及检测方法与流程

1.本发明涉及熔炉的监测领域，特别涉及金属熔炉内温度及液位的实时监测装置及检测方法。


背景技术：

2.高温金属熔炉包括反射炉、坩埚炉、鼓风炉、熔池炉、马弗炉、快速熔化炉，它是熔化和精炼金属液体以及固液加热、反应的容器，是保证化学反应顺利进行的基础，金属熔炼目前监测的温度传感器主要由碳化硅、氮化硅保护管材料保护为主。
3.在对高温金属熔炉进行液位和温度的监测工作时，由于熔炉的温度较高，容易对传感器造成损害，同时现有的设备缺少对其进行快速更换和延长寿命的组件，导致传感器的消耗较大，也会影响对熔炉的正常监测工作。
4.因此，提出金属熔炉内温度及液位的实时监测装置及检测方法来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供金属熔炉内温度及液位的实时监测装置及检测方法，可以有效解决背景技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
7.金属熔炉内温度及液位的实时监测装置，包括防护架，所述防护架的内腔中固定连接有金属熔炉本体，所述金属熔炉本体内腔的顶部设置有液位传感器，所述液位传感器的顶部设置有第一调节架，所述防护架的左侧固定连接有支撑柱，所述支撑柱的顶部固定连接有温度对比解析终端，所述温度对比解析终端的正面固定连接有声光电报警终端；
8.所述防护架正面的正中固定连接有cpu集中处理模块，所述cpu集中处理模块正面的正中固定连接有lcd中央显示终端模块，所述防护架右侧的正中固定连接有备用存储盒，所述金属熔炉本体内腔的左侧活动连接有快装机构，所述快装机构内腔的右侧安装有温度传感器。
9.优选的，所述液位传感器顶部的正中固定连接有螺纹柱，所述螺纹柱螺纹连接在第一调节架底部的正面，所述液位传感器内腔的底部固定连接有液位数据分析模块，所述液位数据分析模块的顶部固定连接有无线数据发射终端，所述液位传感器的右侧固定连接有信号加强天线。
10.优选的，所述第一调节架为“c”形，所述第一调节架的背面为空腔结构，所述第一调节架内腔的底部螺纹连接有丝杆，所述丝杆的底部通过第一转轴固定连接有伺服电机，所述伺服电机固定连接在防护架内腔底部的背面，所述第一调节架的背面活动连接在防护架的内腔中。
11.优选的，所述金属熔炉本体内腔的左侧固定连接有第二调节架，所述第二调节架右侧的正中开设有活动槽，所述活动槽内腔顶部和底部的左侧对称开设有限位槽。
12.优选的，所述快装机构顶部和底部的左侧对称开设有通槽，两个所述通槽的内腔中对称活动连接有适配块，两个所述适配块相背的一侧对称固定连接有防滑凸块，所述防滑凸块和适配块的尺寸和限位槽相适配，两个所述防滑凸块相背的一侧对称贴合在两个限位槽内腔相背的一侧，所述快装机构活动连接在活动槽的内腔中。
13.优选的，所述快装机构正面的左侧开设有调节槽，所述调节槽和通槽的内腔相通，所述适配块的另一端活动连接在调节槽的内腔中，两个所述适配块相对的一侧对称固定连接有把手，所述把手活动连接在调节槽的内腔中，两个所述把手相对一侧的正面和背面对称固定连接有弹簧。
14.优选的，所述快装机构右侧的正中开设有安装槽，所述安装槽内腔正面和背面的正中对称开设有槽口，所述槽口的内腔中固定连接有固定柱，所述固定柱外壁的顶部和底部对称缠绕有收缩弹簧。
15.优选的，所述安装槽内腔的顶部和底部对称活动连接有夹持块，两个所述夹持块正面和背面的正中对称活动连接在槽口的内腔中，所述收缩弹簧的一端固定连接在槽口的内腔中，所述收缩弹簧的另一端固定连接在夹持块正面和背面的顶部和底部，所述温度传感器插接在安装槽的内腔中，两个所述夹持块相对的一侧对称贴合在温度传感器的顶部和底部。
16.金属熔炉内温度及液位的实时监测装置的检测方法，所述包括以下操作步骤：
17.s1：对液位传感器的位置进行调节，启动伺服电机，带动丝杆进行转动，使得第一调节架的背面能与其螺纹连接，此时可以带动装有液位传感器的第一调节架进行上下移动，直至将液位传感器调节金属熔炉本体上方二点五-三米位置，其中液位传感器的监测端垂直于被监测液位表面，数据通过非接触方式实时反馈于液位数据分析模块，通过液位数据分析模块数据分析并存储于液位分析模块中，液位分析模块所存储分析数据可根据实际情况设定发送频率通过温度无线发射终端发送到cpu集中处理模块，再通过cpu集中处理模块二次处理后在lcd中央显示终端模块集中显示，并且可以提供超警值的实时动画及声光电报警终端报警；
18.s2：对温度传感器的位置进行调节，将两个把手向相对的一侧移动，带动两个适配块缩入调节槽的内腔，此时可以在活动槽的内腔中移动快装机构，将温度传感器深入到金属溶液中指定探测位置后，松开把手，此时弹簧会将适配块向外侧弹去，使得防滑凸块能紧紧贴合在限位槽的内壁，以此完成固定，温度传感器监测数据上传至温度分析模块，通过温度分析模块进行数据的采集及数据的分析，所有数据存储于温度分析模块中，温度分析模块所存储分析数据可根据实际情况设定发送频率通过温度无线发射终端发送到cpu集中处理模块，再通过cpu集中处理模块二次处理后在lcd中央显示终端模块集中显示，并且可以提供超警值的实时动画及声光电报警终端报警，需要对温度传感器进行更换时，将温度传感器从安装槽的内腔中抽出，打开备用存储盒，将备用品取出进行更换即可；
19.s3：温度对比解析终端可通过温度传感器所采集到实际的温度数据传送到温度分析模块再由温度分析模块通过温度无线发射终端发送到cpu集中处理模块，通过cpu集中处理模块二次处理后，通过温度无线发射终端回传至温度对比分析终端，如数据符合对比设置范围，声光电报警终端正常状态运行，如数据超出报警机制设置范围则声光电报警终端将启动报警机制，进行声光电相关报警。
20.有益效果
21.与现有技术相比，本发明提供了金属熔炉内温度及液位的实时监测装置及检测方法，具备以下有益效果：
22.1、该金属熔炉内温度及液位的实时监测装置及检测方法，本装置核心部件为温度传感器，液位传感器、温度分析模块、液位数据分析模块、cpu集中处理模块、无线发送模块，无线接收模块、声光电报警终端、还包括能对生产设备设定值与实际测量值匹配数据对比分析模块、lcd中央显示终端模块、其设计精巧，传感器耗材更换简单、方便、快捷，其中液位传感器使用非接触式测量方式，不受物料温度及物理化学特性影响，在合理的使用周期内无需更换。
23.2、该金属熔炉内温度及液位的实时监测装置及检测方法，其中液位传感器与液位数据分析模块、和无线数据发射终端，温度传感器与温度分析模块和温度无线发射终端均与主机之间采用无线连接，只需接入电源即可工作，无需其它外部线缆，可靠性高。
附图说明
24.图1是本发明正面的结构示意图；
25.图2是本发明金属熔炉本体内腔的结构示意图；
26.图3是本发明图2中a处的放大图；
27.图4是本发明快装机构的结构示意图；
28.图5是本发明液位传感器的结构示意图；
29.图6是本发明第一调节架的结构示意图。
30.图中：1、液位传感器；2、液位数据分析模块；3、无线数据发射终端；4、温度对比解析终端；5、声光电报警终端；6、温度传感器；7、快装机构；8、温度分析模块；9、温度无线发射终端；10、cpu集中处理模块；11、lcd中央显示终端模块；12、防护架；13、金属熔炉本体；14、备用存储盒；15、支撑柱；16、信号加强天线；17、螺纹柱；18、第一调节架；19、丝杆；20、伺服电机；21、第二调节架；22、活动槽；23、限位槽；24、安装槽；25、夹持块；26、固定柱；27、收缩弹簧；28、调节槽；29、弹簧；30、把手；31、适配块；32、防滑凸块；33、通槽。
具体实施方式
31.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
32.具体实施例一：
33.如图1-6所示，金属熔炉内温度及液位的实时监测装置，包括防护架12，防护架12的内腔中固定连接有金属熔炉本体13，金属熔炉本体13内腔的顶部设置有液位传感器1，液位传感器1的顶部设置有第一调节架18，防护架12的左侧固定连接有支撑柱15，支撑柱15的顶部固定连接有温度对比解析终端4，温度对比解析终端4的正面固定连接有声光电报警终端5，防护架12正面的正中固定连接有cpu集中处理模块10，cpu集中处理模块10正面的正中固定连接有lcd中央显示终端模块11，防护架12右侧的正中固定连接有备用存储盒14，金属熔炉本体13内腔的左侧活动连接有快装机构7，快装机构7内腔的右侧安装有温度传感器6，液位传感器1顶部的正中固定连接有螺纹柱17，螺纹柱17螺纹连接在第一调节架18底部的
正面，液位传感器1内腔的底部固定连接有液位数据分析模块2，液位数据分析模块2的顶部固定连接有无线数据发射终端3，液位传感器1的右侧固定连接有信号加强天线16，第一调节架18为“c”形，第一调节架18的背面为空腔结构，第一调节架18内腔的底部螺纹连接有丝杆19，丝杆19的底部通过第一转轴固定连接有伺服电机20，伺服电机20固定连接在防护架12内腔底部的背面，第一调节架18的背面活动连接在防护架12的内腔中，金属熔炉本体13内腔的左侧固定连接有第二调节架21，第二调节架21右侧的正中开设有活动槽22，活动槽22内腔顶部和底部的左侧对称开设有限位槽23，快装机构7顶部和底部的左侧对称开设有通槽33，两个通槽33的内腔中对称活动连接有适配块31，两个适配块31相背的一侧对称固定连接有防滑凸块32，防滑凸块32和适配块31的尺寸和限位槽23相适配，两个防滑凸块32相背的一侧对称贴合在两个限位槽23内腔相背的一侧，快装机构7活动连接在活动槽22的内腔中，快装机构7正面的左侧开设有调节槽28，调节槽28和通槽33的内腔相通，适配块31的另一端活动连接在调节槽28的内腔中，两个适配块31相对的一侧对称固定连接有把手30，把手30活动连接在调节槽28的内腔中，两个把手30相对一侧的正面和背面对称固定连接有弹簧29，快装机构7右侧的正中开设有安装槽24，安装槽24内腔正面和背面的正中对称开设有槽口，槽口的内腔中固定连接有固定柱26，固定柱26外壁的顶部和底部对称缠绕有收缩弹簧27，安装槽24内腔的顶部和底部对称活动连接有夹持块25，两个夹持块25正面和背面的正中对称活动连接在槽口的内腔中，收缩弹簧27的一端固定连接在槽口的内腔中，收缩弹簧27的另一端固定连接在夹持块25正面和背面的顶部和底部，温度传感器6插接在安装槽24的内腔中，两个夹持块25相对的一侧对称贴合在温度传感器6的顶部和底部。
34.本装置核心部件为温度传感器6，液位传感器1、温度分析模块8、液位数据分析模块2、cpu集中处理模块10、无线发送模块，无线接收模块、声光电报警终端5、还包括能对生产设备设定值与实际测量值匹配数据对比分析模块、lcd中央显示终端模块11、其设计精巧，传感器耗材更换简单、方便、快捷，其中液位传感器1使用非接触式测量方式，不受物料温度及物理化学特性影响，在合理的使用周期内无需更换，其中液位传感器1与液位数据分析模块2、和无线数据发射终端3，温度传感器6与温度分析模块8和温度无线发射终端9均与主机之间采用无线连接，只需接入电源即可工作，无需其它外部线缆，可靠性高。
35.具体实施例二：
36.如图1-6所示，金属熔炉内温度及液位的实时监测装置的检测方法，包括以下操作步骤：
37.s1：对液位传感器1的位置进行调节，启动伺服电机20，带动丝杆19进行转动，使得第一调节架18的背面能与其螺纹连接，此时可以带动装有液位传感器1的第一调节架18进行上下移动，直至将液位传感器1调节金属熔炉本体13上方二点五-三米位置，其中液位传感器1的监测端垂直于被监测液位表面，数据通过非接触方式实时反馈于液位数据分析模块2，通过液位数据分析模块2数据分析并存储于液位分析模块2中，液位分析模块2所存储分析数据可根据实际情况设定发送频率通过温度无线发射终端3发送到cpu集中处理模块10，再通过cpu集中处理模块10二次处理后在lcd中央显示终端模块11集中显示，并且可以提供超警值的实时动画及声光电报警终端5报警。
38.s2：对温度传感器6的位置进行调节，将两个把手30向相对的一侧移动，带动两个适配块31缩入调节槽28的内腔，此时可以在活动槽22的内腔中移动快装机构7，将温度传感
器6深入到金属溶液中指定探测位置后，松开把手30，此时弹簧29会将适配块31向外侧弹去，使得防滑凸块32能紧紧贴合在限位槽23的内壁，以此完成固定，温度传感器6监测数据上传至温度分析模块8，通过温度分析模块8进行数据的采集及数据的分析，所有数据存储于温度分析模块8中，温度分析模块8所存储分析数据可根据实际情况设定发送频率通过温度无线发射终端9发送到cpu集中处理模块10，再通过cpu集中处理模块10二次处理后在lcd中央显示终端模块11集中显示，并且可以提供超警值的实时动画及声光电报警终端5报警，需要对温度传感器6进行更换时，将温度传感器6从安装槽24的内腔中抽出，打开备用存储盒14，将备用品取出进行更换即可。
39.s3：温度对比解析终端4可通过温度传感器6所采集到实际的温度数据传送到温度分析模块8再由温度分析模块8通过温度无线发射终端9发送到cpu集中处理模块10，通过cpu集中处理模块10二次处理后，通过温度无线发射终端9回传至温度对比分析终端4，如数据符合对比设置范围，声光电报警终端5正常状态运行，如数据超出报警机制设置范围则声光电报警终端5将启动报警机制，进行声光电相关报警。
40.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.金属熔炉内温度及液位的实时监测装置，包括防护架(12)，其特征在于：所述防护架(12)的内腔中固定连接有金属熔炉本体(13)，所述金属熔炉本体(13)内腔的顶部设置有液位传感器(1)，所述液位传感器(1)的顶部设置有第一调节架(18)，所述防护架(12)的左侧固定连接有支撑柱(15)，所述支撑柱(15)的顶部固定连接有温度对比解析终端(4)，所述温度对比解析终端(4)的正面固定连接有声光电报警终端(5)；所述防护架(12)正面的正中固定连接有cpu集中处理模块(10)，所述cpu集中处理模块(10)正面的正中固定连接有lcd中央显示终端模块(11)，所述防护架(12)右侧的正中固定连接有备用存储盒(14)，所述金属熔炉本体(13)内腔的左侧活动连接有快装机构(7)，所述快装机构(7)内腔的右侧安装有温度传感器(6)。2.根据权利要求1所述的金属熔炉内温度及液位的实时监测装置，其特征在于：所述液位传感器(1)顶部的正中固定连接有螺纹柱(17)，所述螺纹柱(17)螺纹连接在第一调节架(18)底部的正面，所述液位传感器(1)内腔的底部固定连接有液位数据分析模块(2)，所述液位数据分析模块(2)的顶部固定连接有无线数据发射终端(3)，所述液位传感器(1)的右侧固定连接有信号加强天线(16)。3.根据权利要求1所述的金属熔炉内温度及液位的实时监测装置，其特征在于：所述第一调节架(18)为“c”形，所述第一调节架(18)的背面为空腔结构，所述第一调节架(18)内腔的底部螺纹连接有丝杆(19)，所述丝杆(19)的底部通过第一转轴固定连接有伺服电机(20)，所述伺服电机(20)固定连接在防护架(12)内腔底部的背面，所述第一调节架(18)的背面活动连接在防护架(12)的内腔中。4.根据权利要求1所述的金属熔炉内温度及液位的实时监测装置，其特征在于：所述金属熔炉本体(13)内腔的左侧固定连接有第二调节架(21)，所述第二调节架(21)右侧的正中开设有活动槽(22)，所述活动槽(22)内腔顶部和底部的左侧对称开设有限位槽(23)。5.根据权利要求4所述的金属熔炉内温度及液位的实时监测装置，其特征在于：所述快装机构(7)顶部和底部的左侧对称开设有通槽(33)，两个所述通槽(33)的内腔中对称活动连接有适配块(31)，两个所述适配块(31)相背的一侧对称固定连接有防滑凸块(32)，所述防滑凸块(32)和适配块(31)的尺寸和限位槽(23)相适配，两个所述防滑凸块(32)相背的一侧对称贴合在两个限位槽(23)内腔相背的一侧，所述快装机构(7)活动连接在活动槽(22)的内腔中。6.根据权利要求5所述的金属熔炉内温度及液位的实时监测装置，其特征在于：所述快装机构(7)正面的左侧开设有调节槽(28)，所述调节槽(28)和通槽(33)的内腔相通，所述适配块(31)的另一端活动连接在调节槽(28)的内腔中，两个所述适配块(31)相对的一侧对称固定连接有把手(30)，所述把手(30)活动连接在调节槽(28)的内腔中，两个所述把手(30)相对一侧的正面和背面对称固定连接有弹簧(29)。7.根据权利要求1所述的金属熔炉内温度及液位的实时监测装置，其特征在于：所述快装机构(7)右侧的正中开设有安装槽(24)，所述安装槽(24)内腔正面和背面的正中对称开设有槽口，所述槽口的内腔中固定连接有固定柱(26)，所述固定柱(26)外壁的顶部和底部对称缠绕有收缩弹簧(27)。8.根据权利要求7所述的金属熔炉内温度及液位的实时监测装置，其特征在于：所述安装槽(24)内腔的顶部和底部对称活动连接有夹持块(25)，两个所述夹持块(25)正面和背面
的正中对称活动连接在槽口的内腔中，所述收缩弹簧(27)的一端固定连接在槽口的内腔中，所述收缩弹簧(27)的另一端固定连接在夹持块(25)正面和背面的顶部和底部，所述温度传感器(6)插接在安装槽(24)的内腔中，两个所述夹持块(25)相对的一侧对称贴合在温度传感器(6)的顶部和底部。9.根据权利要求1所述的金属熔炉内温度及液位的实时监测装置的检测方法，其特征在于：所述包括以下操作步骤：s1：对液位传感器(1)的位置进行调节，启动伺服电机(20)，带动丝杆(19)进行转动，使得第一调节架(18)的背面能与其螺纹连接，此时可以带动装有液位传感器(1)的第一调节架(18)进行上下移动，直至将液位传感器(1)调节金属熔炉本体(13)上方二点五-三米位置，其中液位传感器(1)的监测端垂直于被监测液位表面，数据通过非接触方式实时反馈于液位数据分析模块(2)，通过液位数据分析模块(2)数据分析并存储于液位分析模块(2)中，液位分析模块(2)所存储分析数据可根据实际情况设定发送频率通过温度无线发射终端(3)发送到cpu集中处理模块(10)，再通过cpu集中处理模块(10)二次处理后在lcd中央显示终端模块(11)集中显示，并且可以提供超警值的实时动画及声光电报警终端(5)报警；s2：对温度传感器(6)的位置进行调节，将两个把手(30)向相对的一侧移动，带动两个适配块(31)缩入调节槽(28)的内腔，此时可以在活动槽(22)的内腔中移动快装机构(7)，将温度传感器(6)深入到金属溶液中指定探测位置后，松开把手(30)，此时弹簧(29)会将适配块(31)向外侧弹去，使得防滑凸块(32)能紧紧贴合在限位槽(23)的内壁，以此完成固定，温度传感器(6)监测数据上传至温度分析模块(8)，通过温度分析模块(8)进行数据的采集及数据的分析，所有数据存储于温度分析模块(8)中，温度分析模块(8)所存储分析数据可根据实际情况设定发送频率通过温度无线发射终端(9)发送到cpu集中处理模块(10)，再通过cpu集中处理模块(10)二次处理后在lcd中央显示终端模块(11)集中显示，并且可以提供超警值的实时动画及声光电报警终端(5)报警，需要对温度传感器(6)进行更换时，将温度传感器(6)从安装槽(24)的内腔中抽出，打开备用存储盒(14)，将备用品取出进行更换即可；s3：温度对比解析终端(4)可通过温度传感器(6)所采集到实际的温度数据传送到温度分析模块(8)再由温度分析模块(8)通过温度无线发射终端(9)发送到cpu集中处理模块(10)，通过cpu集中处理模块(10)二次处理后，通过温度无线发射终端(9)回传至温度对比分析终端(4)，如数据符合对比设置范围，声光电报警终端(5)正常状态运行，如数据超出报警机制设置范围则声光电报警终端(5)将启动报警机制，进行声光电相关报警。

技术总结
本发明公开了金属熔炉内温度及液位的实时监测装置及检测方法，包括防护架，所述防护架的内腔中固定连接有金属熔炉本体，金属熔炉本体内腔的顶部设置有液位传感器，支撑柱的顶部固定连接有温度对比解析终端，温度对比解析终端的正面固定连接有声光电报警终端，CPU集中处理模块正面的正中固定连接有LCD中央显示终端模块，金属熔炉本体内腔的左侧活动连接有快装机构，快装机构内腔的右侧安装有温度传感器。本发明所述的金属熔炉内温度及液位的实时监测装置及检测方法，本装置中液位传感器使用非接触式测量方式，不受物料温度及物理化学特性影响，在合理的使用周期内无需更换，且方便对监测组件进行位置的调节，方便监测工作。方便监测工作。方便监测工作。


技术研发人员：张元勇 董慧强
受保护的技术使用者：苏州申奇电子科技有限公司
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/7/25