CN111521448A - 一种中间包内气体在线取样检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种中间包内气体在线取样检测装置及其检测方法，包括取样部、检测部以及控制部，取样部和检测部与控制部电性连接；取样部包括依次连通的取样管、输送管、过滤器、热交管器、取样罐以及抽真空装置；控制部为一IPC控制器，所述IPC控制器内置有PLC功能。本发明的有益效果是：本技术全程自动化控制，可以实时对中间包内的气体成分实时取样检测，并分析其中氧氛含量，通过实现在线检测中间包内的气体成分实时变化，控制相应注氩系统的动态调节，减少了中间包浇注过程因外界氧气、氮气引起的相关夹杂物颗粒的生成；提高了中间包浇注的产品质量，带来了较好的经济效益；系统结构简单，不消耗人力，安全，数据准确，方便控制。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术，尤其涉及一种中间包内气体在线取样检测装置及其检测方法。
背景技术
连铸开浇前由于中间包内充满空气，在高温下，金属液会有明显的二次氧化和增氮等二次污染现象，因此就需要对中间包内填充适当的惰性气体将空气排出中间包，所以就需要对中间包内的空气进行取样分析，来控制惰性气体的输入量，因此，就必须研制出一种中间包内气体在线取样检测装置及其检测方法，经检索，未发现与本发明相同的技术方案。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种可实时取样检测的中间包内气体在线取样检测装置及其检测方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种中间包内气体在线取样检测装置，其创新点在于：包括取样部、检测部以及控制部，取样部和检测部与控制部电性连接；
取样部包括依次连通的取样管、输送管、过滤器、热交管器、取样罐以及抽真空装置；
检测部包括一成分分析仪，所述分分分析仪的检测端与取样罐的内部连通；
控制部为一PLC控制器，所述PLC控制器内置有IPC功能。
在一些实施方式中，中间包内气体在线取样检测装置还包括一惰性气体输入装置，惰性气体输入装置包括惰性气体源、连通惰性气体源与中间包的内腔连通的输入管、设置在输入管上的阀门以及与阀门电性连接的阀站控制器；阀站控制器与PLC控制器电性连接。
在一些实施方式中，抽真空装置为一与取样管连通的真空泵。
在一些实施方式中，抽真空装置包括文丘里管，文丘里管的进气口于外部气源连通，文丘里管的出气口处设有出气管，文丘里管的吸气口于取样罐的内腔连通。
在一些实施方式中，取样管的端部设有耐火材料，取样管的端部还设有若干气孔。
一种中间包内气体在线取样检测的方法，其创新点在于：包括如下步骤：
a）首先，打开惰性气体输入装置对中间包的腔室内输入惰性气体；
b）其次，打开抽真空装置开始运行，使取样罐的腔室内形成负压空间；中间包内的气体就会通过取样管进入过滤器过滤掉杂质，再经过热交换器对气体进行降温处理，然后气体到达取样罐；
c）成分分析仪开始对取样罐内的气体成分进行分析，分析结果实时反馈给PLC控制器，PLC控制器的IPC功能进行信息分析，再反馈给PLC控制器，PLC控制器根据数据对惰性气体输入装置的阀站控制器下达指令，阀站控制器控制阀门的打开、关闭和流量大小来控制惰性气体的输入；
d）当气体成分达到要求后，维持实时数据监控和稳定的惰性气体输入来保持中间包内的气体成分。
在一些实施方式中，惰性气体输入装置输入的惰性气体为氩气。
本发明的有益效果是：本技术全程自动化控制，可以实时对中间包内的气体成分取样检测，可以将中间包内的气体成分稳定在固定的范围内，结构简单，不消耗人力，安全，数据准确，方便控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1 是本发明一种中间包内气体在线取样检测装置的实施例一的结构示意图。
图2是本发明一种中间包内气体在线取样检测装置的实施例二的结构示意图。
图3是本发明一种中间包内气体在线取样检测装置吹氩后氧气含量的对比数据图。
图4是本发明一种中间包内气体在线取样检测装置的中间包内氮气含量随时间变化数据对比图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，本发明实施例包括：
一种中间包内气体在线取样检测装置，包括取样部、检测部以及控制部，取样部和检测部与控制部电性连接；取样部包括依次连通的取样管11、输送管12、过滤器13、热交管器14、取样罐15以及抽真空装置；检测部包括一成分分析仪21，所述分分分析仪的检测端与取样罐15的内部连通；控制部为一PLC控制器31，所述PLC控制器31内置有IPC32功能。
在一些实施方式中，中间包内气体在线取样检测装置还包括一惰性气体输入装置，惰性气体输入装置包括惰性气体源、连通惰性气体源与中间包的内腔连通的输入管35、设置在输入管35上的阀门34以及与阀门34电性连接的阀站控制器33；阀站控制器33与PLC控制器31电性连接。
在一些实施方式中，抽真空装置为一与取样管11连通的真空泵17。
在一些实施方式中，取样管11的端部设有耐火材料，取样管11的端部还设有若干气孔。
本技术全程自动化控制，可以实时对中间包内的气体成分取样检测，可以将中间包内的气体成分稳定在固定的范围内，结构简单，不消耗人力，安全，数据准确，方便控制。
一种中间包内气体在线取样检测的方法，包括如下步骤：首先，打开惰性气体输入装置对中间包的腔室内输入惰性气体；其次，打开抽真空装置开始运行，使取样罐15的腔室内形成负压空间；中间包内的气体就会通过取样管11进入过滤器13过滤掉杂质，再经过热交换器对气体进行降温处理，然后气体到达取样罐15；成分分析仪21开始对取样罐15内的气体成分进行分析，分析结果实时反馈给PLC控制器31，PLC控制器31的IPC32功能进行信息分析，再反馈给PLC控制器31，PLC控制器31根据数据对惰性气体输入装置的阀站控制器33下达指令，阀站控制器33控制阀门34的打开、关闭和流量大小来控制惰性气体的输入；当气体成分达到要求后，维持实时数据监控和稳定的惰性气体输入来保持中间包内的气体成分。
实施例二
如图2所示，本发明实施例包括：
一种中间包内气体在线取样检测装置，包括取样部、检测部以及控制部，取样部和检测部与控制部电性连接；取样部包括依次连通的取样管11、输送管12、过滤器13、热交管器14、取样罐15以及抽真空装置；检测部包括一成分分析仪21，所述分分分析仪的检测端与取样罐15的内部连通；控制部为一PLC控制器31，所述PLC控制器31内置有IPC32功能。
在一些实施方式中，中间包内气体在线取样检测装置还包括一惰性气体输入装置，惰性气体输入装置包括惰性气体源、连通惰性气体源与中间包的内腔连通的输入管35、设置在输入管35上的阀门34以及与阀门34电性连接的阀站控制器33；阀站控制器33与PLC控制器31电性连接。
在一些实施方式中，抽真空装置包括文丘里管18，文丘里管18的进气口于外部气源16连通，文丘里管18的出气口处设有出气管，文丘里管18的吸气口于取样罐15的内腔连通。
在一些实施方式中，取样管11的端部设有耐火材料，取样管11的端部还设有若干气孔。
本技术全程自动化控制，可以实时对中间包内的气体成分取样检测，可以将中间包内的气体成分稳定在固定的范围内，结构简单，不消耗人力，安全，数据准确，方便控制。
一种中间包气体取样检测的方法，包括如下步骤：首先，打开惰性气体输入装置对中间包的腔室内输入惰性气体；其次，打开抽真空装置开始运行，使取样罐15的腔室内形成负压空间；中间包内的气体就会通过取样管11进入过滤器13过滤掉杂质，再经过热交换器对气体进行降温处理，然后气体到达取样罐15；成分分析仪21开始对取样罐15内的气体成分进行分析，分析结果实时反馈给PLC控制器31，PLC控制器31的IPC32功能进行信息分析，再反馈给PLC控制器31，PLC控制器31根据数据对惰性气体输入装置的阀站控制器33下达指令，阀站控制器33控制阀门34的打开、关闭和流量大小来控制惰性气体的输入；当气体成分达到要求后，维持实时数据监控和稳定的惰性气体输入来保持中间包内的气体成分。
在一些实施方式中，惰性气体输入装置输入的惰性气体为氩气。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种中间包内气体在线取样检测装置，其特征在于：包括取样部、检测部以及控制部，所述取样部和检测部与控制部电性连接；
所述取样部包括依次连通的取样管（11）、输送管（12）、过滤器（13）、热交管器（14）、取样罐（15）以及抽真空装置；
所述检测部包括一成分分析仪（21），所述分分分析仪的检测端与取样罐（15）的内部连通；
所述控制部为一PLC控制器（31），所述PLC控制器（31）内置有IPC（32）功能。
2.根据权利要求1 所述的一种中间包内气体在线取样检测装置，其特征在于：所述中间包内气体在线取样检测装置还包括一惰性气体输入装置，所述惰性气体输入装置包括惰性气体源、连通惰性气体源与中间包的内腔连通的输入管（35）、设置在输入管（35）上的阀门（34）以及与阀门（34）电性连接的阀站控制器（33）；所述阀站控制器（33）与PLC控制器（31）电性连接。
3.根据权利要求1 所述的一种中间包内气体在线取样检测装置，其特征在于：所述抽真空装置为一与取样管（11）连通的真空泵（17）。
4.根据权利要求1 所述的一种中间包内气体在线取样检测装置，其特征在于：所述抽真空装置包括文丘里管（18），所述文丘里管（18）的进气口于外部气源（16）连通，所述文丘里管（18）的出气口处设有出气管，所述文丘里管（18）的吸气口于取样罐（15）的内腔连通。
5.根据权利要求1 所述的一种中间包内气体在线取样检测装置，其特征在于：所述取样管（11）的端部设有耐火材料，所述取样管（11）的端部还设有若干气孔。
6.一种中间包内气体在线取样检测的方法，其特征在于：包括如下步骤：
首先，打开惰性气体输入装置对中间包的腔室内输入惰性气体；
其次，打开抽真空装置开始运行，使取样罐（15）的腔室内形成负压空间；中间包内的气体就会通过取样管（11）进入过滤器（13）过滤掉杂质，再经过热交换器对气体进行降温处理，然后气体到达取样罐（15）；
成分分析仪（21）开始对取样罐（15）内的气体成分进行分析，分析结果实时反馈给PLC控制器（31），PLC控制器（31）的IPC（32）功能进行信息分析，再反馈给PLC控制器（31），PLC控制器（31）根据数据对惰性气体输入装置的阀站控制器（33）下达指令，阀站控制器（33）控制阀门（34）的打开、关闭和流量大小来控制惰性气体的输入；
当气体成分达到要求后，维持实时数据监控和稳定的惰性气体输入来保持中间包内的气体成分。
7.根据权利要求6所述的一种中间包内气体在线取样检测的方法，其特征在于：所述惰性气体输入装置输入的惰性气体为氩气。
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