JP4593030B2

JP4593030B2 - Molten metal level measuring device

Info

Publication number: JP4593030B2
Application number: JP2001235653A
Authority: JP
Inventors: 充宏樋口
Original assignee: KAWASO ELECTRIC INDUSTRIAL KABUSHIKI KAISHA
Current assignee: KAWASO ELECTRIC INDUSTRIAL KABUSHIKI KAISHA
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2021-08-03
Also published as: JP2003049215A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上から順に溶融スラグ層と溶融金属層を成層せしめた溶融金属のレベルを測定する装置であり、特に、１回のテストで溶融スラグ層の湯面レベルと溶融金属層の湯面レベルを検出することにより、溶融スラグ層の厚さを測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、サブランス等の昇降装置により溶融金属に浸漬された後に引き上げられる構成のプローブは、溶融金属の試料を採取するサンプリング容器を備え、試料の凝固温度から試料中の炭素量を測定するための測温センサーをサンプリング容器内に設け、溶融金属浴の温度を測定するための測温センサーをプローブ本体の先端に設けた試料分析用プローブが公知である。
【０００３】
そこで、測温センサーにより検出された温度信号は、プローブ側の信号ラインから昇降装置側の信号ラインに向けて出力され、外部のコンピュータ等により信号を処理される。前述のようにプローブ本体は、尾端を昇降装置に対して着脱自在に保持される構成であるため、着脱手段には電気的接続部を有するコネクタが設けられ、電気的接続部は接触式の接点により構成されている。
【０００４】
その一方において、従来より、溶融スラグ層の厚さを測定するためのプローブとして、電極による電気抵抗の変動により溶融スラグ層の湯面を検知する第一レベルセンサーと、磁界の変動により溶融金属層の湯面を検知する第二レベルセンサーとを備えたレベル測定用プローブが公知である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述の試料測定用プローブと昇降装置との間に設けられたコネクタにおける接点の数は、従来、昇降装置側の電気的接続との取り合いの制限から６個所に限られている。そこで、試料測定用プローブに前述のような第一及び第二レベルセンサーを設け、レベル測定用プローブとして兼用せしめようとすると、接点の数が不足することになる。このため、従来においては、試料測定用プローブとレベル測定用プローブを別々のものとして二種類製作せざるを得ない問題がある。
【０００６】
また、従来技術では、コネクタの電気的接続部が全て接触式の接点により構成されているため、接点の摩耗やヤニ付きによる接続不良が発生し、多くのトラブルを頻発する虞れがあり、接続部の保守作業を欠かせないという問題がある。
【０００７】
一方、コネクタの接点を増設した場合、試料測定用プローブとレベル測定用プローブを合体した１本のプローブを提供することが理論的には可能であるが、この場合でも、従来のレベル測定用プローブの技術では、第一レベルセンサーにより溶融スラグ層の湯面を検知し、第二レベルセンサーにより溶融金属層の湯面を検知することにより得られたデータに基づいて溶融スラグ層の厚さを測定するに際しては、設備側におけるコンピュータ等の測定機器に対して、個々の第一レベルセンサーと第二レベルセンサーが有する離間距離を入力できないために計測誤差に大きく影響を及ぼしているという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決した溶融金属のレベル測定装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
そこで、本発明が第一の手段として構成したところは、上から順に溶融スラグ層と溶融金属層を成層せしめた溶融金属のレベルを測定する装置において、溶融金属に浸漬された後に引き上げられるプローブ本体と、プローブ本体の尾端を着脱手段を介して保持した状態で昇降せしめる昇降装置とから成り、プローブ本体に、溶融スラグ層の湯面レベルを検知する第一レベルセンサーと、溶融金属層の湯面レベルを検知する第二レベルセンサーとを設け、第一及び第二レベルセンサーの出力信号をプローブ側の信号ラインから昇降装置側の信号ラインに向けて前記着脱手段に設けたコネクタの電気的接続部を介して出力せしめる構成であり、前記コネクタの電気的接続部は、プローブ側の信号ラインに設けた一次コイルと、昇降装置側の信号ラインに設けた二次コイルとから成る相互誘導回路により構成されて成る点にある。
【００１０】
また、本発明が第二の手段として構成したところは、上から順に溶融スラグ層と溶融金属層を成層せしめた溶融金属のレベルを測定する装置において、溶融金属に浸漬された後に引き上げられるプローブ本体と、プローブ本体の尾端を着脱手段を介して保持した状態で昇降せしめる昇降装置とから成り、プローブ本体に、溶融スラグ層の湯面レベルを検知する第一レベルセンサーと、溶融金属層の湯面レベルを検知する第二レベルセンサーと、第一及び第二レベルセンサーの出力信号をデジタル処理する検出手段とを設け、検出手段の検出信号をプローブ側の信号ラインから昇降装置側の信号ラインに向けて前記着脱手段に設けたコネクタの電気的接続部を介して出力せしめる構成であり、前記検出手段は、第一レベルセンサーと第二レベルセンサーの離間距離を予め記憶し、該離間距離データに基づいて、第一レベルセンサーによる溶融スラグ層の湯面レベル検知データと第二レベルセンサーによる溶融金属層の湯面レベル検知データとから溶融スラグ層の厚さを測定するためのデータとなる検出信号を出力するように構成されており、前記コネクタの電気的接続部は、プローブ側の信号ラインに設けた一次コイルと、昇降装置側の信号ラインに設けた二次コイルとから成る相互誘導回路により構成されて成る点にある。
【００１１】
本発明において、第一レベルセンサーは電気抵抗の変動を検知する一対の電極を備えた電極式センサーから成り、第二レベルセンサーは磁界の変動を検知するコイルを備えた磁気式センサーから成り、第一レベルセンサーと第二レベルセンサーは、直列回路により接続されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の好ましい実施形態を詳述する。
【００１３】
（全体構成）
図１及び図２は、本発明の目的に基づいて試料測定用プローブとレベル測定用プローブを合体し兼用せしめたプローブ本体１と、該プローブ本体１の尾端を着脱自在手段を介して保持した状態で昇降せしめるサブランス等の昇降装置２を示している。溶湯鍋等の鍋３における溶融金属は、上から順に溶融スラグ層４と溶融金属層５を成層せしめている。昇降装置２を昇降駆動することにより、プローブ本体１は、下降により上部雰囲気から溶融スラグ層４を経て溶融金属層５に浸漬された後、上昇により溶融金属層５から溶融スラグ層４を経て上部雰囲気に引き上げられる。
【００１４】
プローブ本体１は、溶融金属層５に浸漬されたとき溶融金属試料を採取するためのサンプリング容器６を内装すると共に、試料中の炭素量を測定する目的で採取試料の凝固温度を測定するための内部測温センサー７をサンプリング容器６の内部に設けている。また、溶融金属層５の温度を測定するための外部測温センサー８をプローブ本体１の先端に設けており、これにより試料測定用プローブとしての機能を具備している。
【００１５】
また、プローブ本体１は、電極による電気抵抗の変動により溶融スラグ層４の湯面４ａを検知する第一レベルセンサー９をプローブ本体１の先端に設けると共に、磁界の変動により溶融金属層５の湯面５ａを検知する第二レベルセンサー１０をプローブ本体１に内装しており、これによりレベル測定用プローブとしての機能を具備している。
【００１６】
プローブ本体１の尾端部と昇降装置２の先端部は、雄雌嵌合による着脱手段１１を構成している。図例の場合、図２に示すように、プローブ本体１の尾端部には、尾端の開口部から軸方向に細長く延びる孔１２が設けられ、昇降装置２の先端部には、軸方向に細長く延びるロッド１３が設けられており、ロッド１３を孔１２に挿脱自在に嵌入せしめる構成とされている。
【００１７】
前述のような試料測定用プローブを構成する内部測温センサー７及び外部測温センサー８並びにその他の電気機器のため、着脱手段１１には電気的接続部を有するコネクタ１４が設けられている。図例の場合、図２に示すように、プローブ本体１の孔１２には、同心状に配置され軸方向に細長く延びるプラグ１５が設けられ、昇降装置２のロッド１３には、先端の開口部から軸方向に細長く延びるソケット１６が設けられており、プラグ１５をソケット１６に挿脱自在に嵌入せしめる構成とされている。コネクタ１４は、内部測温センサー７及び外部測温センサー８並びにその他の電気機器等、試料測定用プローブとしての機能に関する限り、プローブ側の信号ラインから昇降装置側の信号ラインに向けて信号を出力するための電気的接続部を接触式の接点により構成している。即ち、プラグ１５の外周に設けた６個の接点１５ａ〜１５ｆと、これに対応してソケット１６の内周に設けた６個の接点１６ａ〜１６ｆとにより、従来技術と同様の接触式の接続部を構成している。
【００１８】
（比較例の構成）
本発明の実施形態を詳述する前に、理解の便宜のため本発明と対比すべき比較例を説明する。
【００１９】
図７に示すように、比較例において、レベル測定用プローブを構成するための第一レベルセンサー９と第二レベルセンサー１０は、直列回路１７により接続されている。即ち、第一レベルセンサー９を構成する一対の電極９ａ、９ｂからコネクタ１４に延びるプローブ側の信号ライン１ａ、１ｂのうち、一方の信号ライン１ｂにより第二レベルセンサー１０のコイル１０ａに対する直列回路を構成している。従って、プローブ側の信号ライン１ａ、１ｂと、これにコネクタ１４を介して接続される昇降装置側の信号ライン２ａ、２ｂが、それぞれ２本で足り、従って、それぞれを接続する接点も、プローブ側の信号ライン１ａ、１ｂの接点１５ｇ、１５ｈと、昇降装置側の信号ライン１ａ、２ｂの接点１６ｇ、１６ｈとの２組で足りるという利点がある。
【００２０】
このように構成したレベル測定用プローブによるレベル測定方法を図８に示している。図８（Ａ）は、ｘ軸方向に経過時間、ｙ軸方向に溶融金属の高さを示しており、上部雰囲気から下降したプローブ本体が溶融スラグ層４を経て溶融金属層５に浸漬された後、溶融金属層５から溶融スラグ層４を経て上部雰囲気に引き上げられるまでの経過を矢印で示している。
【００２１】
図７に示す構成としたレベル測定用プローブは、プローブ本体１が上部雰囲気に位置するときは、第一レベルセンサー９の一対の電極９ａ、９ｂを開放しているので抵抗は無限大（Ｒｓ≒∞）となる。そこで、プローブ本体１が昇降装置２により下降せしめられ、第一レベルセンサー９が溶融スラグ層４の湯面４ａに接すると、一対の電極９ａ、９ｂを短絡するので抵抗が急降下し（Ｒｓ≒０）、これにより溶融スラグ層４の湯面４ａを検知する。このとき第二レベルセンサー１０のコイル１０ａはインダクタンス（Ｌｓ）である。更にプローブ本体１が下降し、第二レベルセンサー１０が溶融金属層５に達すると、コイル１０ａのインダクタンス（Ｌｓ）が急変し、これにより溶融金属層５の湯面５ａを検知する。そこで、溶融スラグ層４の湯面４ａと溶融金属層５の湯面５ａを検知したタイミングと、プローブ本体１の下降速度と、第一レベルセンサー９と第二レベルセンサー１０の離間距離とに基づいて、溶融スラグ層４の厚さ（ｔ）が算出される。
【００２２】
図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）は、第一レベルセンサー９及び第二レベルセンサー１０の検出信号を出力するようにした構成の二つの例を示している。
【００２３】
図８（Ｂ）は、検出信号をＯＦＦ−ＯＮの間で変化する接点信号として出力する例を示しており、プローブ本体１が上部雰囲気に位置するとき、検出信号は待機状態としてＯＦＦの状態にある。第一レベルセンサー９が溶融スラグ層４の湯面４ａを検知すると、検出信号はＯＮとなり、これにより湯面４ａのレベルを検出する。次いで、第二レベルセンサー１０が溶融金属層５の湯面５ａを検知すると、検出信号はＯＦＦとなり、これにより湯面５ａのレベルを検出する。そこで、検出信号のＯＮ状態の長さ（時間）から、溶融スラグ層４の厚さ（ｔ）を測定することができる。
【００２４】
図８（Ｃ）は、検出信号を電圧変化に基づいて段階的に上昇する波形として出力する例を示しており、プローブ本体１が上部雰囲気に位置するとき、検出信号は待機状態として出力が零又は低の状態にある。第一レベルセンサー９が溶融スラグ層４の湯面４ａを検知すると、電圧の増加により出力が上がり、これにより湯面４ａのレベルを検出する。次いで、第二レベルセンサー１０が溶融金属層５の湯面５ａを検知すると、更に電圧が増加して出力を上げ、これにより湯面５ａのレベルを検出する。そこで、最初の湯面４ａの検出タイミングと次の湯面５ａの検出タイミングとの差（時間）から、溶融スラグ層４の厚さ（ｔ）を測定することができる。
【００２５】
（本発明の第１実施形態）
図３（Ａ）は、図７に示した比較例に対する本発明の第１実施形態を示している。この第１実施形態は、第一レベルセンサー９と第二レベルセンサー１０を直列回路１７により接続することにより、プローブ側の信号ライン１ａ、１ｂと、これにコネクタ１４を介して接続される昇降装置側の信号ライン２ａ、２ｂをそれぞれ２本で足りるように構成した点においては、上記比較例と同様であるが、コネクタ１４の電気的接続部を非接触に構成しており、プローブ側の信号ライン１ａ、１ｂに設けた一次コイル１９と、昇降装置側の信号ライン２ａ、２ｂに設けた二次コイル２０とから成る相互誘導回路２１により構成している。
【００２６】
図３（Ｂ）は、第１実施形態の接続部を具体化した第１実施例を示しており、一次コイル１９をプラグ１５の内部において軸線上に巻回されたコイルにより構成し、二次コイル２０をソケット１６の周壁において軸線上に巻回されたコイルにより構成しており、プラグ１５をソケット１６に嵌入した状態で、一次コイル１９の外周を二次コイル２０により取り囲むように構成している。従って、試料測定用プローブのための接点１５ａ〜１５ｆ並びに１６ａ〜１６ｆを設けたプラグ１５及びソケット１６の狭小なスペースにおいても、相互誘導回路２１を好適に設けることができる。
【００２７】
図３（Ｃ）は、接続部の第２実施例を示しており、一次コイル１９をプラグ１５の端部において軸線と交差する線上に巻回されたコイルにより構成し、二次コイル２０をソケット１６の底壁において軸線と交差する線上に巻回されたコイルにより構成しており、プラグ１５をソケット１６に嵌入した状態で、一次コイル１９と二次コイル２０が並設されるように構成している。この場合も、プラグ１５及びソケット１６の狭小なスペースに相互誘導回路２１を好適に設けることができる。
【００２８】
図３（Ａ）に示すように、昇降装置側の信号ライン２ａ、２ｂには検出手段２２が設けられている。検出手段２２は、上述したような第一レベルセンサー９及び第二レベルセンサー１０の検出信号Ｓを出力ライン２３から出力するように構成されており、電源２４から電力の供給を受ける。
【００２９】
（本発明の第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態を示しており、検出手段２２及び電源２４をプローブ側の信号ライン１ａ、１ｂに設けている。従って、コネクタ１４に設けられた非接触式の電気的接続部は、検出手段２２からの出力ライン２３ａ、２３ｂに設けた一次コイル１９と、昇降装置側の信号ライン２ａ、２ｂに設けた二次コイル２０とから成る相互誘導回路２１により構成されている。
【００３０】
検出手段２２は、プローブ本体１の実施製品毎に定められる第一レベルセンサー９と第二レベルセンサー１０の離間距離を予め記憶するメモリを備えると共に、該離間距離データに基づいて、第一レベルセンサー９による溶融スラグ層４の湯面レベル検知データと、第二レベルセンサー１０による溶融金属層５の湯面レベル検知データとから、溶融スラグ層の厚さ（ｔ）を測定するための検出信号Ｓを出力する。従って、従来技術では、第一レベルセンサーと第二レベルセンサーが有する離間距離を入力できないために測定誤差が発生していたのに対し、プローブごとに固有差のある離間距離の入力を行えるという利点がある。
【００３１】
更に、検出手段２２は、信号ライン２ａ、２ｂを構成する導線の温度変化又は劣化による抵抗値の変化や、静電容量変化に起因する測定誤差の影響を受けないので、これにより検出信号Ｓは誤差のない精度の高いものとなる。
【００３２】
（本発明の第３実施形態）
図５（Ａ）は、本発明の第３実施形態を示しており、図４に示した第２実施形態と同様に検出手段２２をプローブ側の信号ライン１ａ、１ｂに設けた構成において、電力の供給を昇降装置側の電源２４から受けるように構成している。コネクタ１４には電力供給ラインのための非接触式の電気的接続部が設けられ、該接続部は、電源２４の供給ライン２４ａ、２４ｂに設けた一次コイル２５と、検出手段２２の被供給ライン２２ａ、２２ｂに設けた二次コイル２６とから成る相互誘導回路２７により構成されている。
【００３３】
図５（Ｂ）は、接続部の実施例を示しており、検出手段２２のための信号ラインの接続部を構成するように、検出手段２２からの出力ライン２３ａ、２３ｂに設けた一次コイル１９をプラグ１５の内部において軸線上に巻回されたコイルにより構成し、昇降装置側の信号ライン２ａ、２ｂに設けた二次コイル２０をソケット１６の周壁において軸線上に巻回されたコイルにより構成しており、プラグ１５をソケット１６に嵌入した状態で、一次コイル１９の外周を二次コイル２０により取り囲むように構成している。そして、このような信号ラインの接続部に対して電源２４のための供給ラインの接続部を並設しており、電源２４の供給ライン２４ａ、２４ｂに設けた一次コイル２５をソケット１６の周壁において軸線上に巻回されたコイルにより構成し、検出手段２２の被供給ライン２２ａ、２２ｂに設けた二次コイル２６をプラグ１５の内部において軸線上に巻回されたコイルにより構成しており、プラグ１５をソケット１６に嵌入した状態で、一次コイル２５の外周を二次コイル２６により取り囲むように構成している。
【００３４】
（本発明の第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態を示しており、レベル測定用プローブを構成するための第一レベルセンサー９と第二レベルセンサー１０は、それぞれ独立した回路を有し、それぞれの出力信号を個別に処理する検出手段２２Ａ、２２Ｂを設けると共に、両検出手段２２Ａ、２２Ｂからの検出信号を合成することにより検出信号を出力する合成手段２８を設けている。
【００３５】
そして、コネクタ１４に設けられた非接触式の電気的接続部は、合成手段２８からの出力ライン２８ａ、２８ｂに設けた一次コイル１９と、昇降装置側の信号ライン２ａ、２ｂに設けた二次コイル２０とから成る相互誘導回路２１により構成されている。尚、図例において、電源２４はプローブ側に設けているが、図５（Ａ）に示した例と同様に昇降装置側に設けても良い。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、プローブ本体１に溶融スラグ層４の湯面レベルを検知する第一レベルセンサー９と、溶融金属層５の湯面レベルを検知する第二レベルセンサー１０とを設け、第一及び第二レベルセンサー９、１０の検出信号をプローブ側の信号ラインから昇降装置側の信号ラインに向けて着脱手段１１に設けたコネクタ１４の電気的接続部を介して出力せしめる構成において、コネクタの電気的接続部を、プローブ側の信号ラインに設けた一次コイル１９と、昇降装置側の信号ラインに設けた二次コイル２０とから成る相互誘導回路２１により構成したものであるから、プラグ１５とソケット１６から成るコネクタ１４の接触スペースが狭小であっても容易に接続部を設けることができる。その結果、既に接触式の接点１５ａ〜１５ｆ並びに１６ａ〜１６ｆを設けた従来の試料測定用プローブに対してレベル測定用プローブとしての機能を兼備せしめることが容易となり、１本のプローブによる１回のテストで試料測定とレベル測定を同時に行うことが可能になるという利点がある。
【００３７】
しかも、相互誘導回路２１により非接触の接続部を構成しているので、従来の接触式の接点のような摩耗やヤニ付きによる接続不良の発生を生じることはなく、メンテナンスフリーによる利点を享受できる。
【００３８】
また、本発明によれば、個々のプローブごとに第一レベルセンサー９と第二レベルセンサー１０の離間距離を予め記憶し、該離間距離データを出力すると共に、第一レベルセンサー９による溶融スラグ層４の湯面レベル検知データと第二レベルセンサー１０による溶融金属層５の湯面レベル検知データとから溶融スラグ層の厚さ（ｔ）を測定するためのデータとなる検出信号Ｓを出力する検出手段２２を設けた構成であるから、従来技術のように、第一レベルセンサーと第二レベルセンサーの離間距離を固有値として入力することができないことによる測定誤差がなくなるという効果がある。
【００３９】
更に、本発明によれば、第一レベルセンサー９と第二レベルセンサー１０を直列回路１７により接続した構成であるから、配線数が少なくて済むばかりか、これにより接続部を相互誘導回路２１により構成可能としたという実益がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る装置の使用状態を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る装置の要部を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示しており、（Ａ）はレベル測定装置を示す回路図、（Ｂ）は接続部の第１実施例を示す断面図、（Ｃ）は接続部の第２実施例を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す回路図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示しており、（Ａ）はレベル測定装置を示す回路図、（Ｂ）は接続部の実施例を示す断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態を示す回路図である。
【図７】本発明の実施形態に対する比較例を示す回路図である。
【図８】比較例並びに本発明の実施形態に係るレベル測定装置によるレベル測定方法を示しており、（Ａ）は溶融スラグ層及び溶融金属層に対するプローブの浸漬経路を示す説明図、（Ｂ）は検出信号の１例を示す波形図、（Ｃ）は検出信号の他例を示す波形図である。
【符号の説明】
１プローブ本体
１ａ、１ｂプローブ側の信号ライン
２昇降装置
２ａ、２ｂ昇降装置側の信号ライン
４溶融スラグ層
５溶融金属層
９第一レベルセンサー
９ａ、９ｂ電極
１０第二レベルセンサー
１０ａコイル
１１着脱手段
１４コネクタ
１５プラグ
１６ソケット
１７直列回路
１９一次コイル
２０二次コイル
２１相互誘導回路
２２、２２Ａ、２２Ｂ検出手段
２３、２３ａ、２３ｂ出力ライン
２４電源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is an apparatus for measuring the level of a molten metal obtained by laminating a molten slag layer and a molten metal layer in order from the top, and in particular, a molten metal level of the molten slag layer and a molten metal layer in one test. The present invention relates to an apparatus for measuring the thickness of a molten slag layer by detecting the level.
[0002]
[Prior art]
In general, a probe configured to be pulled up after being immersed in molten metal by a lifting device such as a sub lance has a sampling container for collecting a molten metal sample, and measures the amount of carbon in the sample from the solidification temperature of the sample. There is known a sample analysis probe in which a temperature sensor is provided in a sampling container and a temperature sensor for measuring the temperature of the molten metal bath is provided at the tip of the probe body.
[0003]
Therefore, the temperature signal detected by the temperature sensor is output from the signal line on the probe side to the signal line on the lifting device side, and the signal is processed by an external computer or the like. As described above, the probe body has a structure in which the tail end is detachably held with respect to the lifting device. Therefore, the attachment / detachment means is provided with a connector having an electrical connection portion, and the electrical connection portion is a contact type. It consists of contacts.
[0004]
On the other hand, conventionally, as a probe for measuring the thickness of the molten slag layer, a first level sensor for detecting the molten metal surface of the molten slag layer by fluctuation of electric resistance by the electrode, and a molten metal layer by fluctuation of the magnetic field. A level measuring probe provided with a second level sensor for detecting the hot water surface is known.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, the number of contact points in the connector provided between the sample measurement probe and the lifting device is limited to six because of the limitation of the electrical connection on the lifting device side. Therefore, if the sample measurement probe is provided with the first and second level sensors as described above and used as the level measurement probe, the number of contacts is insufficient. For this reason, conventionally, there is a problem that two types of sample measurement probes and level measurement probes have to be manufactured separately.
[0006]
In addition, in the prior art, since all the electrical connection parts of the connector are composed of contact-type contacts, there is a risk that contact failure will occur due to wear of the contacts or scuffing, and many troubles may occur frequently. There is a problem that the maintenance work of the department is indispensable.
[0007]
On the other hand, when the number of contact points of the connector is increased, it is theoretically possible to provide a single probe that combines the sample measurement probe and the level measurement probe. In this technology, the thickness of the molten slag layer is measured based on the data obtained by detecting the molten metal surface of the molten slag layer with the first level sensor and detecting the molten metal surface of the molten metal layer with the second level sensor. In doing so, there was a problem that the measurement error was greatly affected because it was not possible to input the separation distance of each of the first level sensor and the second level sensor to the measuring device such as a computer on the equipment side. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to provide a molten metal level measuring apparatus that solves the above-mentioned problems.
[0009]
Therefore, the present invention is configured as a first means, in the apparatus for measuring the level of the molten metal formed by laminating the molten slag layer and the molten metal layer in order from the top, the probe body pulled up after being immersed in the molten metal And an elevating device that elevates and lowers the tail end of the probe main body via an attaching / detaching means. The probe main body includes a first level sensor for detecting a molten metal surface level of the molten slag layer, and a molten metal layer hot water. A second level sensor for detecting the surface level, and the electrical connection of the connector provided on the attaching / detaching means with the output signals of the first and second level sensors directed from the signal line on the probe side to the signal line on the lifting device side The electrical connection portion of the connector includes a primary coil provided on the signal line on the probe side and a signal label on the lifting device side. It lies in comprising constituted by mutual induction circuit comprising the secondary coil provided on the emission.
[0010]
Further, the present invention is configured as a second means, in the apparatus for measuring the level of the molten metal in which the molten slag layer and the molten metal layer are layered in order from the top, the probe body pulled up after being immersed in the molten metal And an elevating device that elevates and lowers the tail end of the probe main body via an attaching / detaching means. The probe main body includes a first level sensor for detecting a molten metal surface level of the molten slag layer, and a molten metal layer hot water. A second level sensor for detecting the surface level and detection means for digitally processing the output signals of the first and second level sensors are provided, and the detection signal of the detection means is transferred from the signal line on the probe side to the signal line on the lifting device side. The output means is configured to output through an electrical connection portion of a connector provided on the attachment / detachment means, and the detection means includes a first level sensor and a second level The distance between the sensors is stored in advance, and based on the distance data, the molten slag is detected from the molten metal level detection data of the molten slag layer by the first level sensor and the molten metal layer level detection data of the molten metal layer by the second level sensor. It is configured to output a detection signal that becomes data for measuring the thickness of the layer, and the electrical connection portion of the connector includes a primary coil provided in a signal line on the probe side, and a signal on the lifting device side It is constituted by a mutual induction circuit composed of a secondary coil provided in the line.
[0011]
In the present invention, the first level sensor is composed of an electrode type sensor having a pair of electrodes for detecting a variation in electric resistance, and the second level sensor is composed of a magnetic type sensor having a coil for detecting a variation in magnetic field. The first level sensor and the second level sensor are connected by a series circuit.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
(overall structure)
1 and 2 show a probe main body 1 in which a sample measuring probe and a level measuring probe are combined and used in accordance with the object of the present invention, and the tail end of the probe main body 1 is held via a detachable means. A lifting device 2 such as a sub lance that can be lifted and lowered in a state is shown. The molten metal in the pan 3 such as a molten metal pan forms the molten slag layer 4 and the molten metal layer 5 in order from the top. By driving the lifting device 2 up and down, the probe body 1 is immersed in the molten metal layer 5 through the molten slag layer 4 from the upper atmosphere by descending, and then moved upward from the molten metal layer 5 through the molten slag layer 4 by rising. Raised to atmosphere.
[0014]
The probe main body 1 includes a sampling container 6 for collecting a molten metal sample when immersed in the molten metal layer 5 and for measuring the solidification temperature of the collected sample for the purpose of measuring the amount of carbon in the sample. An internal temperature sensor 7 is provided inside the sampling container 6. In addition, an external temperature sensor 8 for measuring the temperature of the molten metal layer 5 is provided at the tip of the probe body 1, thereby providing a function as a sample measuring probe.
[0015]
Further, the probe body 1 is provided with a first level sensor 9 at the tip of the probe body 1 for detecting the molten metal surface 4a of the molten slag layer 4 by fluctuations in electrical resistance caused by the electrodes, and the molten metal layer 5 is heated by fluctuations in the magnetic field. A second level sensor 10 for detecting the surface 5a is built in the probe main body 1, thereby providing a function as a level measuring probe.
[0016]
The tail end portion of the probe main body 1 and the tip end portion of the lifting / lowering device 2 constitute an attaching / detaching means 11 by male-female fitting. In the case of the illustrated example, as shown in FIG. 2, the tail end portion of the probe body 1 is provided with a hole 12 extending in the axial direction from the opening portion of the tail end, and the tip portion of the lifting device 2 has an axial direction. An elongated rod 13 is provided, and the rod 13 is removably inserted into the hole 12.
[0017]
For the internal temperature sensor 7, the external temperature sensor 8, and other electric devices constituting the sample measurement probe as described above, the attachment / detachment means 11 is provided with a connector 14 having an electrical connection portion. In the case of the illustrated example, as shown in FIG. 2, the hole 12 of the probe main body 1 is provided with a plug 15 that is concentrically disposed and extends in the axial direction, and the rod 13 of the lifting device 2 has an opening at the tip. A socket 16 that is elongated in the axial direction is provided so that the plug 15 can be removably inserted into the socket 16. The connector 14 outputs a signal from the probe-side signal line to the lift device-side signal line as far as the internal temperature sensor 7, the external temperature sensor 8, and other electrical devices are concerned as a sample measurement probe. The electrical connection for this purpose is constituted by contact-type contacts. That is, the six contact points 15a to 15f provided on the outer periphery of the plug 15 and the six contact points 16a to 16f provided on the inner periphery of the socket 16 corresponding to this contact type connection similar to the prior art. Part.
[0018]
(Configuration of comparative example)
Before describing embodiments of the present invention in detail, a comparative example to be compared with the present invention will be described for convenience of understanding.
[0019]
As shown in FIG. 7, in the comparative example, the first level sensor 9 and the second level sensor 10 for constituting the level measurement probe are connected by a series circuit 17. That is, among the pair of electrodes 9a and 9b constituting the first level sensor 9 and the probe-side signal lines 1a and 1b extending from the connector 14, a series circuit to the coil 10a of the second level sensor 10 is formed by one signal line 1b. It is composed. Accordingly, two signal lines 1a and 1b on the probe side and two signal lines 2a and 2b on the lifting device side connected to the probe side via the connector 14 are sufficient, and therefore, the contact points for connecting the signal lines 2a and 2b are also connected to the probe side. There is an advantage that two sets of contacts 15g and 15h of the signal lines 1a and 1b and contacts 16g and 16h of the signal lines 1a and 2b on the lifting device side are sufficient.
[0020]
FIG. 8 shows a level measuring method using the level measuring probe configured as described above. FIG. 8A shows the elapsed time in the x-axis direction and the height of the molten metal in the y-axis direction. The probe main body descended from the upper atmosphere was immersed in the molten metal layer 5 through the molten slag layer 4. After that, the progress from the molten metal layer 5 through the molten slag layer 4 to the upper atmosphere is shown by arrows.
[0021]
The level measuring probe shown in FIG. 7 has an infinite resistance (Rs≈) because the pair of electrodes 9a and 9b of the first level sensor 9 are opened when the probe body 1 is located in the upper atmosphere. ∞). Therefore, when the probe body 1 is lowered by the elevating device 2 and the first level sensor 9 comes into contact with the molten metal surface 4a of the molten slag layer 4, the pair of electrodes 9a and 9b are short-circuited, so that the resistance rapidly drops (Rs≈0). Thus, the molten metal surface 4a of the molten slag layer 4 is detected. At this time, the coil 10a of the second level sensor 10 has an inductance (Ls). When the probe body 1 further descends and the second level sensor 10 reaches the molten metal layer 5, the inductance (Ls) of the coil 10a changes suddenly, thereby detecting the molten metal surface 5a of the molten metal layer 5. Therefore, based on the detection timing of the molten metal surface 4 a of the molten slag layer 4 and the molten metal surface 5 a of the molten metal layer 5, the descending speed of the probe body 1, and the separation distance between the first level sensor 9 and the second level sensor 10. Thus, the thickness (t) of the molten slag layer 4 is calculated.
[0022]
FIGS. 8B and 8C show two examples of configurations in which detection signals of the first level sensor 9 and the second level sensor 10 are output.
[0023]
FIG. 8B shows an example in which the detection signal is output as a contact signal that changes between OFF and ON. When the probe main body 1 is located in the upper atmosphere, the detection signal is in the OFF state as a standby state. is there. When the first level sensor 9 detects the molten metal surface 4a of the molten slag layer 4, the detection signal is turned ON, thereby detecting the level of the molten metal surface 4a. Next, when the second level sensor 10 detects the molten metal surface 5a of the molten metal layer 5, the detection signal is turned OFF, thereby detecting the level of the molten metal surface 5a. Therefore, the thickness (t) of the molten slag layer 4 can be measured from the length (time) of the ON state of the detection signal.
[0024]
FIG. 8C shows an example in which the detection signal is output as a waveform that gradually increases based on the voltage change. When the probe body 1 is located in the upper atmosphere, the detection signal is in a standby state and the output is zero. Or it is in a low state. When the first level sensor 9 detects the molten metal surface 4a of the molten slag layer 4, the output increases due to an increase in voltage, thereby detecting the level of the molten metal surface 4a. Next, when the second level sensor 10 detects the molten metal surface 5a of the molten metal layer 5, the voltage further increases to increase the output, thereby detecting the level of the molten metal surface 5a. Therefore, the thickness (t) of the molten slag layer 4 can be measured from the difference (time) between the detection timing of the first molten metal surface 4a and the detection timing of the next molten metal surface 5a.
[0025]
(First embodiment of the present invention)
FIG. 3A shows a first embodiment of the present invention relative to the comparative example shown in FIG. In the first embodiment, the first level sensor 9 and the second level sensor 10 are connected by a series circuit 17 so that the signal lines 1a and 1b on the probe side and the lifting device connected to the signal lines 1a and 1b via the connector 14 are connected. The signal lines 2a and 2b on the side are the same as the comparative example in that two signal lines are sufficient, but the electrical connection part of the connector 14 is configured to be non-contact, and the signal on the probe side It is constituted by a mutual induction circuit 21 comprising a primary coil 19 provided on the lines 1a and 1b and a secondary coil 20 provided on the signal lines 2a and 2b on the lifting device side.
[0026]
FIG. 3B shows a first example in which the connecting portion of the first embodiment is embodied. The primary coil 19 is constituted by a coil wound on the axis inside the plug 15, and the secondary coil 19 The coil 20 is constituted by a coil wound on an axis on the peripheral wall of the socket 16, and the outer periphery of the primary coil 19 is surrounded by the secondary coil 20 in a state where the plug 15 is fitted in the socket 16. Yes. Therefore, the mutual induction circuit 21 can be suitably provided even in a narrow space of the plug 15 and the socket 16 provided with the contacts 15a to 15f and 16a to 16f for the sample measurement probe.
[0027]
FIG. 3C shows a second embodiment of the connecting portion, in which the primary coil 19 is constituted by a coil wound on a line intersecting the axis at the end of the plug 15, and the secondary coil 20 is a socket. In the bottom wall of 16, the coil is wound around a line intersecting the axis, and the primary coil 19 and the secondary coil 20 are arranged side by side with the plug 15 fitted in the socket 16. ing. Also in this case, the mutual induction circuit 21 can be suitably provided in a narrow space between the plug 15 and the socket 16.
[0028]
As shown in FIG. 3A, detection means 22 is provided on the signal lines 2a and 2b on the lifting device side. The detection means 22 is configured to output the detection signals S of the first level sensor 9 and the second level sensor 10 as described above from the output line 23, and receives power supply from the power supply 24.
[0029]
(Second embodiment of the present invention)
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, in which the detection means 22 and the power source 24 are provided on the probe-side signal lines 1a and 1b. Accordingly, the non-contact type electrical connection provided in the connector 14 includes the primary coil 19 provided in the output lines 23a and 23b from the detection means 22 and the secondary provided in the signal lines 2a and 2b on the lifting device side. A mutual induction circuit 21 including the coil 20 is used.
[0030]
The detection means 22 includes a memory that stores in advance a separation distance between the first level sensor 9 and the second level sensor 10 that is determined for each product of the probe body 1, and the first level sensor is based on the separation distance data. 9 is a detection signal S for measuring the thickness (t) of the molten slag layer from the molten metal surface level detection data of the molten slag layer 4 by 9 and the molten metal level detection data of the molten metal layer 5 by the second level sensor 10. Is output. Therefore, in the prior art, the measurement error has occurred because the separation distance of the first level sensor and the second level sensor cannot be input, but the advantage that the separation distance having an inherent difference can be input for each probe. There is.
[0031]
Further, the detection means 22 is not affected by a change in resistance value due to a temperature change or deterioration of the conductors constituting the signal lines 2a and 2b, or a measurement error due to a change in capacitance. High accuracy without error.
[0032]
(Third embodiment of the present invention)
FIG. 5A shows a third embodiment of the present invention. In the configuration in which the detection means 22 is provided on the signal lines 1a and 1b on the probe side as in the second embodiment shown in FIG. Is supplied from the power supply 24 on the lifting device side. The connector 14 is provided with a non-contact type electrical connection portion for the power supply line, and the connection portion includes a primary coil 25 provided on the supply lines 24 a and 24 b of the power source 24 and a supply line of the detection means 22. It is constituted by a mutual induction circuit 27 comprising a secondary coil 26 provided at 22a and 22b.
[0033]
FIG. 5B shows an embodiment of the connecting portion, and the primary coil 19 provided on the output lines 23a and 23b from the detecting means 22 so as to constitute a signal line connecting portion for the detecting means 22. Is constituted by a coil wound on the axis inside the plug 15, and the secondary coil 20 provided on the signal lines 2 a and 2 b on the lifting device side is constituted by a coil wound on the axis on the peripheral wall of the socket 16. In the state where the plug 15 is fitted in the socket 16, the outer periphery of the primary coil 19 is surrounded by the secondary coil 20. And the connection part of the supply line for the power supply 24 is arranged in parallel with the connection part of such a signal line, and the primary coil 25 provided in the supply lines 24a and 24b of the power supply 24 is provided on the peripheral wall of the socket 16. The coil is wound around the axis, and the secondary coil 26 provided on the supply lines 22a and 22b of the detecting means 22 is composed of the coil wound around the axis inside the plug 15. The outer periphery of the primary coil 25 is surrounded by the secondary coil 26 in a state in which 15 is inserted into the socket 16.
[0034]
(Fourth embodiment of the present invention)
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. The first level sensor 9 and the second level sensor 10 for constituting the level measuring probe have independent circuits, and output signals thereof. Detection means 22A and 22B are separately provided, and combining means 28 for outputting detection signals by combining detection signals from both detection means 22A and 22B is provided.
[0035]
The non-contact type electrical connection provided on the connector 14 includes a primary coil 19 provided on the output lines 28a and 28b from the combining means 28 and a secondary provided on the signal lines 2a and 2b on the lifting device side. A mutual induction circuit 21 including the coil 20 is used. In the illustrated example, the power source 24 is provided on the probe side, but it may be provided on the lifting device side as in the example shown in FIG.
[0036]
【The invention's effect】
According to the present invention, the probe body 1 is provided with the first level sensor 9 for detecting the molten metal surface level of the molten slag layer 4 and the second level sensor 10 for detecting the molten metal surface level of the molten metal layer 5. In the configuration in which the detection signals of the second level sensors 9, 10 are output from the signal line on the probe side to the signal line on the lifting device side through the electrical connection portion of the connector 14 provided in the attaching / detaching means 11, The electrical connection portion is composed of a mutual induction circuit 21 including a primary coil 19 provided on the signal line on the probe side and a secondary coil 20 provided on the signal line on the lifting device side. Even if the contact space of the connector 14 including the socket 16 is narrow, the connecting portion can be easily provided. As a result, it becomes easy to combine a function as a level measuring probe with a conventional sample measuring probe already provided with contact type contacts 15a to 15f and 16a to 16f. There is an advantage that it is possible to perform sample measurement and level measurement simultaneously in the test.
[0037]
Moreover, since the non-contact connection portion is constituted by the mutual induction circuit 21, there is no occurrence of connection failure due to wear or scuffing as in the case of a conventional contact type contact, and the advantage of maintenance-free can be enjoyed. .
[0038]
Further, according to the present invention, the separation distance between the first level sensor 9 and the second level sensor 10 is stored in advance for each probe, and the separation distance data is output, and the molten slag layer by the first level sensor 9 is output. Detection that outputs a detection signal S as data for measuring the thickness (t) of the molten slag layer from the molten metal level detection data of No. 4 and the molten metal level detection data of the molten metal layer 5 by the second level sensor 10 Since the means 22 is provided, there is an effect that there is no measurement error due to the fact that the separation distance between the first level sensor and the second level sensor cannot be input as an eigenvalue as in the prior art.
[0039]
Furthermore, according to the present invention, since the first level sensor 9 and the second level sensor 10 are connected by the series circuit 17, not only the number of wirings is reduced, but also the connection portion is connected by the mutual induction circuit 21. There is a real benefit of being configurable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a use state of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3A and 3B show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a circuit diagram showing a level measuring device, FIG. 3B is a cross-sectional view showing a first embodiment of a connecting portion, and FIG. It is sectional drawing which shows 2nd Example of this.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
5A and 5B show a third embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a circuit diagram showing a level measuring device, and FIG. 5B is a cross-sectional view showing an example of a connecting portion.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a comparative example with respect to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 shows a comparative example and a level measuring method by the level measuring device according to the embodiment of the present invention, wherein (A) is an explanatory diagram showing a probe immersion path with respect to a molten slag layer and a molten metal layer; Is a waveform diagram showing an example of a detection signal, and (C) is a waveform diagram showing another example of the detection signal.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe main body 1a, 1b Probe-side signal line 2 Lifting device 2a, 2b Lifting device-side signal line 4 Molten slag layer 5 Molten metal layer 9 First level sensor 9a, 9b Electrode 10 Second level sensor 10a Coil 11 Attachment / detachment means 14 Connector 15 Plug 16 Socket 17 Series circuit 19 Primary coil 20 Secondary coil 21 Mutual induction circuit 22, 22A, 22B Detection means 23, 23a, 23b Output line 24 Power supply

Claims

In the apparatus for measuring the level of the molten metal formed by laminating the molten slag layer and the molten metal layer in order from the top,
It consists of a probe body that is pulled up after being immersed in the molten metal, and a lifting device that lifts and lowers the tail end of the probe body via the attaching / detaching means,
The probe body is provided with a first level sensor for detecting the molten metal level of the molten slag layer and a second level sensor for detecting the molten metal level of the molten metal layer, and the output signals of the first and second level sensors are probed. It is configured to output from the signal line on the side toward the signal line on the lifting device side through the electrical connection portion of the connector provided in the attachment / detachment means,
The electrical connection part of the connector is constituted by a mutual induction circuit comprising a primary coil provided in the signal line on the probe side and a secondary coil provided in the signal line on the lifting device side. Metal level measuring device.

In the apparatus for measuring the level of the molten metal formed by laminating the molten slag layer and the molten metal layer in order from the top,
It consists of a probe body that is pulled up after being immersed in the molten metal, and a lifting device that lifts and lowers the tail end of the probe body via the attaching / detaching means,
The probe body digitally processes the first level sensor that detects the molten metal level of the molten slag layer, the second level sensor that detects the molten metal level of the molten metal layer, and the output signals of the first and second level sensors. Detecting means, and the detection signal of the detecting means is configured to be output from the signal line on the probe side to the signal line on the lifting device side via the electrical connection portion of the connector provided on the attaching / detaching means,
The detection means stores in advance a separation distance between the first level sensor and the second level sensor, and based on the separation distance data, the molten slag layer surface level detection data by the first level sensor and the second level sensor. It is configured to output a detection signal that is data for measuring the thickness of the molten slag layer from the molten metal level detection data of the molten metal layer,
The electrical connection part of the connector is constituted by a mutual induction circuit comprising a primary coil provided in the signal line on the probe side and a secondary coil provided in the signal line on the lifting device side. Metal level measuring device.

The first level sensor consists of an electrode type sensor with a pair of electrodes for detecting fluctuations in electrical resistance, and the second level sensor consists of a magnetic type sensor with a coil for detecting fluctuations in the magnetic field, 3. The molten metal level measuring device according to claim 1, wherein the second level sensor is connected by a series circuit.