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耐高温电子钢包秤一、概述冶金企业为了提高钢的质量与合理控制制造成本，在钢水精炼连铸成型过程中，一般需安装电子称量系统，以实现在线计量。
1．车载钢包电子秤用来检测对钢水包注入钢水时的液位，并在精炼时控制合金材料的加入量，以提高冶炼质量，同时对钢包的钢水重量进行称量。
2．回转台钢包电子秤用来监控连铸时钢包内不断下降的钢水液位情况，适时对流量进行控制，当钢水液位接近钢渣时，及时关闭出钢口。
由上可知，连铸工艺中钢包电子秤的运行质量，对钢的质量和提高工效方面起着十分重要的作用。
目前，国内使用的钢包电子秤，虽然其结构各不相同，但它们的安装位置方式都基本相同，一般都是在钢包支承座底下设计一台特殊结构的电子秤，使钢包左右两只耳座支承在电子秤秤架上；一般都需具有耐高温、防溅射、抗冲击及抵御外界横向水平冲击的能力，以确保设备正常运转，满足连铸工艺的需要。
产品制造标准符合：GB7723-87“固定式电子衡”和JJG539-97“数字指示秤计量检定规程。
二、车载钢包电子秤的现场环境特点1.钢水或铁水运载过程中，必须有一特殊运载车进行运载，一般称此运载车为钢水包车或铁水包车，通常统称钢包车。
此车根据钢水包的大小，车体大小各有所不同。
一般运载车以钢轨轨道作为运行路线。
出钢前，由行车吊运经烘烤后的空钢包，从高空放置到钢包车的特定位置。
钢包在吊运前已进行长达几小时的烘烤，表面温度达到60℃～70℃，钢包放置后，运载车开至出钢炉炉口，出钢温度高达1600℃左右的钢水或铁水流入钢包内，现场环境较为恶劣。
主要表现为：a、为了防止钢水外溅及保温，炉口周围虽有隔热板或防火墙保护，但运载车周围的环境温度仍可升至几百度。
b、出钢过程中，炉子的倾角，随出钢量的变化而改变。
为保证钢包口与炉口的一致，出钢车的位置作相应的改变，但在实际操作过程中，会出现不同步现象，经常出现钢水外溢。
钢包车表面都有较厚钢渣。
c、出钢车从出钢炉运行至精炼区精炼时，用大功率电极加温冶炼20～30分钟，此时的钢包壁温已高达几百度，钢包耳座底下的温度可高达250℃左右。
称重传感器的原理和应用有哪些1. 引言称重传感器是一种用于测量物体质量的装置，广泛应用于工业、交通、医疗和家用等领域。
本文将介绍称重传感器的原理和应用。
2. 称重传感器的原理称重传感器的工作原理基于弹性体的变形和电阻、电容或电感的变化。
以下是常见的称重传感器工作原理：•座式称重传感器：座式称重传感器利用弹性体的变形来测量物体的质量。
当物体进入称重平台时，弹性体发生压缩变形，通过测量变形的力来确定物体的质量。
•变阻式称重传感器：变阻式称重传感器使用电阻的变化来测量物体的质量。
当物体施加到传感器上时，电阻的值会发生变化，通过测量电阻值的变化来计算物体的质量。
•变容式称重传感器：变容式称重传感器利用电容的变化来测量物体的质量。
当物体施加到传感器上时，电容的值会发生变化，通过测量电容值的变化来计算物体的质量。
•变感式称重传感器：变感式称重传感器使用电感的变化来测量物体的质量。
当物体施加到传感器上时，电感的值会发生变化，通过测量电感值的变化来计算物体的质量。
3. 称重传感器的应用称重传感器在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：3.1 工业领域在工业领域，称重传感器被广泛应用于生产线上的生产过程监测和控制，包括：•包装行业：称重传感器用于检测包装袋内物品的净重，确保产品的质量和一致性。
•罐体称重：称重传感器用于测量储罐中物料的重量，监控物料的消耗和库存情况。
•输送带称重：称重传感器用于测量物料在输送带上的重量，实时监测生产线上的物料流量。
3.2 交通领域在交通领域，称重传感器用于交通流量的监测和超载车辆的检测。
以下是一些具体应用：•交通流量监测：称重传感器安装在道路或桥梁上，测量通过车辆的重量和数量，用于道路交通流量的监测和分析。
•超载车辆检测：称重传感器安装在称重桥上，用于检测超载车辆。
当车辆通过称重桥时，称重传感器会测量车辆的重量，如果超过设定的阈值，系统将自动报警并记录违章信息。
3.3 医疗领域在医疗领域，称重传感器用于医疗设备和生理监测器材。
耐高温称重传感器---立创工控:徐工在冶金、化工、动力、航空、航天及核工业中，有大量结构件和设备处于高温和载荷同时作用下工作。
为了研究高温环境下的强度条件和工作状况，需要测量热态工况下的应力和应变，所用的敏感元件就是高温电阻应变计。
随着高温条件下工业过程自动化水平的提高，急需高温电子秤进行称重计量，例如冶金企业普遍采用钢材连铸成型新工艺，在连铸过程中，计量两个大包和中间包的钢水重量，控制钢水液位对安全生产至关重要。
大包和中间包电子秤的基础部件就是耐高温称重传感器，它的敏感元件就是高温电阻应变计。
可以说高温电阻应变计是高温应变电测技术和耐高温称重传感器技术的基础，它是耐高温称重传感器的核心部件。
因此，世界工业发达国家都非常重视高温电阻应变计、耐高温称重传感器基础技术与应用技术的研究，开发出多种系列、不同规格的高温电阻应变计和耐高温称重传感器，取得了比较理想的测试和应用结果。
在我国大型钢铁企业中，炼铁厂和炼钢厂的生产对象主要是高温的铁水和钢水，鱼雷罐车、混铁炉、铁水包、钢水包、钢锯吊车、中间包、浇注钢包、真空冶炼钢包都是储运高温铁水和钢水的容器和运输工具。
为了适应工艺制作和经济考核的需要，炼铁厂和炼钢厂都需要对转运中的高温铁水和高温钢水进行在线称量。
同时，根据各钢铁企业的工艺设备和生产特点，铁水和钢水称量测控点的位置不同，但却有一个共同的应用工况特点，即需要在高温环境下进行称重作业。
高温称量装置的表面温度一般可达到200℃以上，所以，对于上述高温铁水和钢水的在线称量，必须使用能在高温环境下工作的电子秤。
高温环境下工作的电子秤除了称量装置上要根据主体工艺设备形状、规格和特殊技术要求作专门的设计外，关键是必须使用能在高温下稳定工作的250℃耐高温称重传感器（同时，也必须提供适用于高温环境的各种附件和称重显示仪表，例如：高温电缆、限位附件、大屏幕显示器、重量变送器、称重显示控制器、信号箱或无线接收和发射机等）。
称重传感器及其应用一、称重传感器介绍（一）简介室称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。
用传感器应先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用称重传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性。
在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上，新旧国标有质的差异。
主要有S型、悬臂型、轮辐式、板环式、膜盒式、桥式、柱筒式等几种样式。
（二）称重传感器的分类称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等8类，以电阻应变式使用最广。
1．光电式包括光栅式和码盘式两种。
光栅式传感器利用光栅形成的莫尔条纹把角位移转换成光电信号（图2）。
光栅有两块，一为固定光栅，另一为装在表盘轴上的移动光栅。
加在承重台上的被测物通过传力杠杆系统使表盘轴旋转，带动移动光栅转动，使莫尔条纹也随之移动。
利用光电管、转换电路和显示仪表，即可计算出移过的莫尔条纹数量，测出光栅转动角的大小，从而确定和读出被测物质量。
码盘式传感器（图3）的码盘（符号板）是一块装在表盘轴上的透明玻璃，上面带有按一定编码方法编定的黑白相间的代码。
加在承重台上的被测物通过传力杠杆使表盘轴旋转时，码盘也随之转过一定角度。
光电池将透过码盘接受光信号并转换成电信号，然后由电路进行数字处理，最后在显示器上显示出代表被测质量的数字。
光电式传感器曾主要用在机电结合秤上。
2．液压式在受被测物重力P作用时，液压油的压力增大，增大的程度与P成正比。
测出压力的增大值，即可确定被测物的质量。
液压式传感器结构简单而牢固，测量范围大，但准确度一般不超过1/100。
3．电容式它利用电容器振荡电路的振荡频率f与极板间距d 的正比例关系工作(图6 )。
极板有两块，一块固定不动，另一块可移动。
在承重台加载被测物时，板簧挠曲，两极板之间的距离发生变化，电路的振荡频率也随之变化。
温度传感器的原理及应用1. 介绍温度传感器是一种能够测量温度并将其转化为电信号的器件。
它广泛应用于各种领域，如工业控制、环境检测、医疗设备等。
本文将介绍温度传感器的基本原理和常见的应用领域。
2. 温度传感器的工作原理温度传感器通过感应温度变化来输出与温度相关联的电信号。
常见的温度传感器有热敏电阻（PTC、NTC）、热电偶、热电阻等。
以下是几种常见温度传感器的工作原理：2.1 热敏电阻（PTC、NTC）热敏电阻是一种电阻随温度变化而变化的器件。
其中，正温度系数（PTC）的电阻随温度升高而增加，负温度系数（NTC）的电阻则随温度升高而减小。
利用这种特性，可以通过测量电阻值来获得温度值。
2.2 热电偶热电偶利用两种不同金属的热电特性来检测温度。
当两端形成温差时，会产生热电势。
根据热电势的大小，可以推算出温度值。
2.3 热电阻热电阻也是一种电阻随温度变化而变化的器件，其电阻值随温度的升高而增加。
常用的热电阻有铂电阻（PT100、PT1000）等，通过测量电阻值来确定温度。
3. 温度传感器的应用温度传感器在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：3.1 工业控制工业控制中，温度传感器被广泛用于测量、监控和控制各种设备和系统的温度。
例如，在冶金工业中，温度传感器被用于测量熔炼炉中的温度，以确保炉温稳定在所需范围内。
3.2 环境检测温度传感器在环境检测中起着重要作用。
例如，在气象站中，温度传感器被用于测量大气温度，以便为天气预报提供数据支持。
此外，室内温度传感器也被广泛应用于智能家居系统中，以实现温度自动调节。
3.3 医疗设备在医疗设备中，温度传感器被用于测量病人体温。
这对于监测病人的健康状态至关重要。
温度传感器可以将体温转化为数值信号，方便医生和护士实时监测患者的温度。
3.4 汽车工业温度传感器在汽车工业中也扮演着重要角色。
例如，发动机温度传感器被用于监测发动机的工作温度，以避免过热或过冷造成的损坏。
(3)LL T 双转子流量计:主要用于汽油、煤
油、柴油、原油、重油等石油制品的工业和商业交易计量。
4 配管
(1)配管要领:
①在安装流量计配管时,请不要使管道发生歪斜,以免影响流量计的精度和使用。
②请将流量计装在泵的出口管线上。
图7 流量计配管图
③请按照流量计的流入方向即箭头指向安装流量计。
④尽可能将过滤器安装在流量计上游最接近的位置,过滤器前流量计后必需安装截止阀,尽量在安装流量计的位置设置旁路管线。
(2)配管示例:
5 结束语
上面介绍的几种流量计除椭圆齿轮流量计外,U F — 流量计和LL T 双转子流量计都是目前世界上新型的容积式流量计,在工业或商业交易计量中具有优越的性能,在工矿企业、油田、油库、码头等场所计量石油及其制品中达到了广泛应用。
(收稿日期:1998-05-26)
250℃高温称重传感器及其应用
张益平
(宜兴申大电子称量有限公司 宜兴 214221)
摘 要 介绍高温传感器的特点及其应用场合,根据其特点和要求,简要介绍了高温传感器所用耐高温材料特殊元器件的选择。
关键词 传感器 温度梯度 自补偿
长期以来我国高温称重测力领域中所用的高温传感器仅仅依靠进口,采用国外的压磁式高温称重传感器,精度低、可靠性差,而采用国外的电阻应变式高温称重传感器,价格比较昂贵,而国内传感器行业对此研究试验极少,成熟的高温传感器并不多见。
宜兴申大电子称量有限公司通过两年多时间的研究和开发,广泛吸收国内外传感器专家的经验,终于成功地开发出了250℃电阻应变式高温称重传感器,1997年5月份通过了国家冶金部门的技术鉴定,其综合性能指标在加温加载下均优于011%F 1S 。
这种高温传感器可广泛应用于冶金、化工、铸造等行业高温作业中的称重测力领域,实现称量自动化。
1 高温传感器的特点
250℃高温称重传感器,实际上属于中温电
阻应变式称重传感器范畴,它与常温的电阻应变式称重传感器应变测量原理相同——一个机械力作用在称重传感器上,使弹性体中心产生微小变形,这个微小的变形引起胶合在弹性测量体上的应变片的电阻改变,通过惠司顿电桥转变成为电信号而进行测量。
不同之处主要是采用自动补偿的耐高温应变计、耐高温粘结剂、耐高温焊锡与耐高温的专用电缆,采用电脑自动采集系统进行温度补偿,采用电脑控制连续法,自动加温加载,并采用特殊的制造工艺处理和特殊的补偿元器件,保证其在恶劣的使用温度环境下,长期高温热辐射、环境温度递变
或瞬变时,保持传感器称量的精度,确保其达到稳定可靠。
因为高温传感器使用温度范围在0～250℃内,有时温度梯度变化剧烈,必须解决传感器零点基准的漂移,以及在这么大的温度范围内满量程输出的一致性。
由于传感器弹性体的弹性模量随温度变化而变化,还必须进行各个温度点的弹性模量补偿,并解决相应温度范围内灵敏度系数的变化。
现结合对高性能高温柱式传感器的实践,对其在制作过程中耐高温元器件的选择予以介绍。
111 电阻应变计的选用
根据电阻应变计温度适用范围的分类, -30℃～+60℃为常温应变计,60℃～350℃为中温应变计,大于350℃为高温应变计,而中温应变计又可细分:60℃～150℃中温应变计, 60℃～250℃中温应变计,60℃～350℃中温应变计。
选用时必须根据其工作温度选定合适的基底材料的中温应变计。
60℃～150℃可选用康铜基底的自补偿电阻应变计,一般的康铜应变计,由于在200℃时康铜开始相变,电阻率发生变化,因此对250℃高温称重传感器就不再适用,而卡玛和伊文丝片均能在250℃下正常工作,所以250℃高温称重传感器必须选用能在250℃下正确测量,且能对温度进行自补偿的卡玛或伊文丝片电阻应变计。
选用时采用进口玻璃纤维增强聚酰亚胺基底卡玛温度自补偿应变计,其工作温度范围:-196℃～+250℃,补偿温度:10℃～200℃,其自补偿特性为11×10-6 ℃,与我们选用的弹性体40C rN i M oA钢材线膨胀系数相匹配,而且热输出小,具有较高的绝缘电阻和应变极限,其灵敏系数随温度变化较小。
112 弹性体的选择
选择合适的弹性体材料,保证其弹性模量在0～250℃范围内其总体性能稳定可靠。
选定优质合金钢40C rN i M oA,其弹性体结构的设计上应保证工作应变片之间空间距离尽可能集中“一点”,这会大大减少温度梯度下引起传感器的零漂。
113 高温应变胶和保护面胶
粘贴高温应变计用的胶要求必须能耐高温,具有高胶合性,必须具备高绝缘性和优良的蠕变特性,选择时还必须使它们的热膨胀系数与弹性体的热膨胀系数在测试时精密匹配,这样防止升温时胶错位、裂开。
选用时胶和弹性体的热膨胀系数之差一般不应超过212×10-6 ℃。
不合适的胶,能给传感器带来一定的蠕变而造成测量误差,因此,必须选用高温应变计制造者推荐的胶才是安全的。
在应变计的背面,弹性体的贴片区涂上保护面胶,可以提高传感器的抗温度梯度的能力。
114 进口高温焊锡、高温引线及高温电缆高温焊锡宜采用进口焊锡,熔点>280℃。
高温传感器所用导线对应变计特性,包括灵敏度、零点温度漂移和其它有较大影响,必须选用具有较小的电阻率和电阻温度系数,在其整个温度范围内导线之间保证足够的绝缘电阻。
采用的高温引线是从日本进口的一种单丝线,康铜材质,外套玻璃套管,工作温度为350℃,可用以高温焊锡连接,也可用点熔焊。
高温电缆价格比较昂贵,尤其为进口高温电缆,因此,用户在选用时,必须根据实际测试温度现场,正确估计其长度。
115 保证高温传感器零基准稳定的机理众所周知,传感器的稳定性主要表现在零点和灵敏度的稳定,常规的称重传感器因季节缓慢变化造成的弹性体总体温度变化,由于变化缓慢,传感器事实上是依靠桥路网络的自补偿功能和常规的零点温度补偿技术解决的,然而在瞬态热冲击下,大多不具有自补偿功能。
因为,高温传感器在使用温度范围0～250℃,其使用温度环境肯定存在着无可避免的剧烈变化,而基底和粘结剂材料的绝缘电阻、剪切强度、材料延伸率等随着温度而变化,敏感栅材料在高温下易于氧化,以及引线与片焊点接触电阻变化等都能增大传感器的零点漂移。
这样,寄希望于传感器的常规的温度补偿无多大意义。
然而,在高温工况测试中传感器零点的稳定是高温传感器正确测量的前提,也是高温传
感器制作的重点技术和关键工艺。
首先必须选用能对温度进行自补偿的电阻应变计。
这种自补偿应变计在制造时,通过材料选择,结构设计和制造工艺,使应变计在高温环境下工作时,几乎没有热输出或热输出很小。
而且,必须对应变计进行严格的稳定化处理和防护措施,采用试验的方法使应变计在组桥时其热输出相互补偿,大大增强了传感器抗温度梯度的能力。
另外,高温应变计引线和导线通过高温焊接或点熔焊连接,不正确的导线处理会给高温传感器带来噪声和测量的不稳定。
导线联接还必须采用三线联接法消除导线电阻因温度变化对应变测量的影响。
通过以上方法,高温传感器的零点输出随温度,特别是温度梯度影响,其漂移量都得到一定的控制,但仍然不能使引起温度漂移的因素完全消除,其零点输出随环境温度变化还会有所变化,因此,还必须逐一对高温传感器进行零点温度补偿。
采用高低温计算机循环检测系统进行数据采集和处理,一次温度循环标定完以后,根据计算机上回程温度特性曲线,并兼顾各个温度点进行零点温度补偿。
送北京鉴定两只高温传感器,其补偿前后特性曲线如图1所示。
图1 高温传感器温度特性
116 灵敏系数温度补偿
弹性元件材料弹性模量E 随着温度而改变,变化的结果使得传感器的输出信号变化,即会产生传感器灵敏系数的温度影响,而且应变计的灵敏系数在常温下是一常数,但在高温环境中,由于敏感栅材料的灵敏系数、粘接剂和基底材料的传递变形能力都会随温度变化,从而引起应变计灵敏系数发生变化。
因此,必须逐个对高温传感器的弹性模量进行补偿。
在实际试验和标定测试中,在标定机上安装高温烘箱保持所测温度点的温度进行加压测定输出。
本试验每隔50℃为一间隔点,共设5个加热点测量其性能。
标定时采用计算机控制连续法自动加载系统,最大限度地模拟了实际工况来测定各项数据进行各个高温点的灵敏系数温度补偿。
2 高温传感器的应用技术
随着钢厂冶炼工艺计算机控制技术的发展,高温传感器的应用将越来越广泛,下面许多场合都必须用到高温传感器:
(1)老钢厂连铸工艺技改过程中,要对钢包、中间包进行钢水液位在线检测,实测传感器安装部位的表面温度达175℃～250℃。
(2)转炉、电炉完成冶炼作业后,需要把钢水注入钢包,。
工艺上要求对钢水净重进行检控。
在这种使用情况下,空钢包烘烤后吊上钢包车,此时传感器就已受热辐射、热传导的威胁;开到出水口后,传感器受到高温钢水的辐射和护墙的二次辐射;有时还有钢水、熔渣的溅射,甚至溢泻。
(3)转炉旁侧设配料料斗秤用的称重传感器,几乎被转炉升腾的高温灰尘、火星所淹埋,传感器受到高温、燃烧的威胁。
(4)其它高温作业场合的称量
在实际应用中,如果传感器四周温度过高,还必须在高温传感器外围进行温度隔离,可在其四周用耐火砖砌一个围墙,中间用干燥的耐火土捣实,以起到隔热作用。
其电缆线的铺设也比较重要,除采用耐高温电缆以外,如温度过高,还必须在电缆线外用套管保护,通过耐火砖孔,通到地面引到控制室。
这样,即使跑渣或火星淹埋,也不致于把传感器引线等烧毁,大大延长整个装置的使用寿命。
(收稿日期:1998-03-23)。
