炉渣粘度计电子显示技术

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.1980.03.014 北京钢铁学院学报 1980年第3期 炉渣粘度计电子显示技术 炼铁教研室粜英豪 摘要 介绍感应脉冲粘度计的原理、制作及使用。它适用于测量各种炉渣及熔融金属 的粘度，具有很宽的测量范围及夏好的灵敏度。着重讲述粘度计的电子显示技术、 检测电路设计和调试。采用感应脉冲方法将粘度这个非电的物理量变换成电部号， 用数字仪表直接显示填出，精度为±1.5%。在数据的积分、记忆过程中，以新的 电路设计和应用集成电路运算放大器保证了戛好的准确度，从而代替了价格很费的 数棋转换电子设备。 粘度大小随试样温度升降而变化能作连续测量，配用x一y函数记录仪便自动记 录画出粘度一温度关系曲线。从脉冲间隔取出粘度数值这种方法有很好的重现性， 而采用感应调谐回路产生脉冲则能排除各种干拢，这两方面是本粘度计的特点。从 电路设计、实物制作、运转调试等方面介绍必要的计算公式及统调经验。 在火法冶金过程中的熔融金属及渣液，都具有一定的粘度，即流动性的好坏。为了研究 高温熔体结构以及高温时各种反应机理，都必须测定其液态时的粘度状况。例如高炉炼铁过 程中，炉内尚未还原元素的氧化物形成初渣一直到炉缸放出的终渣，是一个复杂的物理化学 变化过程，而炉渣粘度对这整个冶炼过程有很重要的影响： 1.炉料透气性的好坏。 2.炉缸中渣铁分离和生铁质量。 3.对于新矿种造渣粘度的了解。 欲知它们的粘滞性能，就需对粘度进行测定。 所谓粘度，常用粘滞系数)来量度，它的定义是 dF 1=- d b dx 其物理意义是指不同流速的各液层间所具有的内摩擦力F,当某一层的流速为V时，相 距dx的另一层的流速为V+dV,那么液层间的内摩擦力F与速度差dV及接触面积S成正 比，而与液层间距离dx成反比。 即 d FocdV·dS 并有 dFoc_1 d x 故 dFoeds dv dx 114

北 京 钢 铁 学 院 学 报 年 第 期 炉 渣 粘 度 计 电 子 显 示 技 术 炼铁教研 室 黎英， 摘 要 介 绍感应 脉 冲枯度计的原 理 、 制作及使用 。 它适用 于测 量 各种炉渣及熔敲 金属 的枯度 ， 具 有很 宽的测量 范 围及 夏 好 的灵 敏 度 。 着重讲迷 粘度计 的 电子 显 示 技 术 、 检 测 电路设 计和调 试 。 采 用感应 脉 冲方 法将枯度这个非 电的物理 量 变换成 电佩 号 ， 用数 字仪 表直接显 示 谈 出 ， 精度为 士 。 在 数据 的积分 、 记 忆过程 中 ， 以断的 电路设 计和应 用集成 电路运 算放大器 保证 了员 好 的 准确度 ， 从 而 代替 了价格很 贵的 数模 转换 电子 设备 。 枯度 大小 随试样 温 度升降而 变化 能作连续测量 ， 配 用 一 函数 记 录仪 便 自动记 录 画 出枯度一 温 度关 系 曲线 。 从脉冲间 隔 取 出枯度 数值 这 种 方 法 有很 好 的重 现性 ， 而 采 用感应 调 谐 回 路产 生脉 冲则 能排除各 种 千 拢 ， 这 两 方面是 本粘度计 的特点 。 从 电路 设 计 、 实 物制作 、 运 转调 试 等方面 介绍 必 要 的计算公 式及统调 经 验 。 在 火法冶金 过 程中的熔 融 金 属 及渣液 ， 都具有一 定的粘度 ， 即 流 动性的好坏 。 为了研究 高温熔 体结构 以 及高温时 各种反应机理 ， 都 必 须 测 定其液态 时 的粘度状 况 。 例 如高炉炼铁 过 程中 ， 炉内尚未还原元 素的氧化物形成 初渣一直 到炉缸放 出的终渣 ， 是 一 个复杂 的物理 化学 变 化过 程 ， 而炉渣粘度对这 整个冶炼过 程有很 重 要的影 响 炉料透气性 的好坏 。 炉缸 中渣铁 分 离和生铁 质 量 。 对于新矿种 造渣粘度 的了解 。 欲 知 它们 的粘滞性能 ， 就需对粘度进 行 测定 。 所 谓 粘度 ， 常用 粘滞系 数 月 来 量度 ， 它 的定义是 。 一 下 一 其 物理 意义是 指不 同流速的 各液层 间所具有的内摩擦力 ， 当某一层 的 流速为 时 ， 相 距 的另一层 的流速为 ， 那 么液 层 间的 内摩擦力 与速度差 及 接触 面 积 成正 比 ， 而与液层 间距 离 成反 比 。 即 · 并有 故 “ 去 一 昌答 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1980．03．014

将比例式成立为等式，需引入比例常数门，则有 dF=n·ds.dy dx dF 所以 7-、d dv (1) dx 式中dF/dS为液流各层之间单位面积上的相互摩擦力，以达因/厘米2表示。 dx 为液流各层间的相对速度蹄度，以量秒。存表示。 厘米 dF 代入(1)式 7sdS=达因/厘米=达因·秒/厘米 1/秒 dx 单位称为泊。 粘滞系数n又称绝对粘度，简称粘度。通常高炉渣在1500℃时粘度为2~6泊。 一、测量设备 测量结构属于旋转式，它适用于测量各种炉渣及熔融金属的粘度，具有很宽的测量范 围，量程为0.2~100泊，并具有良好的精度，仪表指示误差为±1.5%。测盘设备如图1所示。 图1 . 小电机 16 轴 3 丝d0,人 0.3m/m 高频脉冲 积分记忆 4. 石墨杆 发生器 电路 : 片 铜片 石墨坩埚 渣液 9 坩埚垫座 0☒ 10,刚玉管 11.组丝 数字期率计 12.炉内填料 xy记泳仪 13.炉壳 14. 热电偶 15. 检测头 16. 高频脉冲发生 17. 积分记忆电路 18. 数字频率计 19. y 函数记录 115

将 比例式 成 立为 等式 ， 需 引入 比例常数 月， 则 有 。 具卫 所 以 月 一 式 中 为液 流 各层 之 间单位面 积 上 的相互摩 擦力 ， 以达 因 厘 米 “ 表 示 。 、 ， 、二 、 ，， ， ， ， ， 一 。 ， ， 、 一 石二了 刀 战 掀 合坛 刊 阴 相 坷 迷厌姊 厦 ， 以 入 厘 米 秒 厘 米 牛 表 示 。 秒 代入 式 月 一下片石产 一 达 因 厘米 秒 达 因 · 秒 厘 米 单位称为泊 。 粘滞系数 月 又称 绝对 粘度 ， 简称 粘度 。 通 常高炉渣在 ℃时 粘度为 泊 。 一 、 测 量设 备 测 量结 构 属 于 旋 转式 ， 它适用 于 测量 各种 炉渣及熔融 金 属 的粘度 ， 具有很宽 的测量 范 围 ， 量 程为。 泊 ， 并具有良好 的精度 ， 仪表指示误差为 土 。 测 量 设备如 图 所 示 。 ‘ 图 小 电机 转轴 钢丝 高匆脉冲 发生器 积 分记忆 电路 发生 冲座料祸 检器积仪炉热石铜数渣柑丫高朔刚分叨测字片壳频液蜗玉丝墨内电偶脉头杆柑填垫管 卫 ‘ ﹃上， ’。 日 乡 了， 口 卫 二和 数字须率 计 叶 一 ， 扮 记录 仪 上上‘， 八任一几 酥 目动，﹃ 记 忆 电路 颇率 计 … 函数 记 录 主 叮︸口

二、测量原理 参看图1，恒速转动的小电机，减速后转速为，通过吊挂的钢丝带动石墨杆作同速n 转动，下端为方头的石墨杆插入高温渣液中。由于渣液具有的粘滞性，就有一个摩擦阻力作 用于石量测头上，这个摩擦力矩M的大小和粘度η及转速n成正比。又由于钢丝直径很细(d 0.1~0.3m/m),转动状态时在靡擦力矩M的作用下，钢丝产生一个扭角中，在钢丝的弹 性极限以内时，扭角中就反映了这个力矩M的大小，并且成正比线性关系。 所以 中cMc门·n 将比例式确立为一个等式，则引入比例常数(1/K),则有 中=(k)nn 所以 n=K.中 (2) n 式(2)中的中/n实质上就是以n的角转速，转过中角所需要的时间t,所以有 中=t(时间) 代入(2)式可写成 n=K。t (3) 式中K称设备常数，式(3)为本文测定粘度的基本公式。只要将t测出，门就可求得。 问题的关键是在旋转的动态中测t。 三、检测电路 为了将上式(3)中的t测出，应用感应脉冲电路来检测。原理电路图如图2，它是设备 图1中的15~19的具体化。有些粘度计是应用灯影及光敏管来产生脉冲进行测量的，缺点是 受室外光线、炉子辐射光的干扰很大。炉子的高温热、灯影亮度的稳定性等因素都对测量精 度有很大影响。而采用感应脉冲电路，则能完全排除这些弊病，它具有不接触、遥惑的特 点，不怕光、不伯热，重现性好。在数据的计数、记忆过程中应用集成电路运算放大器，以 达到良好的线性。 116

二 、 测量原 理 参看图 ， 恒速 转动的小电机 ， 减速后 转速为 ， 通 过 吊挂的钢丝带 动石墨 杆 作 同速 转 动 ， 下端为方头的石墨杆插 入 高 温渣液中 。 由于渣 液具有的粘滞性 ， 就 有一个摩擦 阻力作 用 于石墨测头上 ， 这个摩擦 力矩 的大小和 粘度” 及 转速 成正 比 。 又 由于 钢丝直 径很 细 。 。 ， 转动状态 时在摩擦力矩 的作 用下 ， 钢丝 产生一个扭 角 小 ， 在钢 丝 的弹 性极 限 以内时 ， 扭 角小就反映了这个力矩 的大小 ， 并且成正 比线性关系 。 所 以 小 ” · 将 比例式 确立为一个 等式 ， 则引入 比例常数 ， 则 有 、 甲 气一万矛 皿、 所 以 二 小 一 孟 、 一二一一 式 中的小 实质上就是 以 的角转速 ， 转过 小角所 需要的时 间 ， 所 以有 主 一 时 间 代入 式 可写成 · 式 中 称 设备常数 ， 式 为 本文 测定粘度的 基本公式 。 问题 的关键是 在旋 转的 动态中测 。 只 要将 测 出 ， 月 就可求得 。 三 、 检测电路 为了将上式 中的 测 出 ， 应 用感应 脉冲电路来检测 。 原理 电路图如 图 ， 它是 设备 图 中的 的具 体化 。 有些 粘度计是应 用灯影及光 敏管 来产生脉冲进行 测 量的 ， 缺点是 受 室外光线 、 炉子辐射光的干扰很大 。 炉子 的高温热 、 灯影 亮度的稳定性 等因素都对测盆精 度有很大影 响 。 而采 用感应 脉冲电路 ， 则能完全排 除这些弊病 ， 它具有不 接触 、 遥感的特 点 ， 不 怕光 、 不 怕热 ， 重 现性好 。 在数据 的计数 、 记忆过程 中应 用 集成 电路运 算放大器 ， 以 达到 良好 的线 性

试1液 门 相 4110.08 1251 17.2.2 C0 AS/ 2 414 10.0c08/c1850021 高 首 道美 117

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四、电路简介 (一)粘度数字显示部分 BG!、BG2、BG,组成高频振荡脉冲发生器，其中L1、L2一对线圈是整个电路的检测 敏惑元件，它单独构成检测头15，L1+L2是串联安装。BG1是电感三点式高频振荡器(f= 10兆周/秒)L1、L2、C:串接在BG1发射极回路上。D,作高频检波用，BG2是低频放大， BG是射极跟随器输出级。电路工作时BG,起振，就有高频电流流过L1、L2及C,产生高 频交变空间磁场，·当固定在2上的铜片5旋转在测头15(L:+L,)旁边经过时，铜片切割 磁力线（铜片与测头的近距离约6mm),在铜片上产生感应涡流及足够大的反磁通，使L1、 L,原有磁通及交流阻抗发生一个突变，BG!由振荡而 立即停振。在BG。的发射极电阻R,上便输出一个正脉 冲1，如图3所示。在设备静态时，铜片5与6是对齐 的。在旋转动态下，由于粘度及钢丝扭角中的作用，使 6与5错开一个距离，6落在5的后边，当6也经过测 头旁边时，同样也产生一个正脉冲2。脉冲1与脉冲2 时间 的时间间隔t,就是式(3)门=K·t中的t。将这个脉 冲间隔的讯号输入到五位数字显示仪表（数字频率计）， 图3 便直接读出t的数值。例如t=1203mS(毫秒)。代入 式(3)η=K·t便能求出粘度数值。t是随试样的成分及温度变化的参数。 设备常数K的标定： 将式(3)移项得 K=n 可用标准试样蓖麻油常温下在设备上标定，测出其t值，而蓖麻油的1可根据当时的油 温从手册中查出，代入便能算出K值。求K时的转速应和测定炉渣时的转速n一样(n=10 转/分)，在每次更换钢丝、石墨杆时都要重新标定一次K值。测大粘度时用粗钢丝，小粘 度用细钢丝。 (二)自动记录曲线部分 将脉冲间隔毫秒值变换成电压毫伏值，进行自动记录并绘画出粘度（η）一温度(T)曲 线，是由积分运算及计数记忆电路来完成的。此t值例如为1203m5,是石墨杆每转-一圈出现 一次的数，是个间断的不连继的数值，要变换成连续的毫伏值，才能输入到x一y函数记录仪 仪的y轴端。并同时将渣液温度，-例如1500℃（相当于15.504毫伏)输入到记录仪的x轴端， 便能在测定过程中绘画出门一T关系山线。经实际测定，其典型图形如图4所示。曲线1为 “短渣”，一般为碱性渣，有较明显的转折点M(凝固温度)，曲线2为“长渣”，一般为 酸性渣，没有明显的转折点。可见】一T曲线形状随试样的成分及温度而变化。 BG、BGs等组成双稳态触发器，它将脉冲1及2变换成一个宽脉冲3，如图5所示。 脉冲3的高度是恒定的电压值，而它的宽度却完全等于脉冲1、2的间隔t。集成电路运算 放大器BG,(5G23B)则对脉冲3进行积分，如图5中4的波形，是一个线性极好的锯齿 波，其线性是由运算放大器来保证的。BG。场效应管起开关作用，对讯号峰值过后进行 零。积分结果即锯齿波的高度（电压毫伏）则正比于t,而且是严格的线性关系。从而完成 118

四 、 电路简介 一 粘度橄字显示部分 ， 、 、 组成高频振 荡脉冲发生器 ， 其中 、 一对线 圈是 整个电路 的检测 敏感元件 ， 它单独构成 检测头 ， 是 串联安装 。 是电感三 点式高频 振 荡器 “ 二 兆周 秒 、 、 串接在 发射 极 回路上 。 作高频 检波用 ， 是低频放大 ， 是射极跟随器输出级 。 电路工 作时 起振 ， 就 有高频 电流流过 ，、 及 ， 产生高 频 交变空间磁场 ， 当固定在 上的铜片 旋 转在 测 头 旁边 经过时 ， 铜片切 割 磁力线 铜片与测 头的近距 离约 ， 在 铜片上产生感应 涡 流及足够大的反磁通 ， 使 、 原 有磁通 及交 流阻抗发生一个突变 ， 由振 荡而 冲脉 曰以日匕 士脉冲一 压电 立即停振 。 在 的发射 极 电阻 ， 上便输 出一个正 脉 冲 ， 如 图 所 示 。 在 设备静态对 ， 铜片 与 是对齐 的 。 在 旋 转动态 下 ， 由于粘 度及 钢丝扭 角 小的作用 ， 使 与 错开一个 距 离 ， 落在 的后边 ， 当 也经过 测 头旁边 时 ， 同样也产生一个正 脉 冲 。 脉 冲 与脉冲 的时间间隔 ， 就 是式 ” · 中的 。 将这个脉 冲间 隔的讯号输入 到五位数字显示仪表 数字频率计 ， 便直接读出 的数值 。 例如 毫秒 。 代 入 时问 图 式 劝 ‘ 便能求出粘 度数值 。 是随试 样的成 分 及 温度变化 的参数 。 设备常数 的标定 将式 移项得 斗 可用 标准试样蓖麻油常 温下在设备上标 定 ， 测 出其 值 ， 而蓖麻油的 月 可根据 当时 的油 温从手册中查 出 ， 代入 便能算出 值 。 求 时的 转速应 和测定炉渣时 的转速 一样 转 分 ， 在每次更换 钢丝 、 石墨杆时都 要重 新标 定一次 值 。 测大粘度时用 粗 钢丝 ， 小粘 度用 细钢丝 。 二 自动记录曲姚部分 将脉冲间隔毫秒值 变换成 电压毫伏值 ， 进行 自动记 录 并绘 画 出粘度 一 温度 曲 线 ， 是 由积 分运 算及计数 记忆 电路来完成 的 。 此 值例如 为 ， 是石墨杆每 转一 圈 出现 一次的数 ， 是个间断 的不 连继 的数值 ， 要变换成 连续 的毫伏值 ， 才能输入 到 一 函数记 录仪 仪 的 轴端 。 并同时将渣液 温度 ， 一 例如 ℃ 相 当于 毫伏 输入 到记 录仪 的 轴端 ， 便能 在 测 定过 程 中绘 画 出 一 关 系 曲线 。 经 实际 测定 ， 其典型 图形 如 图 所 示 。 曲线 为 “ 短渣” ， 一般为碱 性渣 ， 有较明显 的 转折点 凝 固 温度 ， 曲线 为 “ 长渣” ， 一般为 酸性渣 ， 没 有明显 的转折点 。 可见 月一 曲线 形状随 试 样的成 分 及 温度而变 化 。 ‘ 、 。 等组成双 稳态触 发器 ， 它将脉 冲 及 变换成一 个宽脉冲 ， 如 图 所 示 。 脉 冲 的高度是恒定的 电压值 ， 而 它的宽 度却完全等于脉 冲 、 的间隔 。 集成 电路运 算 放大器 ， 则对脉冲 进行 积 分 ， 如 图 中 的波形 ， ， 其线 性 是由运 算放大器来 保证的 。 。 场效应 管 起开关作用 ， 是一个线 性极好 的锯 齿 对讯 号峰值过 后进 行 置 。 积 分结果 即锯 齿波的高度 电压毫伏 则 正 比 于 ， 而且 是严 格 的线 性 关系 。 从 而完 反 零波

电压 时间 (泊) T温度℃ 图4 图5 了毫秒一毫伏的变换。但这个毫伏值仍然是间断不连续的，BG则能把它稳定成一个连续的 毫伏值。BG、C1、C1组成计数记忆电路，C,是跟踪电容，C,是记忆电容。BG,的工 作状态是很特殊的： 1.静态时BG。集电极无工作电压，动态时才有。 2.BG既起三极管作用又起两个二极管的作用。这两种作用交替进行，而且紧密配 合，才保证跟踪及记忆的实现，从而达到将间断的讯号变换成连续的毫伏值。这是三极管的 特殊应用。 开始时，当一定峰值的锯齿波讯号加到BG的基极时，由于其集电极没有工作电压，这时 BG,的b一e结、b一c结相当于两个导通的二极管，它们很快分别对C11、C:z充电至讯号峰 值，当峰值过后，这两个二极管则反向偏置，记忆电容C12就记忆下这个正峰值，由于BG,场 效应管的输入阻抗很高，使C12相当于悬空状态，便使C:2记忆下的电压值，长期不联落而 保持连续性。当下一个较大的正峰值来临时，C12又继续充电至一个新的较大的电压值。 当峰值过后，跟踪电容C11通过R21、W:(都是大电阻值)放电。由于R:1、C:1的时 间常数很大，所以放电速度很慢（这个放电快慢可参考设备常数K来选择，调整W:来改 变)。当下一个较小的峰值来时，C::放电到一个较小的电压值VM·当新来的锯齿波增长到 VM+0.7伏时，BGa立即以三极管的性能投入工作，进入放大区使三极管导通（因此时BG,集 电极已有C12所保持的工作电压)。这时C12通过BGs向C11进行极快的放电，使C:,的电压 下降，直至与当时较小的峰值相等为止。这样C1、C12又充电至新的峰值。这是一种新颗 的跟踪记忆电路，既结构简单又精度高。 Ds将C12与+15V电源进一步单向隔离，BG1。是射极跟随器输出级，至此，输出的讯 号就是连续的、正比于粘度的毫伏值，输入到xy记录仪的y轴端。坐标纸y轴每格相当于多 少泊，可用标准试样蓖麻油来标定。开关K:作讯号置零用。 五、元件制作及电路調试 1.电炉可用炭粒炉或钼丝炉。 2.钢丝吊挂系统要求严格对中心，静态中心与动态时中心距离最好小于2mm。否则， 测量不稳定。 3.检测头15的制作： 检测线圈L1、L2采用印刷线路板组成，如图6所示。线宽为1mm。这对线圈的制作 119

忆 ‘ 温 度 ℃ 图 图 了 毫秒一 毫伏的变换 。 但这 个毫伏值仍 然是间断不 连续 的 ， 。 则能把 它稳定成一 个连续的 毫伏值 。 。 、 ， 、 组成计数记忆电路 ， 是跟踪 电容 ， 是记忆 电容 。 。 的工 作状态 是很特殊 的 静态 时 。 集电极无工 作电压 ， 动态时才 有 。 。 既 起三极管作用 又 起两 个二极管的作用 。 这两种 作用交替进行 ， 而且 紧密配 合 ， 才 保 证跟 踪 及 记忆 的实现 ， 从而达到将间断 的讯号变换成 连续 的毫伏值 。 这 是三极管 的 特殊应 用 。 开 始时 ， 当一定峰值 的锯 齿波讯号加到 。 的基 极时 ， 由于 其集电极没有工 作电压 ， 这时 。 的 一 结 、 一 结相 当于两个导通 的二极管 ， 它们 很 快分别对 、 充电至讯号峰 值 ， 当峰值过 后 ， 这两 个二极管则反 向偏置 ， 记忆电容 就 记忆下 这 个正峰值 ， 由于 。 场 效应 管 的输入 阻 抗很 高 ， 使 相 当于悬 空状态 ， 便使 记忆下 的电压值 ， 长期不映落而 保持连续 性 。 当下一个较大的正峰值来临时 ， 又继续充 电至 一个新 的较大 的电压值 。 当峰 值过后 ， 跟 踪 电容 、 、通过 、 都是大电阻值 放电 。 由于 、 的时 间常数很大 ， 所 以放 电速度很 慢 这个放 电快慢 可参考设备常数 来选择 ， 调 整 来改 变 。 当下一 个较 小的峰值来时 ， 放电到一个较小的电压值九 当新来的锯 齿波增长到 甄 伏时 ， 。 立即 以三极管的性能投入工 作 ， 进入放大 区使 三极管导通 因此时 。 集 电极 已有 ， 所 保持 的工 作电压 。 这时 通过 。 向 进行极快的放 电 ， 使 的电压 下 降 ， 直 至 与当时 较小的峰值 相 等为止 。 这样 、 又充电至 新的峰值 。 这是一种新颖 的跟踪 记忆 电路 ， 既结构简单又精度高 。 。 将 与 电源进一步单向隔离 ， 。 是射极跟随 器输出级 ， 至此 ， 输出的讯 号就是连续 的 、 正 比 宁粘 度的毫伏值 ， 输入 到 记 录 仪 的 轴端 。 坐标纸 轴每格相当于多 少泊 ， 可用 标准试 样蓖麻油来标定 。 开关 作讯号置零用 。 五 、 元件制作 及 电路稠试 电炉可用 炭粒 炉或钥丝 炉 。 钢丝 吊 挂系统 要求严格对 中心 ， 静态 中心 与动态 时 中心 距 离最好 小于 。 否则 测最不稳 定 。 检测头 的 制 作 检测线 圈 、 采用 印刷线路板组成 ， 如 图 所 示 。 线宽为 。 这对线 圈的制 作

L: 绝缘板 图6 图7 工艺质量对检酒精度有很大影响。要求线圈线条粗细均匀，不能有中途断开或有刘痕等疵 点。线圈安装如图7所示。在两个线题中间安插一小块1mm厚的绝缘板，组装成一个只有 14×18×5mm的检测头(15)。印刷线路板及绝缘板都采用环氧树脂板，以改善高频性能。 每个线圈为6圈共12圈，电感量约1.1微亨。铜片5、6采用0.5mm箔铜片，面积为14×14 mm。安装时铜片在检测头旁边经过，铜片与检测头保持6mm左右的距离。 4,电路调试 ①关键是BG:高频振荡器起振与停振的可靠性。难点是高频问题。由L3、L:及C:、 C,构成的主振回路，其频率 f=。 2rVLC=2×3.1i16√4.1×10-0亨×60×1012法 〧10兆周/秒。 选择这样高的振频，是为了追求对磁力线切割的灵敏度，同时也为了能减小L1、L:的圈数， 从而简化检测头15的结构。在高频下工作对电炉的低频干扰能较好的排除。但高频状态下各 种接线分布电容影响较大，调试不得当BG:就根本没有振一停的突变。举例说明：检测头 L1、L2安装在炉子上方，而BG1、BG2等元件则要安装离高温炉1.5米远处，其引线为1.5 米长，引线分布电容近150P(微微法)。象10兆周这样的高频电路，引线不能超过100mm, 线长了电路工作失常甚至不工作。我们采用一种新的方法解决，将这两根长引线的长短及间 距固定起来，采用市售塑料双线（每根是多股铜线）截取1.5米，实测其分布电容为150P, 用它去代替C:的一部分，则C1应采用270-150=120P。所以，在设备使用时，这段1.5米 的引线不能随便变更或剪短，否则要重新测定匹配。整个电路只有一处偏流需要调试，BG:的 Ic=3mA左右。 ②积分记忆电路的调试 C1、C1:两个电容要采用高质量漏电极小的钽电路。BG8、3DG12要采用输入特性良 好、B=100左右的管子。需要注意的是R21及W:的选择，其电阻值过大时，C11放电太慢， 输出讯号往小的方向跟踪不迅速，若此电阻值过小时，门一T曲线不光滑，出现周期性小豁 口。所以设置W:以作选择。炉渣粘度测定时，是从高温至低温过程测定的，粘度数是-一个 比一个大。但为了实际反映粘度的波动，本电路也对粘度往小变的方向进行跟踪。 这部分电路只要元件质量良好，焊接无误，调试是不难的。特别是集成电路运算放大器 BG,5G23B的各管脚不能接错。 如果没有数字频率计、xy记录仪，也能对粘度进行读数，只要将积分记忆电路输出的 120

绝缘板 之 图 图 工艺质最对检测精度有很大影响 。 要求线 圈线 条粗 细均 匀 ， 不能 有巾途断开 或有划痕等疵 点 。 线圈安装如图 所示 。 在 两个线 圈中间安插一小块 厚的绝 缘板 ， 组 装成一个只 有 的检测头 。 印刷线路板 及 绝缘板都采用环氧树脂板 ， 以 改善高频性能 。 每个线 圈为 圈共 圈 ， 电感量 约 微亨 。 铜片 、 采用 箔 铜片 ， 面积为 。 安装时 铜片在检测头旁边经过 ， 铜片与检测头保持 左右 的距离 。 电路调试 ① 关键是 高频振 荡器 起振 与停振 的可靠性 。 难 点 是高频 问题 。 由 、 ‘ 及 、 构成 的主振 回路 ， 其频率 一 二 亿 二毛 一 一 了 一。 一 。 亨 一 ‘ 法 出 兆 周 秒 。 选择这 样高的振 频 ， 是为了追求对磁 力线切 割的灵敏 度 ， 同时也 为了能减 小 ，、 的圈数 ， 从而简化检测头 的结构 。 在 高频下工 作对 电炉的低频干扰能 较好的排除 。 但高频状态下 各 种 接线 分布电容影 响较大 ， 调 试不得 当 就 根 本没 有振一停的突 变 。 举例说 明 检测 头 、 安 装在 炉子上方 ， 而 、 等元件则 要安装 离高温炉 米远处 ， 其 引线 为 米长 ， 引线 分布电容近 微微法 。 象 。 兆周 这样的高频电路 ， 引线不能超过 ， 线长 了电路工 作失常甚 至不工作 。 我们采用 一种 新的方 法解 决 ， 将这 两根长 引线 的长 短 及间 距 固定起来 ， 采用市售塑 料双线 每 根是多股铜线 截取 米 ， 实测 其分布电容为 ， 用 它去代替 的一部分 ， 则 应 采用 一 。 所 以 ， 在 设备使用 时 ， 这段 米 的引线不能随便变更 或剪短 ， 否则 要重 新测 定匹 配 。 整个电路只 有一处偏 流需要调 试 ， 的 。 二 左右 。 ② 积 分记 忆 电路的调 试 ， ，、 两个电容要采用高质量漏 电极 小的祖 电路 。 。 、 要采用输入特性 良 好 、 日 左右的管子 。 需要注 意的是 及 的选择 ， 其 电阻值过大时 ， 放电太慢 ， 输 出讯 号往 小的方 向跟踪不迅 速 ， 若 此 电阻值过 小时 ， 月一 曲线不光 滑 ， 出现周 期性小豁 口 。 所 以设置 以作选择 。 炉渣粘 度测 定时 ， 是从高 温至低温过程 测 定的 ， 粘度数 是一 个 比一个大 。 但为 了实际反映粘度的波动 ， 本 电路 也对粘度往 小变的方 向进 行跟踪 。 这部分电路只 要元件质量 良好 ， 焊接无误 ， 调试 是不难 的 。 特别是集成电路 运 算放大器 的各管脚 不 能接错 。 如果 没 有数字频率计 、 记 录 仪 ， 也能对粘度进 行 读 数 ， 只 要将积 分记忆电路输 出的

讯号毫伏值接到一个普通的0~5伏直流电压表便行。其读数刻度，可用标准试样蓖麻油预先 进行标定。经衰减也可将讯号输入到电子电位差计进行读数。 参考文献 ~、/1,冶金物埋化学研究方法北京钢铁学院物化教研组1977年 、 2.炼铁化学基础北京钢铁学院炼铁教研组1978年 3.溶铁·溶灌①物性值便览日本铁钢协会1972年 4.铁钢制炼D基础研究亿书分最近②发展第42回西山纪念技术讲座日本铁钢协 会1976年 5.晶体管运算放大器及其应用国防工业出版社1978年 6.晶体管脉冲数字电路清华大学电子工程系1973年 7.射线仪器电子学清华大学工程物理系1978年 121

讯号毫伏值接到一个普通 的。 伏直 流电压表便行 。 其读数刻度 ， 可用 标准试 样菌麻油预先 进行标定 。 经 衰减也可将讯号输入 到 电子 电位差计进行读数 。 参 考 文 献 、 ‘ 、 、 ‘ 尹蛛 冶 金物理 化学研 究方法 北京钢 铁学院物化教研组 年 炼铁 化学 基 础 北京钢铁学院炼铁教研组 年 溶 铁 · 溶滓 物性值便览 日本铁钢协会 年 铁钢制炼 基 础研究 亿 招 汁 办 最近 发展 第 回西山 纪念技术讲座 日本 铁钢 协 会 年 晶 体管运 算放大器 及 其应 用 国防工业出版社 年 晶体管脉冲数字电路 清华大学 电子工程 系 年 ︸八 射线仪器 电子学 清华大学工程物理系 年