D0I:10.13374/j.issn1001053x.1996.03.016 第18卷第3期 北京科技大学学报 Vol.18 No.3 19966 Journal of University of Science and Technology Beijing Jn.1996 电敏感区法在非金属夹杂物在线检测中应用* 中亚曦)王绍纯)刘新华2) 1)北京科技大学自动化信息工程学院，北京1000832)北京科技大学冶金系 摘要针对以往夹杂物检测方法离线的弊端，给出了一种新颖的在线检测方法一电敏感区在线 检测法，并分别在冷态下（电解质溶液）及热态下（铝液）进行了夹杂物测试。试验证明，将电 敏感区法应用于导电液体中非导电夹杂物在线实时测试，所提技术方案是可行的， 关键词非金属夹杂，精炼（冶金）/在线检测，电敏感区 中图分类号TP216.1,T℉703.5 目前，冶金界普遍采用的金属中非金属夹杂物检测方法主要有X射线透射、硫印法、电解 法、金相法、扫描电镜法等，这些方法都各具有特定的分析范围，它们相互结合，相互补充，已 使非金属夹杂物的分析检测达到了一定的水平，但它们共同的缺点都是离线测试，无法实现在线 分析，更无法实现在线控制生产操作，电敏感区法就是一种夹杂物含量在线测试法) 1电敏感区法在线测试原理四 基于电敏感区(Electrical Sensing Zone) (a) 原理的在线测试法又称ESZ法，它是以阻抗脉 冲技术原理为依据实现检测的，适用于导电液体 (如电解质水溶液，熔融金属)中悬浮的非导电 夹杂物的在线测试， 电敏感区原理如图1所示.导电流体内悬浮 (b) 着非导电夹杂物，将一侧壁打孔的绝缘材质取样 管插人被测导电液体中，图1a)中给出了取样管 沿小孔轴向剖面图.若小孔内充满电场，且各点均 △'=∫（微粒体积） P 有一定的电位，则此时的小孔区称为电敏感区· 当有一个绝缘粒子（直径为d)通过电敏感区 △'=LI1A (直径为D,即孔径)时，会影响电敏感区内电 场分布，改变电敏感区的电性质.若导电液体电 7 阻率远小于粒子的电阻率，则最终会导致电敏感 56+ t/s 区内阻值升高，在有电流通过的情况下，这种电 阻的变化表现为在〔，一t,区间连续的电压脉冲， 图1电敏感区原理图(a:沿取样管侧壁小孔 轴向剖面图：b:绝缘粒子通过电敏感区 如图16)所示.该脉冲变化的幅度与非导电微粒 时所引起的电压脉冲) 1995-02-28收稿 第一作者女24岁硕士 幸国家“八五”攻关课题第 1卷 第8 3期 1 9 9 年 6月 6 北 京 科 技 大 学 学 报 JO um a l o fU n i e v s i r yt o S f c l e n c e a n d T c e h n o l o gy i e B j i n g V o l . 1 8 N o . 3 血飞 1J9 9 6 电敏感 区法在非金属夹杂物在线检测 中应用 ’ 申亚 曦 ’ ) 王 绍 纯 ’ ) 刘新华 ) 2 l)北 京科技大 学 自动化信息工程 学院 , 北京 l仪洲粥3 2) 北 京科 技大 学 冶 金 系 摘要 针对以 往夹杂物检 测方法离线的弊端 , 给 出 了一 种新 颖的在线检测 方法 一 电敏 感 区 在 线 检测法 , 并分别在冷态下 ( 电解质溶液) 及 热态下 (铝液 ) 进行了 夹杂物测试 。 试验证 明 , 将电 敏感 区法 应用 于 导电液体 中非导电夹杂物在线实时测试 , 所提技术方案是 可行 的 . 关键词 非金属夹杂 , 精炼 (冶金 ) / 在线检测 , 电敏感 区 中图分类号 开21 6 . 1 , 吓70 .3 5 目前 , 冶金界 普遍 采 用的金 属中非金属夹杂物检测方法主要有 X 射线透射 、 硫印法 、 电解 法 、 金相 法 、 扫描 电镜法等 . 这些方法都各具有特定的分析范围 , 它们相互结合 , 相互补充 , 已 使非金属夹杂物 的分 析检测达到 了一定的水平 . 但它们共同的缺 点都是离线测试 , 无法 实现在线 分析 , 更无法 实现在线控制生产操作 . 电敏感 区法就是一种夹杂 物含量在线测试法 [ ’ 〕 . 1 电敏感区 法在线测试原理 12 `. .` 基 于 电 敏 感 区 (E leCt ir 以1 S ens in g oZ ne ) 原理 的在线测 试法 又称 FS Z 法 , 它是 以阻抗 脉 冲技术原理 为依据实现检测的 , 适用于 导电液体 ( 如 电解质水溶液 , 熔融金属 ) 中悬浮 的非导 电 夹杂物 的在线测试 . 电敏感 区原理如 图 1所示 . 导 电流体 内悬浮 着非 导电夹杂物 . 将一侧壁打孔的绝缘材质取样 管插人被测导 电液体中 , 图 1a() 中给出了取样管 沿刁仔L轴向剖面图 . 若小孔内充满电场 , 且各点均 有一定的 电位 , 则此时的小孔 区 称 为电敏感 区 . 当有 一个 绝缘 粒 子 (直径 为 d) 通 过 电敏 感 区 (直径为 D , 即孔径 ) 时 , 会影 响 电敏 感 区 内 电 场分布 , 改变电敏感区 的电性质 . 若 导电液体 电 阻率远小于粒子的电阻率 , 则最终 会导致 电敏感 区 内阻值 升高 . 在有电流通过的情况下 , 这种电 阻的变化表现为在 t 3 一 t , 区间连续的电压脉冲 , 如图 1问 所示 . 该脉冲变化 的幅度与非导电微粒 (a) 防游形扮毛掇掇然份洲 叭路称裕琳裁称琳裁称洲 性 . 0. t .丸 △ V = 二 f ( 微粒 体积 ) 落| 一匀A △V = P L I 厂A O 0t 拿 3t 气 图 1 电敏感区原理图 ( a : 沿 取样管侧壁小孔 轴向剖面图; b : 绝缘粒子通过电敏感区 时所引起的电压脉冲) l卯 5 一 0 2 一 2 8 收稿 * 国家 “ 八 五 ” 攻关课题 第 一 作者 女 24 岁 硕 士 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1996. 03. 016