专利名称：一种钢水液位测量用闪烁计数器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测装置，主要用于钢铁工业，测量各种方坯、大钢坯或扁坯连续浇铸过程中熔融金属的液位。
背景技术：
本单位现有的结晶器液位测量系统，其在线设备为德国进口设备，获取数据基本 准确，但由于设备已连续运行十年以上，性能呈下降趋势，加上近几年生产节奏加快，现 场外部环境恶化，闪烁计数器故障频发。另外，设备的价格昂贵且供货周期长，一旦发生 损坏修理存在困难。有时修理后由于密封达不到要求引起技术指标下降，造成设备成本浪 费，同时给用户生产带来不便。经检索中国专利，结晶液位测量系统相关内容主要有连铸结晶钢水液位探测器 (专利号200520109030. 2)，连铸机钢水液位检控装置(专利号=99204767. 6)，连铸机结晶 器钢水液位测量装置(专利号=01228936. 1)。现有技术在实际应用中存在以下缺陷1、配合光电倍增管供电的高压电源采用分立元件(电阻、电容、晶体三极管等)和 震荡线圈组成，很容易被干扰，稳定性差。2、光电倍增管在生产过程中，抗震动能力差，抗磁干扰能力也不强，这些都导致光 电倍增管的损坏率较高。3、电缆与探测器之间的连接部分由于金属卡套太短，导致电缆容易被损坏。 发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种钢水液位测量用闪烁计数器，它具有 采用高压模块代替现有技术中高压电源中的高压发生器、高压调节电位器，无需外部高压 调节电位器，使得闪烁计数器的各组件都能够被整体封装于密封外壳中，具有集成度高、长 期工作稳定性好、抗干扰能力强的特点。为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种钢水液位测量用闪烁计数器，包括 闪烁晶体、光电倍增管、电路板和密封外壳，所述电路板上设置有前置放大器、分频器、单道 脉冲幅度分析器和高压电源，所述闪烁晶体与所述光电倍增管连接，光电倍增管的信号输 出端与所述前置放大器连接，光电倍增管的高压输入端与所述高压电源的输出端连接；所 述高压电源的输入端连接电源；所述前置放大器与所述分频器、单道脉冲幅度分析器顺序 连接；所述闪烁晶体、光电倍增管及电路板被设置于所述密封外壳内；所述密封外壳开设 有信号输出端口 ；所述电路板上单道脉冲幅度分析器的信号输出端通过密封外壳上的信号 输出端口与密封外壳外部的信号电缆连接，其特征在于，所述高压电源包括分压模块、稳压器模块和高压模块，所述高压电源通过稳压模 块与所述电源连接。对上述基础结构的改进方案为，还包括滤波电路，所述滤波电路设置于所述高压电源稳压模块的电源输入端与所述电源之间。对上述技术方案进一步的改进为，还包括缓冲垫和磁屏蔽筒，所述光电倍增管被 设置与所述磁屏蔽筒中，光电倍增管与磁屏蔽筒之间设置有所述缓冲垫。对上述技术方案更进一步的改进为，所述光电倍增管与所述电路板之间弹性连 接。对上述技 术方案再进一步的改进为，还包括金属软管和加长金属卡套，所述金属 软管外套于所述密封外壳上连接的信号电缆之外，所述信号电缆通过所述加长金属卡套与 密封外壳上的信号输出端口连接。更加优化的技术方案为，还包括金属外壳，所述高压电源的高压模块被设置于所 述金属外壳内。本实用新型的优点在于1.本实用新型所提供的一种钢水液位测量用闪烁计数器中采用高压模块替代现 有技术中闪烁计数器高压电源的高压发生器、高压调节电位器，无需外部高压调节电位器， 具有集成度高、长期工作稳定性好的优点。解决了现有技术中闪烁计数器采用的高压电源 由分立元件和震荡线圈组成，且其高压调节电位器位于二次表内相隔距离较远，易被干扰 的问题。2.在光电倍增管的外部加装磁屏蔽筒以提高抗磁场干扰的能力，再在磁屏蔽筒与 光电倍增管之间包裹缓冲垫，以提高抗震动的能力，从而解决现有技术中光电倍增管在生 产过程中，抗震动能力差，抗磁干扰能力也不强的问题。3.在光电倍增管与电路板之间加装弹簧或缓冲垫等缓冲件，使光电倍增管与电路 板之间的连接由硬件连接变为弹性连接，以提高抗震动的能力，达到保护光电倍增管的目 的。4.信号电缆采用耐高温阻燃材料的铠装电缆，外套金属软管，信号电缆与密封外 壳之间的连接使用加长的金属卡套以保护电缆，避免信号电缆在工作过程中受震动造成于 密封外壳连接不紧密的问题，进一步提高本实用新型的整体抗干扰能力，解决了现有技术 中电缆与探测器之间的连接部分由于金属卡套太短，导致电缆易损坏的问题。5.给高压模块增加金属外壳，克服了易被干扰的缺点，既提高了高压模块自身的 抗干扰能力，同时也避免了高压模块对外部电路的干扰。6.在电源的输入部分增加了 LCn型滤波电路以消除外部的高频电磁干扰。本实用新型所提供的钢水液面测量用闪烁计数器，抗干扰能力强、控制系统响应 速度快、性能稳定可靠，不但改善了铸坯表面质量且提高了连铸机作业率。本实用新型通过 对现有系统进行改造，达到相应的技术指标并使其国产化，便于维护和修理以满足于用户 生产要求。总之，本实用新型抗干扰能力强、易于维护，结构简单、制作方便、成本低、使用效 果好。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。

图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型工作原理简图。[0027]其中，1-信号电缆与水冷外壳连接部分，2-进水管，3-出水管，4-水冷外壳，5-放 射源，6-结晶器，7-钢水液位，8-本实用新型，9-本实用新型中的高压电源，10-电路板。
具体实施方式本实用新型的主要工作原理主要如下放射源发出的Y射线穿过结晶器6，钢水液位7越高，位于另一侧的闪烁计数器 接收到的射线强度越低，Y射线在闪烁晶体内产生光闪烁，光电倍增管将其转化为电压脉 冲，闪烁计数器内的前置放大器输出标准电压脉冲，经分频器和单道脉冲幅度分析器将其 甄别、整形，再经电流电压转换电路转成电流脉冲信号。因高压电源9装在水冷外壳内，故 连接电缆只需将低压电源和电流脉冲信号传输至远处的变送器，变送器将电脉冲信号转化 为对应的钢水液位。本实用新型对现有技术中的闪烁计数器在结构上做了如下改进一、对于高压电源的改进如附图1本实用新型的结构示意图中所示，本实用新型 采用高压模块、分压模块、稳压模块组建高压电源9，利用高压模块替代现有技术中闪烁计 数器高压电源的高压发生器和高压调节电位器，无需外部高压调节电位器，具有集成度高、 长期工作稳定性好的优点。另外，本实用新型还给高压模块增加了金属外壳，其目的在于克服了易被干扰的 缺点，既提高了高压模块自身的抗干扰能力，同时也避免了高压模块对外部电路的干扰。二、对光电倍增管的改进在光电倍增管外部加装磁屏蔽筒，以提高了磁干扰能 力；在磁屏蔽筒与光电倍增管之间加装缓冲垫，例如，可采用海绵作为缓冲垫。三、对闪烁计数器各组件间连接结构上的改进在光电倍增管与电路板之间加装 如弹簧、缓冲垫等缓冲件，提高抗震动能力。四、对闪烁计数器与信号电缆线之间连接上的改进如附图1本实用新型的结构 示意图中的信号电缆与水冷外壳连接部分1所示，在信号电缆外套金属软管，信号电缆与 闪烁计数器之间的连接使用加长的金属卡套以保护电缆。其中相关技术性能指标1、技术指标(1)规格型号(2)计数率范围0 65535CPS(3)灵敏度1. 6 μ Sv/h (Csl)(4)环境温度_20 50°C(5)专用电缆15米四芯铠装电缆2、现场条件(1)基础配置专用接地(2)提供现场供电电源(3)环境温度 _20 50°C(4)放射源、LB352液位仪等系统相关设备(5)提供闪烁计数器冷却循环水电气部分[0050]1、本实用新型提供的钢水液位测量用闪烁计数器主要由以下组成水冷外壳4、 CsI晶体、光电倍增管、高压电源9、前置放大器、分频器和单道脉冲幅度分析器。主机部分单片机采用国际流行的，技术上成熟可靠的MCS51系列单片机。型号 STC89C54RD，该单片机集成有看门狗电路，工业现场抗干扰能力好。闪烁计数器部分闪烁晶体选用CsI (Tl)，该晶体相对于NaI (Tl)晶体有密度大， 对Y射线探测效率高，不易潮解的优点。可延长放射源的服役年限。光电倍增管采用日本滨松的高放大倍数，高稳定性的工业级光电倍增管。现有技术中的闪烁计数器采用的低压电源为正负15V供电，本实施例中公开的钢 水液位测量用闪烁计数器采用单15V供电，在电源的输入部分增加LCn型滤波电路以消除 外部的高频电磁干扰，采用高集成度的低压差的双稳压芯片将正15V电源转化为双正12V 的电源，分别给高压模块和其它电路供电，以降低电路之间的相互干扰。信号放大采用高集成度，高稳定性，高精度的差分放大器对信号进行放大，甄别， 整形。信号的传输将电压脉冲信号转换为电流脉冲信号，以提高远距离信号传输的抗 干扰能力。元件的选取所有的分离元件(电阻、电容、电感)都采用体积小，可靠性高的贴片 封装的元器件。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本实用新型的技术方案而非限 制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精 神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求一种钢水液位测量用闪烁计数器，包括闪烁晶体、光电倍增管、电路板和密封外壳，所述电路板上设置有前置放大器、分频器、单道脉冲幅度分析器和高压电源，所述闪烁晶体与所述光电倍增管连接，光电倍增管的信号输出端与前置放大器连接，光电倍增管的高压输入端与所述高压电源的输出端连接；所述高压电源的输入端连接电源；所述前置放大器与所述分频器、单道脉冲幅度分析器顺序连接；所述闪烁晶体、光电倍增管及电路板被设置于所述密封外壳内；所述密封外壳开设有信号输出端口；所述电路板上单道脉冲幅度分析器的信号输出端通过密封外壳上的信号输出端口与密封外壳外部的信号电缆连接，其特征在于，所述高压电源包括分压模块、稳压器模块和高压模块，所述高压电源通过稳压模块与所述电源连接。
2.如权利要求1所述的一种钢水液位测量用闪烁计数器，其特征在于，还包括滤波电 路，所述滤波电路设置于所述高压电源稳压模块的电源输入端与所述电源之间。
3.如权利要求1或2所述的一种钢水液位测量用闪烁计数器，其特征在于，还包括缓冲 垫和磁屏蔽筒，所述光电倍增管被设置与所述磁屏蔽筒中，光电倍增管与磁屏蔽筒之间设 置有所述缓冲垫。
4.如权利要求1或2所述的一种钢水液位测量用闪烁计数器，其特征在于，还包括缓冲 件，所述光电倍增管与所述电路板之间通过所述缓冲件弹性接触。
5.如权利要求3所述的一种钢水液位测量用闪烁计数器，其特征在于，所述光电倍增 管与所述电路板之间弹性连接。
6.如权利要求1或2所述的一种钢水液位测量用闪烁计数器，其特征在于，还包括金属 软管和加长金属卡套，所述金属软管外套于所述密封外壳上连接的信号电缆之外，所述信 号电缆通过所述加长金属卡套与密封外壳上的信号输出端口连接。
7.如权利要求3所述的一种钢水液位测量用闪烁计数器，其特征在于，还包括金属软 管和加长金属卡套，所述金属软管外套于所述密封外壳上连接的信号电缆之外，所述信号 电缆通过所述加长金属卡套与密封外壳上的信号输出端口连接。
8.如权利要求4所述的一种钢水液位测量用闪烁计数器，其特征在于，还包括金属软 管和加长金属卡套，所述金属软管外套于所述密封外壳上连接的信号电缆之外，所述信号 电缆通过所述加长金属卡套与密封外壳上的信号输出端口连接。
9.如权利要求5所述的一种钢水液位测量用闪烁计数器，其特征在于，还包括金属软 管和加长金属卡套，所述金属软管外套于所述密封外壳上连接的信号电缆之外，所述信号 电缆通过所述加长金属卡套与密封外壳上的信号输出端口连接。
10.如权利要求1或2所述的一种钢水液位测量用闪烁计数器，其特征在于，还包括金 属外壳，所述高压电源的高压模块被设置于所述金属外壳内。
专利摘要本实用新型涉及一种检测装置，主要用于钢铁工业，测量各种方坯、大钢坯或扁坯连续浇铸过程中熔融金属的液位，公开了一种钢水液位测量用闪烁计数器，包括闪烁晶体、光电倍增管、电路板和密封外壳，其特征在于，电路板中的高压电源包括分压模块、稳压器模块和高压模块，高压电源通过稳压模块与电源连接。本实用新型所提供的钢水液面测量用闪烁计数器，抗干扰能力强、控制系统响应速度快、性能稳定可靠，通过对现有技术进行改造，达到相应的技术指标并使其国产化，便于维护和修理以满足于用户生产要求。总之，本实用新型抗干扰能力强、易于维护，结构简单、使用效果好。
文档编号G01F23/288GK201735757SQ201020198849
公开日2011年2月9日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者周红军, 陈魁 申请人:武汉钢铁(集团)公司