[发明专利]一种基于超声波介质传输特性差异的等离子气化炉熔融物界面监测装置和检测方法

权利要求书

1.一种基于超声波介质传输特性差异的等离子气化炉熔融物界面监测装置，其特征在于，所述监测装置包括有控制系统(101)、信号发射装置(102)和信号接收装置(103)，所述控制系统(101)用于控制信号发射装置(102)发射超声波信号，同时对所述信号接收装置(103)的数据进行采集，获取每路采集信号中炉内传输信号的接收时间；

所述信号发射装置(102)安装在等离子气化炉的炉底外侧壁上，用于接收控制系统(101)的发送指令，并发射超声波脉冲信号；

所述信号接收装置(103)安装在等离子气化炉的外侧壁上，与所述信号发射装置(102)沿径向相对，用于接收所述信号发射装置(102)发射的超声波信号，同时所述信号接收装置(103)包括有超声波接收探头阵列，所述超声波接收探头阵列包括有N个超声波接收探头，所述N≥4且N为整数，在所述等离子气化炉的等离子炬高度位置上方设置有数量不少于两个的超声波接收探头，在所述等离子气化炉的炉底也设置有数量不少于两个的超声波接收探头，所述N个超声波接收探头之间采用垂直等间隔分布。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声波介质传输特性差异的等离子气化炉熔融物界面监测装置，其特征在于，所述控制系统(101)包括有控制单元(201)、信号调理单元(202)、数据采集单元(203)和数据存储单元(204)，所述信号接收装置(103)电性连接信号调理单元(202)，所述信号调理单元(202)电性连接数据采集单元(203)，所述数据采集单元(203)电性连接控制单元(201)，所述控制单元(201)电性连接数据存储单元(204)和信号发射装置(102)。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于超声波介质传输特性差异的等离子气化炉熔融物界面监测装置，其特征在于，所述信号发射装置(102)包括有单片机、功率放大器和超声波发射探头，所述单片机接收控制系统(101)的发射指令，并根据所述发射指令向功率放大器发送激励信号，所述功率放大器对激励信号进行放大后，将所述放大后的激励信号传输至超声波发射探头中，所述超声波发射探头根据放大后的激励信号发射超声波信号。

4.一种基于超声波介质传输特性差异的等离子气化炉熔融物界面检测方法，其特征在于，所述检测方法具体包括如下步骤：

S1：将信号发射装置(102)中的超声波发射探头安装在等离子气化炉的炉底外侧壁上，将信号接收装置(103)中的N个超声波接收探头垂直等间距设置在与所述超声波发射探头沿径向相对的等离子气化炉的外侧壁上，所述N≥4且N为整数，在所述等离子气化炉的等离子炬高度位置上方设置有数量不少于两个的超声波接收探头，在所述等离子气化炉的炉底也设置有数量不少于两个的超声波接收探头，同时控制系统(101)控制所述信号发射装置(102)向等离子气化炉的炉壁内发射超声波探测信号；

S2：所述信号接收装置(103)接收超声波传播信号，并将所述超声波传播信号发送至控制系统(101)中的信号调理单元(202)中进行处理后，通过所述控制系统(101)中的数据采集单元(203)进行实时多路同步采集，且所述控制系统(101)中的控制单元(201)对采集到的数据进行处理，获取得到每个所述超声波接收探头接收炉内传输信号时的接收时间；

S3：根据每个所述超声波接收探头接收炉内传输信号时的接收时间，确定出位于熔融界面上方的超声波接收探头；

S4：所述控制系统(101)通过位于熔融界面上方的超声波接收探头接收炉内传输信号时的接收时间，确定出熔融物距离等离子气化炉内底部的高度位置。