高温激光液位计在铝液和镁液液位检测中的应用分析

时间:2026-02-09 19:08

在有色金属铸造、冶炼及加工行业中，准确、可靠地测量铝液和镁液等高温熔体的液位，对保障生产安全、提升工艺控制水平和产品质量具有重要作用。高温激光液位计作为一种先进的非接触式测量技术，在该领域获得了认可。

一、 应用的可行性基础

激光液位计主要基于飞行时间（ToF）测量原理。设备向熔体表面发射经过调制的激光束，通过精确计算光束往返的时间差，结合光速常数，计算出传感器与液面之间的距离，进而确定液位高度。其非接触的工作方式，从根本上避免了与高温、腐蚀性熔体直接接触所引发的问题。

二、 相较于传统方法的突出特点

1. 测量精度较为理想：在铝液、镁液的应用场景中，该技术可以实现较高精度的测量，能够满足大多数精密铸造、定量浇注等工艺过程对液位控制的要求。
2. 响应及时：激光测量速度较快，能有效跟踪液位的动态变化，为自动化控制系统提供实时反馈。
3. 抗干扰能力良好：采用特定波长（如可见绿光）的激光，光束集中、方向性好，在穿透熔池上方常见的金属蒸气、保护性气氛或微量粉尘方面表现较为稳定。
4. 使用寿命相对较长：由于避免了传感器与熔体的直接接触，减少了因高温腐蚀、金属粘连导致的损耗，有助于降低维护频率和长期使用成本。
5. 安装与维护相对便利：通常只需在熔炉、流槽或浇包上方预留观察口，安装冷却与吹扫保护装置即可。

三、 应用中需关注的技术要点

为确保稳定可靠，在实际应用中需妥善处理以下要点：
1. 应对高温热辐射：铝液、镁液自身辐射的红外光会对测量形成干扰。主流解决方案是采用带精密窄带光学滤波器的接收系统，并配合有效的传感器冷却（风冷），以从强背景噪声中识别出有效的激光信号。
2. 处理镜面反射表面：平静的熔融金属表面近似镜面，可能因安装角度不当导致反射光无法返回。建议尽可能接近垂直安装，并利用生产过程中自然存在的液面微湍流来获得稳定的漫反射信号。
3. 防止观察窗污染：挥发性物质在观察窗上的冷凝和积灰是常见挑战。标配持续、洁净的吹扫系统（通常使用干燥空气或惰性气体），是保持视窗清洁、保证测量连续性的有效手段。
4. 选择适配的激光类型：针对高温明亮背景，绿光（532nm）激光器因其在背景辐射中的对比度较高，被认为是较为合适的选择之一。

四、 主要应用场景

· 熔炼炉与保温炉：监控炉内金属储量，指导加料与生产调度。
· 浇注流槽与定量泵：实时控制浇注流量，实现稳定、精确的浇注。
· 连铸结晶器：监控钢水/铝水液面，对提高铸坯质量、防止溢漏有积极作用。
· 浇包与中转包：在转运和浇注过程中进行液位监控与安全预警。

总结

总体而言，高温激光液位计为铝液、镁液等高温熔体的液位测量提供了一种有效的技术方案。它在精度、响应速度和可靠性方面表现出的特点，使其能够应对复杂苛刻的工业环境。成功的应用依赖于对现场工况的充分理解、正确的设备选型（如激光波长、冷却与防护等级）以及规范的安装与维护。在实施前，进行详细的工况评估并与专业技术供应商沟通，有助于实现预期的测量效果。