傳感器應用除了真空傳感器，壓力傳感器和溫度傳感器等，其實在冶金生產過程中還需要用到很多傳感器，如更需要流量傳感器。

文 | 沈韓楊

上下求索，只為真知

一、真空傳感器

真空冶金工業自二十世紀五十年代發展以來得到極為廣泛地應用。在真空中對金屬及其合金進行真空冶金范圍很廣，包括真空蒸餾、礦石及其半產品的真空分離，金屬化合物真空還原、鋼液爐外真空脫氣和精煉、金屬真空熔鑄、真空燒結，真空熱處理、真空釬焊及真空固態接合等多種工藝方法。

真空環境在冶金過程中具有一系列的特點。首先是真空環境中物質與殘余氣體分子間的化學作用十分微弱，因此非常適宜對黑色金屬、稀有金屬，超純金屬及其合金、半導體材料的熔煉和精制。

其次，在真空環境中可通過降低單一氣體分子的分壓強、達到鋼液脫氣精煉、真空碳脫氧的目的。真空環境的另一個特點還在于它在較低的溫度下、具有進行一定反應的能力，例如在同樣溫度下，有些反應過程在大氣中則難以進行，但是在低壓下就十分容易。這就是真空化合物分解和有色金屬冶煉的基本原理。為了監測冶金行業真空狀態，采用高精度真空傳感器進時測量與監控，在冶金行業內得到廣泛應用。

二、溫度傳感器

溫度的準確測量及控制在真空冶金與熱處理行業中是十分重要的。例如溫度控制的準確度直接影響到工件滲碳的質量。如果滲碳溫度有±10℃ 波動， 將導致氣氛滲碳±0.07%C 的波動。溫度波動越小， 碳勢波動越小， 所以提高溫度測控的精度可以減少氣氛碳勢的波動從而保證工件的滲碳質量。

在冶金真空爐中一般使用熱電偶檢測溫度。而熱電偶真空爐測溫的特點包括：

⑴ 熱電偶材料應為熱傳導性能良好， 表面發射率高和高溫真空下放氣少的材料;

⑵ 熱電偶熱響應時間快;

⑶ 保證在真空系統中壓升率滿足≤0.4Pa/h要求;

⑷ 嚴格密封，保證在真空下無滲漏，即使保護管斷裂，也不會影響系統真空度;

⑸ 對感應爐必須解決交變電磁場對測溫的干擾：

⑹ 法蘭連接必須符合GB/T6071- 2003 和GB/T6070- 1995 超高真空、真空下法蘭標準。

⑺ 熱電偶與爐體用管螺紋應選用一般密封管螺紋。

三、壓力傳感器

壓力傳感器是石化行業自動控制中使用最多的測量裝置之一，冶金工業也不例外。在大型的化工項目中， 幾乎包含了所有壓力傳感器的應用：差壓、絕壓、表壓、高壓、微差壓、高溫、低溫，以及各種材質及特殊加工的遠傳法蘭式壓力傳感器。幾乎石化行業對壓力傳感器的需求主要集中在可靠性、穩定性和高精度3個方面。其中，可靠性和許多附加需求，如，量程比、總線類型等，依賴變送器的結構設計、機械加工工藝水平和結構材料。壓力變送器的穩定性和高精度則主要由壓力傳感器的穩定性和測量精度保證。

與壓力變送器的測量精度相對應的是壓力傳感器的測量精度和響應速度，與壓力變送器的穩定性相對應的是壓力傳感器的溫度特性和靜壓特性以及長期穩定性。石化行業對壓力傳感器的需求就體現在測量精度、快速響應、溫度特性和靜壓特性、長期穩定性4個方面。

四、流量傳感器

除了真空傳感器，壓力傳感器和溫度傳感器等，其實在冶金生產過程中還需要用到很多傳感器，如更需要流量傳感器——加熱爐燃燒需要多少空氣量、多少煤氣量、冷卻水的流量和余熱鍋爐產生蒸汽的流量等都需要用到流量傳感器進行測量。

氣體流量傳感器是一種采用合金薄膜和絕熱微橋結構的設備，在其微結構中存在加熱器和溫度傳感元件。這種橋式結構的流量傳感器可對膜片上方的空氣或其他氣流的流速變化作出靈敏快速的反應。

流量傳感器采用了最先進的設計和制作技術，其微橋結構不僅體積小，而且具有非常靈敏、快速的響應。適用于任何需要監測氣流的場合。

流量一般有兩種表示方法，一為瞬時流量，是指單位時問內通過管道某一截面的流體的數量，單位有：米/時、升/時或公斤/時、噸/時等，這主要供了解當時的工況用的。另一為累計流量，指經一段時間如班、天、月，流經管道的總體積，用升、米或重量表示，滿足統計的需要。而往往在冶金生產過程中我們需要對這兩個參數我們都需要測量，這就需要用到帶數顯的流量傳感器，帶數顯的流量傳感器一般都有2個顯示，一個是瞬時流量，一個是累計流量。

冶金生產過程中需要進行多種流最測量，這不僅是為了統計的需要，也是控制熱工過程所必不可少的。例如，一種電磁流量傳感器在冶金行業，便常被用于連續鑄鋼、連續軋鋼、煉鋼電爐冷卻水溫度的流量控制過程中。

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