中频炉是应用电磁感应原理对金属进行感应加热或熔化的设备。由于其节能、环保、对实现生产的机械化和自动化以及确保产品质量有许多优点，已广泛应用于金属熔炼、锻造加热、热处理等行业当中[1]。中频炉主要由中频电源、炉体以及补偿电容器组三大部分组成。中频电源由可控硅或IGBT等电力电子元件组成，这些大功率器件必须在风冷或水冷条件下工作。补偿电容器一般采用电热电容器，也需通水冷却。炉体的感应线圈工作电流很大，可达几千甚至上万安培，其自身电阻引起的发热量加上炉膛内高温金属液的热传导，决定了感应线圈必须通水冷却[2]。由此可见中频炉水冷系统占有十分重要的地位。如果水冷系统出现故障，会直接引起设备故障，造成元器件损坏，甚至引起设备安全事故或造***身伤害。所以在安全生产过程当中冷却水的温度和压力的监测起到了相当重要的作用。
中频炉的冷却方式多种多样，并且随着中频炉的发展而发展。发展初期，中小功率的中频炉一般采用水池+水泵的开放式冷却系统。由于中频电源内的元器件和补偿电容器的冷却水管道比较细，为了防止结垢堵塞管道，出现了使用软化水或纯净水的闭路循环冷却方式，现在中频电源和补偿电容器多采用封闭冷却塔方式冷却[3]。中频炉炉体的感应线圈工作时会产生大量的热量，但因感应圈内径较粗不易发生堵塞，炉体冷却水温度可以略高，这样反而能够提高电炉的热效率，同时减小冷却装置的体积，可以采用带冷却塔敞开式循环冷却系统，也可以采用封闭式冷却塔。由于封闭式和敞开式双重冷却系统运行可靠、所需费用较低因此应用的也较多。
主要对中频电源柜、炉体进行冷却。炉体采用开放式水冷，中频电源柜采用封闭式水冷。不论采取哪种冷却方式，为了确保中频炉生产过程的安全，这些冷却水路中都必须设有水温、水压监测报警装置。
中频炉冷却水的温度、压力是非常重要的参数，并且中频电源、电容器组和炉体都有多路冷却水路，在开炉过程中必须保证冷却水路全部畅通，所以冷却水温度、压力监测在每一台中频炉中都是不可缺少的部分
中频电源的主控板上设有水温、水压超限报警指示灯，在冷却水系统通好水后首先调整水压继电器，使主控板上水压指示灯指示正常。另外在电源柜的进水管和出水管及电容器出水管安装水温继电器仪表，炉体出水管各路都要安装水温继电器仪表，炉体进水安装水压继电器。所有水温、水压继电器信号连接到报警显示箱，当某一路超限或有故障时，报警箱中报***亮，并可发出报警声音提示，即可知道哪一条水路有问题，去现场相应位置查找故障的原因。原理框图如图2所示。
采用水温、水压继电器仪表方式来监测中频炉冷却水系统的优点是安装、调试都较容易，使用操作简单，价格较便宜，应用元器件种类较少，设备维护方法简单。缺点是此种方法只能作为监视提醒应用，不能参与控制。
温度、压力巡检仪包括开关电源、多路巡检仪、压力变送器、温度传感器、报***等组成。可以根据用户的需要选择相应的8-40路巡检仪，按照图3进行硬件设计，根据巡检仪操作面板进行相应的设定，可以设定多少路数、上下限报警值、能够显示任意一路的设定温度和实际温度值。当某一路发生报警时巡检仪面板中相应的指示灯亮，同时继电器输出报***闪光，也可以进行远传报警信号，能够实现本地控制和远传功能。
温度、压力多通道巡检仪监测方法在中频炉冷却水系统中应用广泛。连接线路较简单，安全可靠，维护方便，功能较强，设备调试简单，监测控制准确，性价比好。
通过计算机编程对中频炉水温、水压进行实时监测。硬件包括工控机、显示器、PLC、温度变送器、压力变送器等，实现温度、压力实时显示。工控机与PLC之间进行通讯，实时采集现场的温度和压力值，在上位机图型上进行显示，温度、压力超限时有实时报警功能。也可以对各阀门进行控制。如图4所示。计算机系统监测可对中频炉水温、水压进行实时监测，应用较灵活，可以根据客户具体要求编程实现，既有对水温、水压显示报警功能，还可以对相应的阀门进行控制。图4中黑色显示温度是超过上限设定值50℃时产生的报警显示。计算机系统监测能够对本地和远传实行监测和控制，通讯功能较强，可以实现集中监控，控制和监测精度较高，并且及时准确。采用此方法监测中频炉冷却水的水温、水压是较***次的设计方案。整个硬件价格较高，使用方便、安全可靠，技术含量较高。
水温、水压继电器仪表监测，温度、压力多通道巡检仪监测，计算机监测系统这三种方案在实际中都得到广泛应用，可根据各种中频炉的不同要求选择适用的监测方法。
图5是中频炉炉体出水的集水管，每一路水管安装一个温度继电器仪表，在进水管上安装水压继电器仪表。通过温度继电器仪表和水压继电器仪表对水管内的温度和压力进行采集，经过二次仪表或计算机显示器进行实时监测温度、压力值，如果温度超限或压力低限时进行输出报警。保证了中频炉在工作时水路系统的安全可靠。
水温和水压是
中频炉水路系统中很重要的两个参数。可以应用文中提到的这三种方法监测。其中水温、水压继电器仪表监测一般应用在要求不太高，价格便宜的小型中频炉，只作为监测显示功能。温度、压力多通道巡检仪监测应用范围较广，适用性较强，在80路内的水温水压都能实时监测，可以任意选择路数，实时面板显示，可以设定温度和压力报警值，必要时能够使电源断电，性价比***高。计算机监测系统是***产品，可以按客户特殊要求根据具体功能编程实现，能够对所需要的功能进行实时监控，使系统集成化，具有控制功能。
