專利名稱：一種連鑄結(jié)晶器振動的激光檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及冶金工業(yè)自動化檢測領(lǐng)域，更具體的說，是涉及面向鋼水連鑄生產(chǎn)設(shè)備的一種測量結(jié)晶器振動的激光檢測裝置。
背景技術(shù)：
結(jié)晶器是連鑄機的關(guān)鍵設(shè)備，用于鋼鐵連鑄生產(chǎn)中的鑄坯成型。鋼鐵連鑄生產(chǎn)中，結(jié)晶器的振動可以使鑄坯得以強制脫模，有利于鑄坯的潤滑，消除粘結(jié)，從而改善鑄坯的表面質(zhì)量。但結(jié)晶器振動參數(shù)選擇的恰當(dāng)與否關(guān)系到連鑄坯能否正常生產(chǎn)和連鑄坯表面質(zhì)量的好壞。為了獲得實際振動參數(shù)，目前常用的是傳統(tǒng)的接觸式人工碼表檢測方法。接觸式人工碼表檢測方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對結(jié)晶器一定程度的狀態(tài)檢測，但是由于采用接觸式檢測，所采用的接觸探頭易于磨損，使用壽命短，且在高溫、潮濕的工作現(xiàn)場影響工人操作，效率較低，勞力成本較高，此外設(shè)備硬件集成度低，使用極為不方便，存在較大誤差，對實際煉 鋼生產(chǎn)的指導(dǎo)意義不大。因此開發(fā)一種非接觸式、高效率、成本低、集成度高、使用壽命長、操作方便可靠的便攜式連鑄結(jié)晶器振動檢測設(shè)備顯得非常必要。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中得不足，提供一種非接觸式的連鑄結(jié)晶器振動的激光檢測裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。本實用新型提供了一種連鑄結(jié)晶器振動的激光檢測裝置，包括激光位移傳感器；還包括與激光位移傳感器對應(yīng)設(shè)置的位于結(jié)晶器平臺上的水平/豎直基準(zhǔn)模塊，激光位移傳感器通過信號線依次連接下位機信號處理器和上位機系統(tǒng)控制器。作為改進，所述激光位移傳感器底部設(shè)有萬向支座和與之配合使用的氣泡水平儀，保證了激光位移傳感器測量的準(zhǔn)確性和快速性。作為改進，所述下位機信號處理器和上位機系統(tǒng)控制器之間設(shè)有串口 -USB轉(zhuǎn)換器，并通過信號線實現(xiàn)連接。作為改進，所述上位機系統(tǒng)控制器連接至觸摸顯示屏。運用本實用新型裝置的檢測方法，包括以下步驟(I)在結(jié)晶器平臺上設(shè)置水平/豎直基準(zhǔn)模塊，激光位移傳感器發(fā)送的激光經(jīng)過水平/豎直基準(zhǔn)塊的水平或豎直表面反射到激光位移傳感器的接收表面上，得到隨結(jié)晶器振動而變化的光斑位置信號；(2)激光位移傳感器將其接收到的光斑位置信號傳遞給下位機信號處理器，由下位機信號處理器轉(zhuǎn)換成位移距離信號；下位機信號處理器同時將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并進行濾波、調(diào)理及信號預(yù)處理，然后將得到穩(wěn)定的信號傳送至上位機系統(tǒng)控制器；(3)上位機系統(tǒng)控制器對接收到的信號進行分析計算處理，獲得速度和加速度數(shù)據(jù)以用于分析結(jié)晶器振動的偏振情況，并將分析結(jié)果實時顯示于顯示屏上。[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是(I)避免接觸式測量方法中裝拆復(fù)雜且易受環(huán)境影響的現(xiàn)象，非接觸式測量裝拆簡單方便，測量精度容易保證。本實用新型的檢測精度高，位移檢測精度優(yōu)于±0. 01mm，振頻檢測精度優(yōu)于±lcpm(0. 02Hz)。(2)激光位移傳感器可以自由快速選擇不同的測量基準(zhǔn)表面，每個測量基準(zhǔn)表面可以同時檢測出該方向結(jié)晶器的位移、速度、加速度、振幅、頻率和振動波形偏斜率。(3)通過串口 -USB轉(zhuǎn)換，且USB2.0接口直接供電，增強了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目梢浦残浴?4)具有良好的人機接口，通過調(diào)整和設(shè)置參數(shù)實現(xiàn)不同用戶的不同需求，易于操作人員掌握操作。

圖I為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為系統(tǒng)實現(xiàn)方案圖；圖3為振動信號波形圖；圖4為硬件系統(tǒng)模塊構(gòu)成圖；圖5為上位機系統(tǒng)控制軟件流程圖。附圖標(biāo)記激光頭1，結(jié)晶器平臺2，水平/豎直基準(zhǔn)模塊3，接收表面4，激光位移傳感器5,下位機信號處理器6,串口 -USB轉(zhuǎn)換器7,上位機控制器8。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。本實用新型中的連鑄結(jié)晶器振動的激光檢測裝置，包括激光位移傳感器5，以及與激光位移傳感器5對應(yīng)設(shè)置的位于結(jié)晶器平臺2上的水平/豎直基準(zhǔn)模塊3 ;激光位移傳感器5通過信號線依次連接下位機信號處理器6、串口 -USB轉(zhuǎn)換器7和上位機系統(tǒng)控制器
8。激光位移傳感器5底部設(shè)有萬向支座和與之配合使用的氣泡水平儀，上位機系統(tǒng)控制器8連接至觸摸顯示屏。結(jié)晶器平臺2上可以設(shè)置多個水平/豎直基準(zhǔn)模塊3，激光位移傳感器5可自由快速選擇不同的測量基準(zhǔn)表面，每個測量基準(zhǔn)表面可以同時檢測出該方向結(jié)晶器的位移、速度、加速度、振幅、頻率和振動波形偏斜率。串口 -USB轉(zhuǎn)換器7將下位機信號處理器6得來的串口通信信號轉(zhuǎn)換成USB通信信號，方便直接用于與上位機系統(tǒng)控制器8的交互連接。測量時，具體過程包括(I)在結(jié)晶器平臺2上設(shè)置水平/豎直基準(zhǔn)模塊3，激光位移傳感器5發(fā)送的激光經(jīng)過水平/豎直基準(zhǔn)塊3的水平或豎直表面反射到激光位移傳感器5的接收表面4上，得到隨結(jié)晶器振動而變化的光斑位置信號；(2)激光位移傳感器5將其接收到的光斑位置信號傳遞給下位機信號處理器6，由下位機信號處理器6轉(zhuǎn)換成位移距離信號；下位機信號處理器6同時將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并進行濾波、調(diào)理及信號預(yù)處理，然后將得到穩(wěn)定的信號傳送至上位機系統(tǒng)控制器8;(3)上位機系統(tǒng)控制器8對接收到的信號進行分析計算處理，獲得速度和加速度數(shù)據(jù)以用于分析結(jié)晶器振動的偏振情況，并將分析結(jié)果實時顯示于顯示屏上。所述的上位機系統(tǒng)控制器8主要負責(zé)系統(tǒng)的初始化、接受上傳信息并進行分析計算處理以及實時顯示測得的振動信號。上位機系統(tǒng)控制器8中內(nèi)置信號分析處理模塊，由其完成步驟(3)所述的信號處理主要為對振動位移信號進行A/D轉(zhuǎn)換，對轉(zhuǎn)換后的信號進行微分算法、經(jīng)驗?zāi)B(tài)算法、快速傅立葉變換以及低通高通濾波處理，從而實現(xiàn)分析結(jié)晶器的速度信號、加速度信號，同時分析結(jié)晶器振動的偏振情況。本實用新型的具體實施例結(jié)晶器現(xiàn)場檢測時，首先將水平/豎直基準(zhǔn)模塊3安裝在結(jié)晶器平臺2上，并將其調(diào)節(jié)至合適的位置，將激光位移傳感器5的激光頭I對準(zhǔn)水平/豎直基準(zhǔn)塊3的水平或豎直表面，通過萬向支座的調(diào)節(jié)使激光位移傳感器5的激光頭I與水平/豎直基準(zhǔn)塊水平或豎直表面的距離處于量程測量范圍內(nèi)。激光位移傳感器5輸出的模擬信號經(jīng)過下位機信號處理器7的信號濾波處理后，再通過調(diào)理電路進行調(diào)理輸出合適的采集電壓信號。此電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換控制器得到數(shù)字信號，再通過下位機信號處理器7進行信號預(yù)處理，預(yù)處理 后的信號協(xié)同其他控制信息經(jīng)串口傳輸?shù)酱?-USB轉(zhuǎn)換器7。得到的數(shù)據(jù)按照既定的通行協(xié)議，傳輸給上位機系統(tǒng)控制器8，如圖5所示。并將傳輸?shù)挠杏眯畔⒋鎯υ诠蚕韮?nèi)存緩沖區(qū)中，上位機系統(tǒng)控制器8中內(nèi)置的信號分析處理模塊讀取緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)為結(jié)晶器振動波形的位移數(shù)據(jù)，對該位移數(shù)據(jù)進行微分處理，再濾除干擾信號得到結(jié)晶器振動波形的速度信號，對該速度數(shù)據(jù)進行微分處理，再濾除干擾信號得到結(jié)晶器振動波形的加速度信號。其間對干擾信號的剔除還采取了經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的方法，有效的剔除了干擾信號。再將得到的結(jié)晶器振動的位移、速度、加速度信息與其他相關(guān)信息一起提供給圖形顯示模塊顯示于觸摸顯示屏，滿足客戶的要求。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的一個具體實施例。顯然，本實用新型不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實用新型公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認為是本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種連鑄結(jié)晶器振動的激光檢測裝置，包括激光位移傳感器，其特征在于，還包括與激光位移傳感器對應(yīng)設(shè)置的位于結(jié)晶器平臺上的水平/豎直基準(zhǔn)模塊，激光位移傳感器通過信號線依次連接下位機信號處理器和上位機系統(tǒng)控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述激光位移傳感器底部設(shè)有萬向支座和與之配合使用的氣泡水平儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述下位機信號處理器和上位機系統(tǒng)控制器之間設(shè)有串口 -USB轉(zhuǎn)換器，并通過信號線實現(xiàn)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述上位機系統(tǒng)控制器連接至觸摸顯示屏。
專利摘要本實用新型涉及冶金工業(yè)自動化檢測，旨在提供一種連鑄結(jié)晶器振動的激光檢測裝置。該裝置包括激光位移傳感器，以及與激光位移傳感器對應(yīng)設(shè)置的位于結(jié)晶器平臺上的水平/豎直基準(zhǔn)模塊，激光位移傳感器通過信號線依次連接下位機信號處理器和上位機系統(tǒng)控制器。本實用新型避免接觸式測量方法中裝拆復(fù)雜且易受環(huán)境影響的現(xiàn)象，裝拆簡單方便，測量精度容易保證?？梢宰杂煽焖龠x擇不同的測量基準(zhǔn)表面；通過串口-USB轉(zhuǎn)換，增強了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目梢浦残浴＞哂辛己玫娜藱C接口，易于操作人員掌握操作。
文檔編號B22D11/14GK202479466SQ201220077809
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月4日
發(fā)明者夏軍, 李培玉, 鄭俊 申請人:杭州譜誠泰迪實業(yè)有限公司