CN101769786A - 摆针式振动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种振动检测装置，包括：安装基座(11)；摆针(2)，一端可转动地固定在所述安装基座(11)上；传感器(1)，设置在所述摆针(2)的另一端，可随着摆针(2)一起摆动。由于在上述振动检测装置中采用摆针对信号振幅起到放大的作用，使传感器很容易检测到微弱振动，提高了振动检测装置的灵敏性。

Description

摆针式振动检测装置

技术领域

本发明涉及冶金工业领域，具体而言，涉及一种应用于钢水连铸设备的大包下渣振动检测装置。

背景技术

连铸工艺的生产过程中，钢水从大包流入中间包，再经中间包出水口进入结晶器，冷却后凝固成各种截面的铸坯。渣层对大包及中间包钢水有保温防氧化作用，然而当中间包渣层过厚则会导致钢水污染，造成中间包耐火材料的侵蚀，并且会增加中间包残余渣层厚度。因此控制大包中的钢渣量对提高铸坯质量、增加连铸批次有着非常重要的意义。

目前已有多种下渣检测方法和设备，例如，振动检测方法，在钢水从大包流入到中间包的过程中，长水口保护套管和与之相连的操作臂会产生振动，水口开度越大，钢水流量越大，振动就越剧烈。而钢渣比重大约是钢水的三分之一，由钢渣流动引起的振动与由钢水流动引起的振动必然有差异。因此，通过检测操作臂的振动能间接检测到大包下渣的情况。在上述振动检测方法中，由于操作臂的振动通常是较微弱，现有的振动检测装置在灵敏度方面很难满足实际运用的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种振动检测装置，其具有高灵敏性，以提高对下渣振动信号检测的准确性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种摆针式振动检测装置，包括：安装基座、摆针和传感器；其中，摆针一端可转动地固定在安装基座上；传感器设置在摆针的另一端，可随着摆针一起摆动。

优选地，振动检测装置还包括屏蔽罩，该屏蔽罩盖在安装基座上，其表面具有耐高温纳米基陶瓷隔热材料层。

优选地，振动检测装置还包括用于限定所述摆针的最大摆动幅度的摆针限位部件，该摆针限位部件位于摆针的两侧，其中，每侧包括：限位基座，固定在安装基座上，其上设置有朝向摆针侧面的螺钉孔；限位螺钉，螺接在螺钉孔中。

优选地，每侧的摆针限位部件还包括限位螺母，螺接在限位螺钉上，用于锁定限位螺钉。

优选地，振动检测装置还包括用于调整所述摆针的平衡位置的摆针调节部件，所述摆针调节部件对称的设置于摆针两侧，其中，每侧包括：调节螺钉，一端与摆针的侧面连接，另一端可调节地固定在安装基座，其中间连接有一弹性部件，通过调节螺钉使弹性部件的长度发生变化来调整摆针的平衡位置。

优选地，每侧的摆针调节部件还包括调节螺母，调节螺母螺接在调节螺钉上，用于锁定调节螺钉。

优选地，摆针固定在基座上的一端连接在轴承上，摆针可随着轴承的转动而摆动。

优选地，传感器至少为以下一种：加速度传感器、速度传感器和位移传感器。

优选地，在屏蔽罩内还设置有一保护箱体，安装基座、摆针和传感器容纳在保护箱体内。

优选地，屏蔽罩设置有与内部相通的用于向屏蔽罩内部输送压缩空气进行冷却降温的电气通道。

本发明具有以下有益效果：

1.由于在上述振动检测装置中采用了摆针，对信号振幅起到放大的作用，使传感器很容易检测到微弱振动，提高了振动检测装置的灵敏性。

2.由于在上述振动检测装置中采用了摆针限位部件，对摆针的摆幅起到限制作用，避免外界的干扰使摆针发生突然超幅的摆动，以减小测量误差。

3.由于在上述振动检测装置中采用了摆针调节部件，使得上述振动检测装置在振动检测过程中具有调节修复功能，可通过固定在摆针两侧的摆针调节部件调节摆针的平衡位置，使振动检测装置处于精确的检测状态，减少测量误差，提高振动信号采集的准确性。

4.在上述振动检测装置外部采用了表面涂有耐高温纳米基陶瓷隔热材料的屏蔽罩，能有效隔离高温影响对振动检测的影响，可将检测装置放置在操作臂前端，更接近长水口，减小振动信号在操作臂传输过程中的损失，使检测到的振动信号与原始信号更加接近，真实可靠。另外，在屏蔽罩内还有箱体保护传感器，并且箱体内通有压缩空气进行冷却，保证了传感器的使用寿命和性能稳定。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的振动检测装置应用于大包下渣检测的示意图；

图2示出了根据本发明一优选实施例的大包下渣振动检测装置固定于操作臂的示意图；

图3示出了图2所示大包下渣振动检测装置的内部俯视结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

图1示出了根据本发明的大包下渣振动检测装置应用于大包下渣检测的示意图，图2示出了根据本发明一优选实施例的大包下渣振动检测装置固定于操作臂的示意图。如图1和图2所示，在连铸过程中，钢液从大包20经长水口40流入中间包30，长水口40插入中间包30内，操作臂50连接大包20的长水口40，操作臂上安装有振动检测装置10。

传统的下渣振动检测装置，一般安装在操作臂远离长水口40的一端以防高温影响，但长时间的工作仍然会对传感器性能产生影响，而且水口处的振动信号经操作臂50长距离传输后，会产生较大的衰减，有用信号成分大大降低。在本实施例中，该振动检测装置10优选地设置在操作臂50上靠近长水口40的一端，其外部有屏蔽罩，起保护隔离作用，屏蔽罩外设有电气接头190，该电气接头190可用来输通压缩空气对振动检测装置10进行冷却降温，使传感器的工作温度控制在几十度左右，保证了传感器的使用寿命和性能稳定。由于对振动检测装置采用高温隔离措施，可将检测装置放置在操作臂50前端，更接近长水口，避免了振动信号在操作臂传输过程中的损失，使检测到的振动信号与原始信号更加接近，真实可靠。

如图2所示，整个检测装置10由螺杆151、压板152、螺钉153联合固定在钢厂的操作臂50上，以保持安装位置稳定和机构平衡。本发明人根据客户现场实际情况设计了上述机构，使得装置的安装维护简单，方便操作人员使用。特别在空间狭小的恶劣工况下使用更具优势，非常符合钢厂需要。

图3示出了图2所示大包下渣振动检测装置10的内部俯视结构。如图3所示，振动检测装置10的安装基座上设置有摆针2，摆针2的一端安装有传感器1，该传感器1可以采用加速度传感器、速度传感器或位移传感器。当大包内钢液和钢渣不同流动状态对水口冲击引起操作臂振动而使摆针2摆动时，在摆针末端的振动最强，摆针2会对振动起到放大的作用，使得传感器1可以灵敏地检测到此振动信号，从而实现对大包下渣的振动检测。

在浇注过程中，恶劣的现场环境对振动信号检测有非常大的干扰，如：操作工向中间包丢保护渣，大包坐包等都会引起较大的冲击，使操作臂振动异常，因此，在本实施例中，摆针2的两侧设置有摆针限位部件，用于限定摆针的最大摆动幅度。如图3所示，摆针限位部件由限位基座13、限位螺钉4和限位螺母12组成，限位基座13固定在安装基座11上，其上设置有朝向摆针的侧面的螺钉孔。限位螺钉4螺接在该螺钉孔中，在实际使用的过程中，可以根据需要通过调节限位螺钉4的螺钉端到摆针侧面的距离，来调节摆针的最大摆动幅度，当调节好摆针的最大摆动幅度后，用限位螺母12将限位螺钉4锁定。由于采用了摆针限位部件，当异常振动发生时，可以限制摆针的异常偏摆位移，屏蔽外界的突发干扰，减小了测量误差。

在安装基座11上还设置有摆针调节部件，摆针调节部件对称的设置于摆针两侧，包括：调节螺钉6、弹簧5和调节螺母7，其中，调节螺钉6一端与所述摆针的侧面连接，另一端可调节地固定在所述安装基座11，中间通过弹簧5相连接。通过调节摆针两侧的调节螺钉6，使得与摆针侧面连接的弹簧5伸长或压缩，从而达到调节摆针的平衡位置的目的。

在上述振动检测装置外部盖有采用特殊材料制成的屏蔽罩8，屏蔽罩8表面涂有耐高温纳米基陶瓷隔热材料，能有效隔离中间包的高温影响。另外，在屏蔽罩8内还设置有箱体9，用于保护传感器1，并且箱体内通有压缩空气进行冷却，保证了传感器的使用寿命和性能稳定。

在本振动检测装置的使用过程中，首先，将传感器1安装在摆针2一端，另一端固定在轴承3上。装置10检测之前，调节限位螺钉4，使两个限位螺钉端面相对于轴承3中心线对称；其次，调节弹簧5两侧的调节螺钉6，使摆针两侧面到对应的限位螺钉4距离相等，然后拧紧调节螺母7，将屏蔽罩8安装好后，使装置开始检测。浇注末期，当钢水和钢渣流动引起操作臂产生振动，传递到摆针2时，摆针2可随轴承3旋转，左右振动，类似于钟摆过程，以轴承为圆心，摆针为半径，在摆针末端信号的振动最强烈，对信号振幅起到放大作用，同时限位螺钉4也可滤除外界干扰产生的突变冲击，使传感器接收到的信号更加平稳可靠。检测到的振动信号经电缆传输后输入到工控机等处理器中进行实时在线分析和数据处理，一旦检测到下渣，系统发出声光报警信号，自动关闭滑板，结束整个检测过程。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种振动检测装置，其特征在于，包括：

安装基座(11)；

摆针(2)，一端可转动地固定在所述安装基座(11)上；

传感器(1)，设置在所述摆针(2)的另一端，可随着摆针(2)一起摆动。

2.根据权利要求1所述的振动检测装置，其特征在于，还包括屏蔽罩(8)，该屏蔽罩盖在所述安装基座(11)上，其表面具有耐高温纳米基陶瓷隔热材料层。

3.根据权利要求1所述的振动检测装置，其特征在于，还包括用于限定所述摆针(2)的最大摆动幅度的摆针限位部件，所述摆针限位部件位于所述摆针(2)的两侧，其中，每侧包括：

限位基座(13)，固定在所述安装基座(11)上，其上设置有朝向所述摆针(2)的侧面的螺钉孔；

限位螺钉(4)，螺接在所述螺钉孔中。

4.根据权利要求3所述的振动检测装置，其特征在于，每侧的所述摆针限位部件还包括限位螺母(12)，螺接在所述限位螺钉(4)上，用于锁定所述限位螺钉(4)。

5.根据权利要求1所述的振动检测装置，其特征在于，还包括用于调整所述摆针(2)的平衡位置的摆针调节部件，所述摆针调节部件对称的设置于所述摆针(2)两侧，其中，每侧包括：

调节螺钉(6)，一端与所述摆针的侧面连接，另一端可调节地固定在所述安装基座(11)，其中间连接有一弹性部件(5)，通过调节螺钉(6)使所述弹性部件(5)的长度发生变化来调整所述摆针的平衡位置。

6.根据权利要求5所述的振动检测装置，其特征在于，每侧的所述摆针调节部件还包括调节螺母(7)，所述调节螺母(7)螺接在所述调节螺钉(6)上，用于锁定所述调节螺钉(6)。

7.根据权利要求1所述的振动检测装置，其特征在于，所述摆针固定在所述基座上的一端连接在轴承(3)上，所述摆针可随着轴承(3)的转动而摆动。

8.根据权利要求1所述的振动检测装置，其特征在于，所述传感器(1)至少为以下一种：

加速度传感器、速度传感器和位移传感器。

9.根据权利要求2所述的振动检测装置，其特征在于，在所述屏蔽罩内还设置有一保护箱体(9)，所述安装基座(11)、摆针(2)和传感器(1)容纳在所述保护箱体(9)内。

10.根据权利要求2所述的振动检测装置，其特征在于，所述屏蔽罩(8)设置有与内部相通的用于向屏蔽罩内部输送压缩空气进行冷却降温的电气通道(190)。

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