CN204142274U - 一种用电信号校验轴的校验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用电信号校验轴的校验装置，包括编码器，编码器固定连接外接待测轴的旋转轴，其中旋转轴上设置有随待测轴旋转的光栅转盘，光栅转盘的两侧分设有发光二极管以及光电三极管，该校验装置还包括继电器，光电三极管连接继电器，发光二极管发出的光线穿过光栅转盘，设置在光栅转盘另一侧的光电三极管接收光线，形成电信号，电信号输入到继电器，继电器将接收的电信号处理后输出锯齿形信号，以校验编码器输出的总线信号。该校验装置通过该锯齿形信号进行校验由继电器产生的总线信号，该种方式下，既可以获得编码器良好的信号精度，同时也能实时对检测装置进行基本的校验诊断。

Description

一种用电信号校验轴的校验装置

技术领域

本实用新型涉及一种校验装置，尤其涉及一种用电信号校验轴的校验装置。

背景技术

转炉生产过程中，测量转炉倾动角度及氧枪枪位对生产控制具有重要的意义。早期转炉倾动角度及氧枪枪位测量，使用凸轮开关接继电器来实现。这种方式虽然具有较好的稳定性和抗干扰能力，但是精度较差，而且受到机械结构的影响，经常会出现错误的控制信号。

随着现代控制系统水平的发展，PLC逐步成为控制系统最核心的组成部分，各种现场总线的应用伴随着PLC系统也成为最常见的网络通信方式。旋转编码器是把角位移转化为电信号进行传输的装置。用集成总线通信的编码器测位置具有精度高，设备集成度好的优势。例如，在转炉倾动耳轴处安装单圈绝对值编码器，可以精确的测量转炉的倾动角度。在氧枪的升降电缆卷筒处安装多圈绝对值编码器，可以精确的测量氧枪的枪位。编码器本身机械稳定性较高，但因其总线通信采用基带未调制信号传输，信道极易受到现场信号干扰，无论是总线电源还是数据受到干扰，都容易使通信出现问题，虽然总线控制器会在干扰消失后恢复通信，但在短时间内关键控制信号依然容易丢失信息，某些总线网络主控设备也并不支持总线上设备的自诊断和断网报警，使生产过程发生危险。为了解决通信问题，有时也采用冗余编码器，冗余编码器成本较高，安装不便，且因为都采用总线通信很难较好的提高系统的稳定性。

发明内容

为了解决以上问题，本实用新型提供了一种用电信号校验轴的校验装置，该校验装置中设置有编码器以及继电器，继电器将电信号输出形成稳定的锯齿形信号，通过该锯齿形信号进行校验由继电器产生的总线信号，该种方式下，既可以获得编码器良好的信号精度，同时也能实时对检测装置进行基本的校验诊断。

为了达到以上目的，本实用新型提供了一种用电信号校验轴的校验装置，包括能将待测轴旋转的角位移转化为总线信号输出的编码器，编码器固定连接外接待测轴的旋转轴，其中旋转轴上设置有随旋转轴旋转的光栅转盘，光栅转盘的两侧分设有发光二极管以及光电三极管，该校验装置还包括能将电信号转化为锯齿波信号输出的继电器，光电三极管连接继电器，发光二极管发出的光线穿过光栅转盘，设置在光栅转盘另一侧的光电三极管接收光线，形成电信号，电信号输入到继电器，继电器将接收的电信号处理后输出锯齿形信号，以校验编码器输出的总线信号。

作为本实用新型的进一步优化，编码器设置有输入端以及输出端，输入端连接传递旋转轴角位移的旋转轴，输出端连接输出总线信号的总线电缆，编码器通过连接总线电缆将编码器产生的总线信号输出。

作为本实用新型的进一步优化，光栅转盘为圆盘状，光栅转盘包括设置在中间的转盘安装孔，以及呈辐条状均布在转盘安装孔四周的栅条片。

作为本实用新型的进一步优化，转盘安装孔内形成有内螺纹，光栅转盘与旋转轴连接处的旋转轴上形成有与转盘安装孔内螺纹相啮合的外螺纹。

作为本实用新型的进一步优化，光栅转盘的转盘安装孔内形成缺口，旋转轴上形成有与缺口相卡和的凸起。

作为本实用新型的进一步优化，校验装置的外部设置有壳体，以保护壳体内部的电信号校验装置，壳体上设置有外部电缆孔，以将壳体内部的装置与外部电源连接；壳体上还设置有总线电缆孔，总线电缆从总线电缆孔伸出壳体外部。

作为本实用新型的进一步优化，光栅转盘为两片，该两片光栅转盘贴合设置。

作为本实用新型的进一步优化，发光二极管、光电三极管以及继电器通过导线连接设置在壳体内部的电路板。

作为本实用新型的进一步优化，外接的待测轴为转炉耳轴。

作为本实用新型的进一步优化，外接的待测轴为氧枪升降减速机输出轴。

本实用新型所具有的优势在于，本实用新型的用电信号校验旋转轴的校验装置设置有能通过电信号控制的继电器，继电器将电信号输出形成稳定的锯齿形信号，通过该锯齿形信号进行校验由继电器产生的总线信号，该种方式下，既可以获得编码器良好的信号精度，同时也能实时对检测装置进行基本的校验诊断。

附图说明

图1为本实用新型中用电信号校验轴的校验装置的结构示意图；

图2为图1中光栅转盘的结构示意图；

图3为本实用新型中第一种实施例中光栅转盘的示意图；

图4为本实用新型中第二种实施例中光栅转盘的示意图。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

参见图1，是本实用新型中用电信号校验轴的校验装置的结构示意图。如图1所示，本实用新型的用电信号校验轴的校验装置包括能将待测轴的角位移转化为总线信号输出的编码器1，其中编码器1固定连接外接待测轴的旋转轴2，旋转轴2可随待测轴转动，旋转轴2上设置有随旋转轴2旋转的光栅转盘3，光栅转盘3的两侧分设有发光二极管41以及光电三极管42，发光二极管41以及光电三极管42固定安装在法兰4上，法兰4穿过旋转轴2分设在光栅转盘两侧；本实用新型中的用电信号校验旋转轴的校验装置还包括能将电信号转化为锯齿波信号输出的继电器5，光电三极管42电连接继电器5，发光二极管41发出的光线穿过光栅转盘3，设置在光栅转盘3另一侧的光电三极管42接收光线，形成电信号，电信号输入到继电器5，继电器5将接收的电信号处理后输出稳定的锯齿形信号，用以校验编码器1输出的总线信号是否为稳定状态。上述发光二极管41、光电三极管42以及继电器5均通过导线连接在电路板6上，以节省空间。

进一步参见图1，编码器1为总线型编码器，编码器1设置有输入端11以及输出端12，输入端11连接传递旋转轴角位移的旋转轴2，编码器1的输出端12连接总线电缆7，编码器1通过连接总线电缆7将编码器产生的总线信号输出。

同时，如图1所示，本实用新型中用电信号校验旋转轴的校验装置的外部设置有壳体8，壳体8用于保护内部的校验装置，壳体8上设置有外部电缆孔81，以将壳体内部的装置与外部电源连接；壳体8上还设置有总线电缆孔82，总线电缆7从该总线电缆孔82伸出壳体外部。

参见图2，是图1中的光栅转盘结构示意图。如图2所示，光栅转盘3为圆盘状，光栅转盘3包括设置在中间的转盘安装孔31，以及呈辐条状均布在转盘安装孔31四周的栅条片32，转盘安装孔31内形成有内螺纹(图中未示出)，该栅条片32是由易折断的金属片或者塑料片制作，相邻栅条片32之间的间距可根据旋转轴的要求进行选择。上述光栅转盘3可为贴合在一起的两片，根据具体的测量要求，选择两片光栅转盘3错开的角度。光栅转盘3与旋转轴2连接处，旋转轴2上形成有与转盘安装孔内螺纹相啮合的外螺纹(图中未示出)。同时，优选地，为了使光栅转盘3安装在旋转轴2上更加固定，在光栅转盘3的转盘安装孔31内形成缺口，相应的，旋转轴2上形成有与缺口相卡合的凸起。

为了进一步说明本实用新型中使用编码器以及继电器配合测量角度信息，下面我们将通过两个具体的实施例进行说明。

参见图3，是本实用新型中第一种实施例中光栅转盘的示意图。第一种实施例是用本实用新型测量单圈旋转计角度附加工艺位置校验，其具体如下：生产中许多场合需要向控制系统反馈设备运行单圈角度或特定工艺位置信号，且以某型负力矩转炉倾动角度测量为例。以转炉耳轴为待测轴，转炉竖直位为零角度位，向炉前旋转为出渣方向，炉后旋转为出钢方向。在出渣和出钢时有一定角度区间需要低速运行以保证生产安全(例如：大于100度或小于-100度)。应用本实用新型，以总线电缆输出的信号确定旋转角度，计算工艺位置，以电气信号直接用来校验工艺位置。图3中示出了此时两片光栅转盘的组合图。在该种情况下，各具体参数如下：转炉旋转全行程(即旋转0～360°)信号；总线电缆输出的总线信号0～4095(采用单圈旋转编码器，分辨率4096)；输出电气信号为0，1。其中当转炉低速旋转区间(0～100°，以及260～360°)信号时，总线电缆输出的总线信号为0～1137，2958～4095；输出电气信号为0。当转炉高速旋转区间(100～260°)信号时，总线电缆输出的总线信号为1138～2958；输出电气信号为1。因此，通过上述电气信号进行校验旋转炉在出渣和出钢时是否以低速运行。

参见图4，是本实用新型中第二种实施例中光栅转盘的示意图。第二种实施例是用本实用新型测量多圈旋转计位置附加转动校验。生产中许多场合需要向控制系统反馈多圈位置信号，以某型氧枪升降位置测量为例。以电缆卷筒或减速机输出轴为待测轴，氧枪全行程为a圈。应用本实用新型，以总线输出的总线信号确定氧枪位置，以电气信号校验氧枪速度或运行状态。如图4所示，图4中示出了将两片光栅转盘组合的示意图。在该种情况下，各具体参数如下：氧枪全行程(360°×a圈)信号：总线信号：0～4096a；电气信号：01010101……。通过锯齿形的电气信号以校验氧枪速度或运行状态。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用电信号校验轴的校验装置，其特征在于，包括能将待测轴旋转的角位移转化为总线信号输出的编码器(1)，编码器(1)固定连接外接待测轴的旋转轴(2)，其中旋转轴(2)上设置有随旋转轴(2)旋转的光栅转盘(3)，光栅转盘(3)的两侧分设有发光二极管(41)以及光电三极管(42)，该校验装置还包括能将电信号转化为锯齿波信号输出的继电器(5)，光电三极管(42)电连接继电器(5)，发光二极管(41)发出的光线穿过光栅转盘(3)，设置在光栅转盘(3)另一侧的光电三极管(42)接收光线，形成电信号，电信号输入到继电器(5)，继电器(5)将接收的电信号处理后输出锯齿形信号，以校验编码器(1)输出的总线信号。

2.根据权利要求1所述用电信号校验轴的校验装置，其特征在于，编码器(1)设置有输入端(11)以及输出端(12)，输入端(11)连接传递旋转轴角位移的旋转轴(2)，输出端(12)连接输出总线信号的总线电缆(8)，编码器(1)通过连接总线电缆(8)将编码器(1)产生的总线信号输出。

3.根据权利要求1所述用电信号校验轴的校验装置，其特征在于，光栅转盘(3)为圆盘状，光栅转盘(3)包括设置在中间的转盘安装孔(31)，以及呈辐条状均布在转盘安装孔(31)四周的栅条片(32)。

4.根据权利要求3所述用电信号校验轴的校验装置，其特征在于，转盘安装孔(31)内形成有内螺纹，光栅转盘(3)与旋转轴(2)连接处的旋转轴(2)上形成有与转盘安装孔内螺纹相啮合的外螺纹。

5.根据权利要求3或4所述用电信号校验轴的校验装置，其特征在于，光栅转盘(3)的转盘安装孔(31)内形成缺口，旋转轴(2)上形成有与缺口相卡合的凸起。

6.根据权利要求2所述旋转轴的用电信号校验轴的校验装置，其特征在于，电信号校验装置的外部设置有壳体(8)，以保护壳体内部的电信号校验装置，壳体(8)上设置有外部电缆孔(81)，以将壳体内部的装置与外部电源连接；壳体(8)上还设置有总线电缆孔(82)，总线电缆(8)从总线电缆孔(82)伸出壳体外部。

7.根据权利要求1所述旋转轴的用电信号校验轴的校验装置，其特征在于，光栅转盘(3)为两片，该两片光栅转盘(3)贴合设置。

8.根据权利要求1所述旋转轴的用电信号校验轴的校验装置，其特征在于，发光二极管(41)、光电三极管(42)以及继电器(5)通过导线连接设置在壳体(8)内部的电路板(6)。

9.根据权利要求1所述旋转轴的用电信号校验轴的校验装置，其特征在于，待测轴为转炉耳轴。

10.根据权利要求1所述旋转轴的用电信号校验轴的校验装置，其特征在于，待测轴为氧枪升降减速机输出轴。