专利名称：电容传感式带钢运行偏移量在线检测系统的制作方法
技术领域：
本发明电容传感式带钢运行偏移量在线检测系统属于机械电子检测技术领域，具体来讲，涉及的是一种对冷轧连续生产线带钢运行中的跑偏偏移量进行在线检测的装置。
背景技术：
带钢运行偏移量在线检测系统是冷轧连续生产线钢带纠偏控制系统的关键部件，目前常采用的检测方式大多为光电检测，如德国EMG公司生产的带钢纠偏控制系统、我国上海益昌薄板有限公司的专利产品“带钢自动对中装置的检测器”等。光电检测方式成本高，所需的安装空间大，安装条件苛刻，而且需要严格的维护，一些现场往往达不到上述要求(特别是安装空间的要求)。本发明电容传感式带钢运行偏移量在线检测系统具有测量性能好、成本低，安装简单，所需的安装空间小，基本不需要维护的特点，因此对于特定场合下的带钢运行偏移量在线检测具有重要意义。
发明内容
本发明电容传感式带钢运行偏移量在线检测系统目的在于，提供由两个C型铝架极板组成的电容式传感器和电容检测与信号调理电路，以方便、可靠地检测生产线带钢运行中的跑偏偏移量，为钢带纠偏控制系统提供输入参数。
本发明电容传感式带钢运行偏移量在线检测系统，其特征在于本系统由C型铝架1、C型铝架2、安装板3、绝缘陶瓷4、信号引线5与电容测量电路6所组成，电容传感器结构尺寸如附图1所示，C型铝架上下板长度L1＝400-500mm，两个C型铝架之间的安装距离L2视钢带宽度而定，C型铝架侧板内部净高度H1＝400-500mm，C型铝架侧板外部总高度H2因槽型铝材的槽深而宜，绝缘陶瓷高度H3≥100mm，安装底板厚度H4≥10mm，C型铝架上下板宽度H5＝100-200mm，C型铝架1和C型铝架2各作为电容器的一个极板，与安装板4之间用绝缘陶瓷3隔开，现场测量机构如附图2所示，C型铝架1与运行的钢带7之间构成平板电容CX1，C型铝架2与钢带7之间构成平板电容CX2。CX1、CX2通过信号引线5按差动形式接入电容测量电路6，差动值大小与钢带偏移量成正比，差动值正负反应钢带偏移方向。
电容测量电路6(见附图3)由振荡器I、变压器耦合电路II、相敏检波电路III和信号调理电路IV所组成。由直流稳压电源E1、晶体管Q1、Q2、晶振X1、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、电容C1、C2组成的振荡器的振荡频率由晶振X1确定，由直流稳压电源E2、晶体管Q3、电容C3、电阻R8、R9与二极管D1组成放大电路，由变压器T、电容C5、C6与测量电容CX1、CX2组成变压器电桥，并经二极管D2、D3、电阻R10、R11与电容C7完成相敏检波与滤波，由运算放大器A1、A2、电阻R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、电容C8、C9、电位器RW1、RW2、稳压电源E3、E4组成的信号调理电路完成对信号的零位调整与增益放大。
本发明具有如下优点1有非常好的动态响应性能和高的灵敏度，每毫米位移输出≥50mV；2成本低，只有光电检测成本的20％左右；3安装简单，所需的安装空间小，特别适用于现场空间位置受限的场合；4基本不需要维护。
附图1为电容传感器结构尺寸图1、2-C型铝架 3-绝缘陶瓷住 4-安装板 5-信号引线L1-C型铝架上下板长度 L2-两C型铝架的安装距离 H1-C型铝架侧板内部净高度 H2-C型铝架侧板外部总高度 H3-绝缘陶瓷高度 H4-安装底板厚度 H5-C型铝架上下板宽度附图2为现场测量机构示意图1、2-C型铝架 5-信号引线 6-电容测量电路 7-运行钢带附图3为电容测量电路原理图I-振荡器 II-变压器耦合电路 III-相敏检波电路 IV-信号调理电路
具体实施例方式实施方式1系统由C型铝架1、C型铝架2、安装板3、绝缘陶瓷4、信号引线5与电容测量电路6所组成，电容传感器结构尺寸如附图1所示，C型铝架上下板长度L1＝400mm，两个C型铝架之间的安装距离L2＝1400mm，C型铝架侧板内部净高度H1＝400mm，C型铝架侧板外部总高度H2＝460mm，绝缘陶瓷高度H3＝120mm，安装底板厚度H4＝10mm，C型铝架上下板宽度H5＝150mm，C型铝架1和C型铝架2各作为电容器的一个极板，与安装板4之间用绝缘陶瓷3隔开，现场测量机构如附图2所示，C型铝架1与运行的钢带7之间构成平板电容CX1，C型铝架2与钢带7之间构成平板电容CX2。CX1、CX2通过信号引线5按差动形式接入电容测量电路6，差动值大小与钢带偏移量成正比，差动值正负反应钢带偏移方向。电容测量电路6(见附图3)由振荡器I、变压器耦合电路II、相敏检波电路III和信号调理电路IV所组成。由直流稳压电源E1、晶体管Q1、Q2、晶振X1、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、电容C1、C2组成的振荡器的振荡频率由晶振X1确定，由直流稳压电源E2、晶体管Q3、电容C3、电阻R8、R9与二极管D1组成放大电路，由变压器T、电容C5、C6与测量电容CX1、CX2组成变压器电桥，并经二极管D2、D3、电阻R10、R11与电容C7完成相敏检波与滤波，由运算放大器A1、A2、电阻R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、电容C8、C9、电位器RW1、RW2、稳压电源E3、E4组成的信号调理电路完成对信号的零位调整与增益放大。
实施方式2C型铝架1、C型铝架2的安装与现场设备及运行钢带之间严格绝缘，设备须良好接地。C型铝架1与C型铝架2的横向尺寸L1＝475mm，若运行钢带宽度为1000mm时，C型铝架1与C型铝架2间的最小安装间隔为L2＝1400mm.通过调节RW1实现信号的零位调整，调节RW2实现信号的增益调整。
实施方式3当钢带宽度从750mm到1250mm可变时，C型铝架1与C型铝架2间的安装间隔为L2＝1650mm，其它同实施方式1。
实施方式4运算放大器A1的同相输入端之前可插入与R15、C9相同的阻容滤波网络，其它同实施方式1、2。
权利要求
1.一种电容传感式带钢运行偏移量在线检测系统，其特征在于本系统由C型铝架1、C型铝架2、安装板3、绝缘陶瓷4、信号引线5与电容测量电路6所组成，电容传感器结构尺寸为，C型铝架上下板长度L1＝400-500mm，两个C型铝架之间的安装距离L2视钢带宽度而定，C型铝架侧板内部净高度H1＝400-500mm，C型铝架侧板外部总高度H2因槽型铝材的槽深而宜，绝缘陶瓷高度H3≥100mm，安装底板厚度H4≥10mm，C型铝架上下板宽度H5＝100-200mm，C型铝架1和C型铝架2各作为电容器的一个极板，与安装板4之间用绝缘陶瓷3隔开，现场测量机构为C型铝架1与运行的钢带7之间构成平板电容CX1，C型铝架2与钢带7之间构成平板电容CX2，CX1、CX2通过信号引线5按差动形式接入电容测量电路6，差动值大小与钢带偏移量成正比，差动值正负反应钢带偏移方向；电容测量电路6由振荡器I、变压器耦合电路II、相敏检波电路III和信号调理电路IV所组成，由直流稳压电源E1、晶体管Q1、Q2、晶振X1、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、电容C1、C2组成的振荡器的振荡频率由晶振X1确定，由直流稳压电源E2、晶体管Q3、电容C3、电阻R8、R9与二极管D1组成放大电路，由变压器T、电容C5、C6与测量电容CX1、CX2组成变压器电桥，并经二极管D2、D3、电阻R10、R11与电容C7完成相敏检波与滤波，由运算放大器A1、A2、电阻R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、电容C8、C9、电位器RW1、RW2、稳压电源E3、E4组成的信号调理电路完成对信号的零位调整与增益放大。
全文摘要
一种电容传感式带钢运行偏移量在线检测系统属于机械电子检测技术领域，具体来讲，涉及的是一种对冷轧连续生产线带钢运行中的跑偏偏移量进行在线检测的装置。其特征在于本系统由C型铝架1、C型铝架2、安装板3、绝缘陶瓷4、信号引线5与电容测量电路6所组成，C型铝架1和C型铝架2各作为电容器的一个极板，与安装板4之间用绝缘陶瓷3隔开，C型铝架1与运行的钢带7之间构成平板电容C
文档编号B21B38/00GK1810400SQ20051012848
公开日2006年8月2日 申请日期2005年12月20日 优先权日2005年12月20日
发明者熊诗波, 杨洁明, 魏晋宏 申请人:太原理工大学