专利名称：管坯结晶器锥度测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种管坯结晶器锥度测量仪，用于管坯连铸结晶器铜管的检测，属于机电一体化的仪器、仪表领域。
背景技术：
管坯连铸机结晶器是一种水冷式特殊钢锭模。如果结晶器铜管的锥度不合适，会使铸坯产生裂纹和拉漏，不但影响铸坯的质量还可能出现生产事故；还会直接影响结晶器铜管的使用寿命。
随着钢铁企业连铸工艺的发展，结晶器的锥度测量问题，特别是对于圆形管坯锥度的测量是钢铁冶金企业的一大难题。
在已有的结晶器铜管锥度测量装置中，只有方坯铜管锥度测量仪，而方坯铜管锥度测量仪对管坯无法测量。
发明内容
本发明解决的技术问题是采用单点连续测量，结晶器锥度测量仪在铜管内一个行程的运动就可以测量出结晶器铜管的收缩量和锥度值；精确的检测管坯连铸机结晶器的单锥度、多锥度、抛物线锥度等曲线锥度，判断铸坯的质量和结晶器铜管的使用寿命。
技术解决方案本发明由外壳体、运动测量小车构成，运动测量小车包括底盘、滚动轮、位移传递板；固定架安装在底盘上，固定架上装有位移传感器固定架、导向柱，导向柱上固定安装有位移传递板，位移传递板下方设有位移传感器，位移传感器固定安装在位移传感器固定架上，导向柱下部装有弹簧，上部装有轴承，轴承上装有滚动轴轮、光电测量轮。
导向柱垂直小车底盘。
信号转换和处理电路装置安装在定位运动测量小车内。
滚动轴轮与铜管的接触点和小车底盘上的滚动轮与铜管的接触点的连线构成等腰三角形，导向柱则是等腰三角形的高。
本发明的特点结晶器管坯锥度测量仪将结晶器铜管锥度情况显示出来。便于现场操作人员及时的了解铜管的磨损情况。
该测量仪的数据采集和处理使用单片机技术，并将所有电路集成安装在定位运动测量小车内，只用数据线与计算机联接，携带、使用操作简单方便、可靠。
本发明定位运动测量小车的特殊结构和运动轨迹，保证了管坯结晶器锥度测量的准确性。管坯结晶器铜管纵向位移的测量由光电编码器将位移信号转变为电信号输入单片机处理显示，测量结晶器锥度的交流差动变压位移传感器，信号转换和处理电路装置全部安装在定位运动测量小车内，使测量装置高度集成化。
该结晶器测量仪采用单点连续测量。测量机构上安装了一个垂直小车底盘的导向柱，结晶器锥度测量仪在铜管内一个行程的运动就可以测量出结晶器铜管的收缩量和锥度值。
四
图1为本发明结构示意图；图2为本发明侧视图；图3为本发明原理图；五具体实施方式
本发明结构如说明书附图1、2所示，测量机构由一个运动测量小车构成，运动测量小车主要有底盘1、固定架2、导向柱3、滚动轴轮4、光电测量轮5、位移传递板10、位移传感器11、位移传感器固定架12组成。底盘1装有四个滚动轮9，固定架2固定安装在定位运动测量小车的底盘1上，固定架2上装有导向柱3，导向柱3下部装有弹簧，上部装有轴承6，滚动轴轮4安装在轴承6上，滚动轴轮4的轴和轮为一体，光电测量轮5安装在滚动轴轮4的轴上，测量时滚动轴轮4沿铜管内壁滚动，光电测量轮5跟着转动将铜管长度方向的位移记录，铜管的收缩量由导向柱向下运动时，带动固定在导向柱上的位移固定板10压缩位移传感器11测量。然后通过公式计算软件处理直接在计算机上显示。
信号转换和处理电路装置全部安装在定位运动测量小车内，使测量装置高度集成化。
将测量机构置入管坯结晶器铜管内，自动定位测量。
运动小车在管坯结晶器铜管内行走时，光电编码器将纵向位移信号转变为直流模拟电信号，将直流模拟信号送入单片机，单片机将模拟信号处理后转换成数字信号进入计算机，计算机处理后得出测量装置在铜管中运动的纵向的距离。测量小车顶部张紧轮下安装的交流差动变压位移传感器测出管坯结晶器铜管收缩量的变化，交流差动变压位移传感器的交流信号经过变换电路转换成直流信号，将直流模拟信号送入单片机，单片机将模拟信号处理后转换成数字信号进入计算机，计算机进行数据存储处理得到管坯结晶器铜管锥度的实际数据和锥度曲线。
测量时，小车在铜管内行走，弹簧8的弹簧力使得小车底盘上的四个滚动轮9与导向柱上方的滚动轴轮4紧贴铜管内壁运动。与测量原理图相对应，测量时，滚动轴轮4与铜管的接触点为测量原理图的C点，滚动轮9与铜管的接触点为测量原理图中的A、B点。测量时，滚动轴轮4与铜管的接触点和小车底盘上的滚动轮9与铜管的接触点的连线构成等腰三角形ABC，导向柱则是等腰三角形的高，本机构满足测量原理的要求。测量过程的数据处理与计算由相应的软件完成。
本发明的定位运动测量小车底盘1、固定架2、导向柱3、滚动轴轮4、位移传递板10、位移传感器固定架12组成。材料全部用不锈钢或铝合金材料，在高精度数控加工中心上加工制造，滚动轮9采用高精度滚动轴承，定位运动测量小车在安装时，严格按照形位公差的要求进行装配，加工制造精度保证了测量的准确性。结晶器铜管纵向位移采用光电编码器进行测量，结晶器铜管锥度变化的信号采集采用高精度位移传感器11，测量装置外壳体7由不锈钢制造，在线检测时防止灰尘对传感器及电器元件的影响。
测量原理如图3所示AB两点为测量小车的底盘车轮与铜管的接触点，C点为位移传感器与铜管的接触点，传感器固定在小车底盘上与底盘垂直，当小车在铜管中运动时，小车的底盘车轮传感器与铜管的接触点构成等腰三角形ABC，铜管收缩时位移传感器受到压缩等腰三角形的高CD发生变化，CD的变化由传感器测得为Δl反应了铜管的收缩量的变化，铜管收缩量与传感器压缩量的关系为 Δl--传感器压缩量mmr0-结晶器上口半径mma---锥度仪两轮距离的一半(弦长)mmΔr---铜管半径收缩量mm。
权利要求
1.管坯结晶器锥度测量仪，由外壳体(7)、运动测量小车构成，运动测量小车包括底盘(1)、滚动轮(9)、位移传递板(10)，位移传递板(10)下方设有位移传感器(11)，位移传感器(11)固定安装在位移传感器固定架(12)上，其特征在于固定架(2)安装在底盘(1)上，固定架(2)上装有位移传感器固定架(12)、导向柱(3)，导向柱(3)上固定安装有位移传递板(10)，导向柱(3)下部装有弹簧(8)，上部装有轴承(6)，轴承(6)上装有滚动轴轮(4)、光电测量轮(5)。
2.根据权利要求1所述的管坯结晶器锥度测量仪，其特征在于导向柱(3)垂直小车底盘(1)。
3.根据权利要求1或2所述的管坯结晶器锥度测量仪，其特征在于信号转换和处理电路装置安装在定位运动测量小车内。
4.根据权利要求3所述的管坯结晶器锥度测量仪，其特征在于滚动轴轮(4)与铜管的接触点和小车底盘(1)上的滚动轮(9)与铜管的接触点的连线构成等腰三角形，导向柱(3)则是等腰三角形的高。
全文摘要
本发明涉及一种管坯结晶器锥度测量仪，用于管坯连铸结晶器铜管的检测，属于机电一体化的仪器、仪表领域。特点是固定架上装有位移传感器固定架、导向柱，导向柱上固定安装有位移传递板，位移传递板下方设有位移传感器，位移传感器固定安装在位移传感器固定架上，导向柱下部装有弹簧，上部装有轴承，轴承上装有滚动轴轮、光电测量轮。本发明精确地检测管坯连铸机结晶器的单锥度、多锥度、抛物线锥度等曲线锥度，判断铸坯的质量和结晶器铜管的使用寿命。将结晶器铜管锥度情况显示出来。便于现场操作人员及时地了解铜管的磨损情况。便于携带、使用操作简单方便、可靠。
文档编号G01B21/22GK1877255SQ20061010345
公开日2006年12月13日 申请日期2006年7月24日 优先权日2006年7月24日
发明者丁国, 曹建刚, 王宝峰, 腾飞 申请人:内蒙古科技大学, 包头联方高新技术有限责任公司