专利名称：钢包长水口的振动信号的测量装置和方法
技术领域：
本发明涉及钢水连铸的生产工艺，更具体地说，涉及一种钢包长水口 的振动信号的测量装置和方法，该装置和方法简单方便，测量效果好。
背景技术：
在钢水的连铸生产过程中，请参阅图l所示，钢水从钢包l中流出通过滑动水口 2和长水口 3流入中间包4中，在由钢包l、滑动水口2和长 水口3构成的管路中，滑动水口 2和长水口 3是管路中的移动部位，当钢 水从滑动水口 2流经长水口 3时会引起钢水流速的剧烈变化，从而导致长 水口3的剧烈振动。为了对浇铸过程中相关工况进行分析，需要使用传感 器来测量长水口 3处的振动信号。由于长水口 3安装在滑动水口 2的下方， 与钢水直接接触，使得长水口 3的温度高达1000度以上，在这样高温度 的地方传感器无法直接安装。为了避免高温对传感器的造成损坏，目前一 般将传感器安装在长水口机械臂的后端，这样可以避免传感器由于高温而 损害。但是，由于机械臂与中间包车的连接支点在机械臂的后端附近，因 此，容易使传感器的测量信号的信噪比下降，甚至无法检测到真实的振动 信号。发明内容针对现有技术中存在的长水口温度太高使传感器无法前置以及传感器 后置容易使测量信号的信噪比下降、无法检测到真实的振动信号的缺点， 本发明的目的是提供一种钢包长水口的振动信号的测量装置和方法，该装 置和方法简单方便、安全可靠，并且测量效果好。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案 一种钢包长水口的振动信号的测量装置，该装置包括 连接环，套在长水口上并固定，该连接环两恻设有对称的吊耳；机械臂， 一端设有水口托架，水口托架的一端与所述的连接环的吊耳连接固定；机械臂的另一端固定在地面的支撑柱上；传感器，设置于机械臂靠近长水口一端的内部。所述的机械臂包括传动管， 一端伸入所述的水口托架的一端内，传动管的另一端伸入内套管内；内套管， 一端套在传动管上，并与传动管连接固定，另一端设有堵头， 堵头堵住内套管的另一端；外套管，套在内套管上，外套管的两端分别设有密封环，密封环套在 内套管上；外套管底部与所述的支架连接固定。所述的密封环上设有销钉，通过销钉与内套管固定；密封环一侧还设 有铜环，铜环套在内套管上， 一端与密封环相抵。所述的传感器设置并固定在内套管内，测量振动信号。所述的内套管内还设有冷却风管，冷却风管的入口端设置在内套管一 端的上部，出口端沿内套管的轴向延伸并朝向传感器；所述的传动管的底 部还设有排风管。一种钢包长水口的振动信号的测量方法，该测量方法的具体步骤如下-.A. 将测量装置的连接环套在长水口上并固定；B. 使用机械臂一端的水口托架固定在连接环两侧的吊耳上，并将机械 臂的另一端固定在地面的支撑柱上；C. 将传感器设置在机械臂靠近长水口一端的内部；D. 对传感器进行冷却；E. 使用传感器将测得的振动信号转换为电信号并输出至后继处理电路。所述步骤B的具体步骤如下Bl.先采用机械臂的传动管一端伸入水口托架一端内； B2.然后将内套管的一端固定在传动管上，并使用堵头对内套管的另 一端进行密封；B3.再使用外套管套在内套管上，将密封环和铜环设置在外套管的两端，并使用销钉将密封环与内套管固定；B4.最后将外套管固定在地面的支撑柱上。 在步骤D中将冷却空气从安装在内套管一端的上部的冷却风管的入口端吹入，通 过沿内套管的轴向延伸的出口端吹向传感器，对传感器进行持续冷却，并 釆用设置在传动管底部的排风管进行排风。在上述技术方案中，本发明的一种钢包长水口的振动信号的测量装置 包括连接环，套在长水口上并固定，该连接环两侧设有对称的吊耳；机械 臂， 一端设有水口托架，水口托架的一端与连接环的吊耳连接固定；机械 臂的另一端固定在地面的支撑柱上；传感器，设置于机械臂靠近长水口一 端的内部。本发明的一种钢包长水口的振动信号的测量方法为将测量装置 的连接环套在长水口上并固定；使用机械臂一端的水口托架固定在连接环 两侧的吊耳上，并将机械臂的另一端固定在地面的支撑柱上；将传感器设 置在机械臂靠近长水口一端的内部；对传感器进行冷却；传感器将测得的 振动信号转换为电信号并输出至后继处理电路。本发明由于采用连接环与 长水口连接，并通过连接环的振动信号来反映长水口的振动信号，不但使 传感器无需直接安装在长水口处，避免了由于温度过高而损坏，由于采用 了传感器前置，直接对连接环进行测量，干扰小、效果好，测得的信号准 确度高。另外，通过对传感器进行冷却，确保传感器在安全的温度下进行 测量。
图l是连铸工艺中钢水从钢包流入中间包的结构原理示意图；图2是本发明的钢包长水口的振动信号的测量装置的工作状态示意图；图3是本发明的测量装置的结构剖视示意图； 图4是图3中的连接环的结构俯视示意图； 图5是本发明的密封环的结构示意图； 图6是本发明的测量方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。实施例1请参阅图2所示，本发明的钢包长水口的振动信号的测量装置IO—端 与长水口3连接，另一端通过支撑柱7固定在地面上，请参阅图3所示， 该装置IO包括连接环11,套在长水口 3上并固定，该连接环11两侧设 有对称的吊耳111 (见图4);机械臂12, —端设有水口托架121,水口 托架121的一端与连接环11的吊耳lll连接固定；机械臂12的另一端固 定在支撑柱7上；传感器13，设置于机械臂12靠近长水口 3—端的内部。 机械臂12进一步包括传动管122， 一端伸入水口托架121右端内，另一 端伸入内套管123内，传动管122和内套管123的一端分别设有螺栓孔， 螺栓14通过螺栓孔穿过传动管122和内套管123，并传动管122与内套 管123的一端固定；内套管123， 一端套在传动管122上，另一端焊接有 堵头124,堵头堵住内套管123,起到密封作用；外套管125，比内套管 123短，套在内套管123上，外套管125的两端分别设有密封环126，密 封环126也套在内套管123上，请结合图5所示，密封环126上、下两恻 分别设有销钉孔127，通过销钉穿入销钉孔127并穿入内套管123内，使 密封环126与内套管123轴向固定，并且使外套管125与内套管123在径 向可以做相对旋转运动；外套管125的外部两侧分别设有支撑耳15，通过 支撑耳15与支撑柱7连接固定，外套管125的底部还设有支架5，支架5 与支撑柱7之间还设有油缸6，油缸6—端与支架5连接，另一端与支撑 柱7连接固定。密封环126—恻还设有铜环128,铜环128也套在内套管 123上，并一端与密封环126相抵。传感器13设置并固定在内套管123 内(用固定板固定)，位于的传动管122右恻，当长水口振动时，振动信 号通过连接环11、传动管122和内套管123传递至传感器13，传感器13 测得的振动信号即为长水口的振动信号。内套管123内还设有冷却风管 129,冷却风管129的入口端130设置在内套管123—端的上部，出口端 131沿内套管123的轴向延伸并朝向传感器13;传动管122的底部还设有排风管132，冷却空气从入口端130进入，通过冷却风管129，从出口端 131吹向传感器13，对传感器13进行持续冷却，并通过排风管132排出。实施例2请参阅图6所示，本发明的钢包长水口的振动信号的测量方法的具体 步骤为先将测量装置的连接环套在长水口上并固定；然后使用机械臂一 端的水口托架固定在连接环两侧的吊耳上，并将机械臂的另一端固定在地 面的支撑柱上；再将传感器设置在机械臂靠近长水口一端的内部；然后对 传感器进行冷却；最后使用传感器将测得的振动信号转换为电信号并输出 至后继处理电路。其中，机械臂的固定具体步骤为先采用机械臂的传动管 一端伸入水口托架一端内；然后将内套管的一端套在传动管上，通过螺栓 穿过传动管与内套管上的螺栓孔，使内套管与传动管连接固定，并使用堵 头采用焊接的方式对内套管的另一端进行密封；再使用外套管套在内套管 上，将密封环和铜环设置在外套管的两端，并使用销钉穿过密封环上的销 钉.孔和内套管，将密封环与内套管轴向固定，并且使外套管与内套管在径 向可以做相对旋转运动；最后通过外套管两侧的支撑耳与地面的支撑柱连 接固定，将外套管底部的支架连接在油缸的一端上，并将油缸的另一端设 置并固定在支撑柱上。在安装传感器的步骤中，将传感器设置并固定在内 套管内，并位于传动管右恻。在对传感器冷却的步骤中，将冷却空气从安 装在内套管一端的上部的冷却风管的入口端吹入，通过沿内套管的轴向延 伸的出口端吹向传感器，对传感器进行持续冷却，并采用设置在传动管底 部的排风管进行向外排风。在传感器测量步骤中，对传感器通电，当长水 口振动时，振动信号通过连接环、传动管和内套管传递至传感器，传感器 测得的振动信号即为长水口的振动信号，然后将振动信号转换为电信号， 通过电缆将电信号输出至后继处理电路，用于分析。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说 明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围 内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
1. 一种钢包长水口的振动信号的测量装置，其特征在于，该装置包括连接环，套在长水口上并固定，该连接环两侧设有对称的吊耳；机械臂，一端设有水口托架，水口托架的一端与所述的连接环的吊耳连接固定；机械臂的另一端固定在地面的支撑柱上；传感器，设置于机械臂靠近长水口一端的内部。
2. 如权利要求l所述的钢包长水口的振动信号的测量装置，其特征在于，所述的机械臂包括传动管， 一端伸入所述的水口托架的一端内，传动管的另一端伸入内 套管内；内套管， 一端套在传动管上，并与传动管连接固定，另一端设有堵头， 堵头堵住内套管的另一端；外套管，套在内套管上，外套管的两端分别设有密封环，密封环套在 内套管上；外套管底部与所述的支架连接固定。
3. 如权利要求2所述的钢包长水口的振动信号的测量装置，其特征在于所述的密封环上设有销钉，通过销钉与内套管固定；密封环一侧还设 有铜环，铜环套在内套管上， 一端与密封环相抵。
4. 如权利要求l所述的钢包长水口的振动信号的测量装置，其特征在于所述的传感器设置并固定在内套管内，测量振动信号。
5. 如权利要求2所述的钢包长水口的振动信号的测量装置，其特征在于所述的内套管内还设有冷却风管，冷却风管的入口端设置在内套管一 端的上部，出口端沿内套管的轴向延伸并朝向传感器；所述的传动管的底 部还设有排风管。
6. —种钢包长水口的振动信号的测量方法，其特征在于， 该测量方法的具体步骤如下A. 将测量装置的连接环套在长水口上并固定；B. 使用机械臂一端的水口托架固定在连接环两侧的吊耳上，并将机械 臂的另一端固定在地面的支撑柱上；C将传感器设置在机械臂靠近长水口一端的内部；D. 对传感器进行冷却；E. 使用传感器将测得的振动信号转换为电信号并输出至后继处理电路。
7. 如权利要求6所述的钢包长水口.的振动信号的测量方法，其特征在 于，所述步骤B的具体步骤如下Bl.先采用机械臂的传动管一端伸入水口托架一端内； B2.然后将内套管的一端固定在传动管上，并使用堵头对内套管的另 一端进行密封；B3.再使用外套管套在内套管上，将密封环和铜环设置在外套管的两 端，并使用销钉将密封环与内套管固定；B4.最后将外套管固定在地面的支撑柱上。
8. 如权利要求6所述的钢包长水口的振动信号的测量方法，其特征在 于，在步骤D中将冷却空气从安装在内套管一端的上部的冷却风管的入口端吹入，通 过沿内套管的轴向延伸的出口端吹向传感器，对传感器进行持续冷却，并 采用设置在传动管底部的排风管进行排风。
全文摘要
本发明公开了一种钢包长水口的振动信号的测量装置，该装置包括连接环，套在长水口上并固定，连接环两侧设有对称的吊耳；机械臂，一端设有水口托架，水口托架的一端与所述的连接环的吊耳连接固定；机械臂的另一端固定在所述支架上；传感器，设置于机械臂靠近长水口一端的内部。本发明还公开了一种钢包长水口的振动信号的测量方法。由于本发明采用连接环与长水口连接，并通过连接环的振动信号来反映长水口的振动信号，不但使传感器无需直接安装在长水口处，避免了由于温度过高而损坏，同时由于采用了传感器前置，直接对连接环进行测量，干扰小、效果好，测得的信号准确度高。另外，通过对传感器进行冷却，确保传感器在安全的温度下进行测量。
文档编号G01H11/06GK101266169SQ20071003816
公开日2008年9月17日 申请日期2007年3月16日 优先权日2007年3月16日
发明者唐安祥, 立 张, 勇 王, 申屠理锋, 蒋际欢, 邴建军, 钟志敏, 顾文兵 申请人:宝山钢铁股份有限公司