MTS位移传感器在高速重轨粗轧机中的应用

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摘 要:为提高重轨轧机生产效率与自动化程度,本文基于包钢轨梁厂重轨粗轧机,介绍了磁致伸缩位移传感器的工作原理,应用特性,以及高精度、高可靠性、大量程以及维护简便等优点。并且绘制了控制系统图。介绍了传感器的零点设定、位移采集计算。最后讨论了辊缝调节过程,以及辊缝调节过程中重要装置上辊平衡装置磁致伸缩位移传感器的应用。并实践充分证明,正确的应用这种位移传感器,能大大降低设备故障率,减少故障时间,更重要的是其高精度的测量值为轧机的全自动化生产提供了可能。

关键词:磁致伸缩 mts 辊缝

中图分类号:TG33 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0108-03

Abstract:in order to improve the production efficiency and heavy rail mill automation degree,this paper,based on the packet rail beams factory heavy rail rough rolling mill,introduces the magnetostrictive displacement sensing principle,application features,and high accuracy,high reliability,big range and convenient maintenance,etc.And to draw the control system diagram.Introduces the zero setting,displacement sensor collection calculation.Finally discussed the roll gap adjusting process,and roll gap adjusting process important device roller balance device magnetostrictive displacement sensor applications.And practice proved that the correct application of this kind of displacement sensor that can greatly reduce equipment failure,reduce fault time,more important is its high accuracy measuring value for the full automation production mill to provide the possibility.

Key Words:Magnetostriction;MTS;Roll gap

随着我国国民经济的快速发展,铁路技术的发展正朝着高速度、大运量和自动化牵引方向迈进。为了保证铁路运输的安全、快速,要求重轨具有高精度、高平直度、高热处理强度和长尺化。这就对重轨轧机的辊缝控制技术提出更高要求。以往通过机械指针等显示辊缝位移的传统方式已远远不能满足当今轧机控制精度及快速性。当今较为先进的轧机控制系统中绝大多数采用具有非接触式测量、传输距离远、适应恶劣环境且可靠性高的直线位移式磁致伸缩传感器。这种传感器的应用,为轧机控制的高精度、控制过程的动态化、控制响应的高速性、自动化提供了可能。

相对于其他测量方式,基于磁致伸缩技术的位移传感器的优点主要有以下几点。

(1)精度高。传统位移传感器的测量精度只有1%FS左右,因磁致伸缩位移传感器将位移量转化为发射和返回脉冲的时间间隔进行测量,测量精度高到0.002%FS。

(2)可靠性强。由于磁致伸缩位移传感器的非接触测量特性,被测物体与敏感元件不需要机械接触,没有摩擦磨损,而且其整个电路转换部分封闭在不锈钢管内,使其能承受高压、高温和强振动。

(3)量程大。磁致伸缩位移传感器的适用范围很广,测量范围很大,能胜任大型机械设备的测量任务。

(4)安装、维护简便。由于磁致伸缩位移传感器可以采用法兰安装方式,并且无需重新标定或定期维护,给使用者提供了方便。

(5)利于系统自动化。磁致伸缩位移传感器可以提供标准输出信号,便于微机进行联网信号处理工作,极大地提高了测量系统的自动化程度。

1 磁致伸缩技术原理及特性

1.1 磁致伸缩技术原理

磁致伸缩技术原理是利用两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号,然后计算这个信号被探测所需的时间周期,从而换算出准确的位置。这两个磁场一个来自在传感器外面的活动磁铁,另一个则源自传感器内波导管(Waveguide)的电流脉冲,而这个电流脉冲其实是由传感器头的固有电子部件所产生的。当两个磁场相交时,所产生的一个应变脉冲(Strain Pulse)会以声音的固定速度运行回电子部件的感测线圈。从产生电流脉冲的一刻到测回应变脉冲所需要的时间周期乘以这个固定速度,我们便能准确的计算出位置磁铁的变动。如。这个过程是连续不断的,所以每当活动磁铁被带动时,新的位置很快就会被感测出来。由于输出信号是一个真正的绝对位置输出,而不是比例的或需要再放大处理的信号,所以不存在信号飘移或变值的情况,因此不必像其它位移传感器一样需要定期重标和维护。

磁致伸缩位移传感器利用非接触之科技监察著活动磁铁的位移,由于磁铁和传感器并无直接之接触,因此传感器在恶劣的工业环境下,例如易受油渍、溶液、尘埃或其他的污染,并不构成问题。此外,传感器更能承受高温、高压和高振荡的环境。传感器输出信号为绝对数值,所以假使电源中断重接也不会对数据接收构成问题,更无须重新归回零位。最后,由于传感元件都是非接触的,所以就算感测过程是不断重复的,也不会对传感器造成任何磨损。