簡述國產軋力傳感器原理與應用

1、簡述國產軋力傳感器原理與應用羅伏隆翁建明摘要：軋鋼是連續(xù)的不間斷作業(yè)，通常需要軋機上安裝軋制力傳感器來測量軋輾兩端 的力值。軋鋼企業(yè)一直以來在尋找軋制力傳感器的國產化替代進口軋制力傳感器 的國產化，是國內測力與稱重傳感器制造企業(yè)技術全國各傳感器制造技術的攻 關方向之一。余姚市通用儀表有限公司為適應冶金行業(yè)軋制力檢測的需要，發(fā)明 專用工作夾具，研發(fā)試制大噸位平板式結構的軋制力傳感器。基本適應軋制生產 工藝的需求，解決冶金軋制力檢測的需求。軋制力傳感專用貼片工裝獲發(fā)明專利, 專利號:zl201310508251.6。關鍵詞：冶金;軋鋼;軋制力;檢測;傳感器;原理;應用;作者簡介：羅伏隆，華南理工大

2、學畢業(yè)，自動控制專業(yè)，高級工程師，中國衡器 協會技術專家委員會委員，從事計量控制與計量管理研究方向。通訊地址:浙江 省寧波余姚市明偉村榮達路30號郵政編碼:315400作者簡介：翁建明通訊地址:浙江省寧波余姚市明偉村榮達路30號郵政編 碼:315400收稿日期：2017-07-28generalization on domestic rolling force sensor principle andapplicationabstract：steel rolling is a continuous work, usually workers use rolling force sensor t

3、o measure the force at both end of the roller. steeling rolling company is seeking a domes tic sensor to replace the imported ones. it is one of the key subjects in sensor making technique for national force measure and weighing sensor making company. yuyao general meters limited company, in order t

4、o meet the needs of metallurgical industry rolling force inspection, invented dedicated working clamp, researched and developed large tonnage flat board structurc rolling force sensor. basically it catered to steeling rolling requirement, and solved the need on rolling force measuring. rolling force

5、d sensor dedicated sticker gained patent, patent no.zl201310508251. 6keyword：metallurgy; steel rol1ing; rolling force; inspection; sensor; principle; appliedtion;received： 2017-07-281 mb冶金軋鋼，是連續(xù)的不間斷作業(yè)，為了保證軋機上的轆輪兩端的力值一致，并 指示和控制軋制力，通常需要安裝軋制力傳感器來測量軋車昆兩端的力值。尋找替 代進口的國產大量程測力傳感器，一直以來是軋鋼企業(yè)的夙愿。軋制力傳感器的 國產化，是國

6、內測力與稱重傳感器制造企業(yè)的技術攻關方向之一。余姚市通用儀表有限公司為適應冶金行業(yè)軋制力檢測的需要，研發(fā)試制大噸位 平板式結構的軋制力傳感器。軋制力傳感器產品在冶金軋制生產線得到試用，軋 制力達17. 162mn （兆牛），基本適應軋制生產工藝的需求，解決冶金軋制力檢 測的需求。軋制力傳感器獲得實用新型發(fā)明專利，專利號:zl201020049997. 7o 軋制力傳感器的原理設計、制造工藝與應用簡介如下。2軋鋼軋制工序概述在現代鋼鐵冶金企業(yè)屮，從煉鋼廠出來的鋼坯必須到軋鋼廠進行軋制以后，才 能成為合格的鋼材產品。軋鋼，屬于金屬壓力加工，基本軋制生產流程如圖1 所示。圖1 下載原圖 軋鋼是連續(xù)的

7、不間斷的作業(yè)，鋼帶在餛道上快速運行，自動化程度高，效率也 高。為了保證軋機上的轆輪兩端的力一致，并指示和控制軋制力，通常在下轆輪 軸承箱下面的兩端安裝軋制力傳感器來測量輾輪兩端的力。隨著國內鋼鐵企業(yè)煉鋼技術不斷發(fā)展，用鋼量不斷增加，對鋼材的性能要求也 不斷提高，鋼廠對軋鋼工藝也越來越重視，軋鋼工藝在不斷完善。新的工藝更注 重軋鋼的質量，在各個方面都配備相應的設備來檢測、完善軋鋼工藝。軋制力傳 感器是用來測試鋼坯在軋制過程屮負載力的控制，對鋼材的質量起到關鍵性的 作用，而軋制力傳感器本身需要很強的抗過載能力，制造加工困難，所以市場 產品緊缺。目前全球只有加拿大的kelk公司和abb公司擁有成熟的

8、工藝，牛產的軋制力傳 感器產品優(yōu)于其他傳感器廠家。國內只有少數公司在開發(fā)這種傳感器。由于kelk 公司的傳感器是根據客戶要求單獨設計的。所以其價格也非常昂貴，每個軋制力 傳感器的價格在50萬元'60萬元。尋找替代進口的國產大量程測力傳感器，一直以來都是軋鋼企業(yè)的夙愿。所以軋 制力傳感器國產化，也是國內測力與稱重傳感器制造企業(yè)技術攻關方向之一。3軋制力傳感器的技術結構原理與技術指標3. 1軋制力傳感器的結構ty-slc-17. 5mn軋制力傳感器，為平板式軋制力傳感器，外形結構如圖2所示。 彈性體機械結構設計如圖3所示。圖2平板式軋制力傳感器外形結構圖下載原圖軋制力傳感器，包括彈性體1,

9、呈平板狀，由高強度合金鋼或不銹鋼材料鍛造 加工制成。彈性體1設有多組應變孔4,為了提高傳感器的抗偏載性能，木實施例中應變孔 4為2組16組。應變孔4內腔粘貼軟線路板，為了提高產品的抗壓強度，應變 孔4為深孔，且在深孔內部進行應變電橋電路的電阻應變片進行布線，補償片 板與軟線路板的電性連接。圖3彈性體機械結構圖下載原圖3. 2軋制力傳感器工作原理傳感器承載方式為上下平而均布受載，通過安裝在傳感器上下而的均壓塊，載 荷分布板將壓力均布的加載在傳感器的上下面，使粘貼在彈性體上的補償片板 產牛變形，應變電橋電路阻抗改變，輸出與重量數值成比例的電信號，經與顯 示儀表或計算機、打印機連接，儀表可同時把重量

10、信號輸給計算機、打印等設備, 組成測力監(jiān)控、稱重管理系統。應變電路測量原理如圖4所示。圖4應變電路測量原理下載原圖3. 3主要技術指標最大測量范圍：17. 162mn;激勵電壓:最大15v, dc或ac;線性度：小于滿量程輸出的1%15%;滯后：小于滿量程輸出的0. 5%;重復性:小于滿量程輸出的0. 3%;熱零漂:滿量稈輸出的±0. 005%/°c ;溫度補償范圍:20°c150°c;負載極限:過載300%無零漂，特性無變化，無機械損壞；工作溫度:0°c150°c。4軋制力傳感器的設計制造與應用4. 1 ty-slc-17. 5mn

11、平板式軋制力傳感器的設計制造平板式軋制力傳感器實物如圖5所示。圖5平板式軋制力傳感器實物下載原圖(1) 軋制力傳感器量程為17. 162mno(2) 傳感器采用一塊1000x290x94的合金鋼(40cr ni mo a)加工而成，加工 時嚴格控制傳感器上下接觸面的平面度，平行度。(3) 傳感器彈性體為合金鋼材料板形結構體，設有12組應變孔(如圖3彈性 體)，應變孔內腔粘貼軟線路板;應變孔采用深孔加工方法，深孔表面處理工藝; 進行深孔應變片的裝夾，線路的布置，多應變片的橋路補償。為深孔貼片工藝， 設計發(fā)明專用貼片裝夾夾具，一種用于軋鋼傳感器的深孔內壁應變片貼片工裝 及使用方法獲得發(fā)明專利，專利

12、號:zl201310508251.6o平板式軋制力傳感器 在烘箱內的貼片情景與發(fā)明專利證書如圖6所示。圖6平板式軋制力傳感器深孔貼片情景與發(fā)明專利證書下載原圖(4) 由于軋制力傳感器使用現場工況潮濕，水分大，需要傳感器的密封性能良 好，保證傳感器內部的元器件不受損壞，采用氮弧焊焊接的方法來密封傳感器, 保證外界與內部元件的阻隔。(5) 傳感器的側面設有管螺紋連接的防水接頭，配置標準信號電纜線。4. 2軋制力傳感器的應用軋制力傳感器已于多家鋼鐵公司軋制生產線試用。(1)軋制力傳感器在軋機安裝結構如圖7所示。圖7安裝結構示意圖下載原圖傳感器承載方式為上下平面均布受載，通過安裝在傳感器上下面的均壓塊

13、，將 壓力均布的加載在傳感器的上下而，使粘貼在彈性體上的應變片產生變形，應 變橋路阻抗改變，輸岀與重量數值成比例的電信號。(2)軋制力測試系統安裝軋制力測試系統安裝，如圖8所示。圖8系統安裝示意圖下載原圖系統聯接時，應注重以下安裝技術和配置:1) 軋機機架防水蒸汽接線盒;2）密封彈性導管；3）接線盒與放大器之間連接線的金屬導管，防水蒸汽，防漏電，屏蔽接地；4）有金屬導管保護的電纜線聯接到儀表。4.3ty-slc-17. 5mn軋制力傳感器，經中國測試技術研究院檢測校準，軋制力達 17. 162mn?；具m應軋制生產工藝的需求和符合設計要求。5結語為適應冶金行業(yè)軋制力檢測的需要，余姚市通用儀表有限公司根據kelk公司軋 制力傳感器產品的結構解剖和工藝解剖，發(fā)明