CN209043500U - 一种lf炉电极夹紧力在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LF炉电极夹紧力在线检测装置，其包括电桥式压力传感器、动态电阻应变仪和数据采集卡，所述电桥式压力传感器包括两个电阻应变片和两个标准电阻，第一应变片夹在石墨电极与电极抱箍衬板之间，第二应变片贴在电极抱箍衬板上并与石墨电极相离，两个应变片和两个标准电阻分别串接后接电桥输入电压，两个标准电阻的串接点与两个应变片的串接点之间的电桥输出电压接动态电阻应变仪的输入端，动态电阻应变仪的输出端经数据采集卡与计算机连接。本实用新型用电桥式压力传感器监测电极夹紧力，可使点检员清楚地了解钢水冶炼过程中电极夹紧机构的工作状态，及时发现和排除事故隐患，避免电极脱落事故，确保生产设备正常运行。

Description

一种LF炉电极夹紧力在线检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种能够在钢水冶炼过程中准确检测LF炉电极夹紧机构对石墨电极所施加的夹紧力的装置，属于检测技术领域。

背景技术

LF炉电极夹紧机构是LF精炼炉的关键设备之一，如图1所示，该电极夹紧机构是运用电磁换向阀将液压油压力卸荷后，由蝶形弹簧的回弹力带动电极夹紧缸推杆和电极抱箍动作，将石墨电极夹紧在电极夹头与电极抱箍之间。在生产过程中，经常发生因夹紧力不足导致电极下滑坠入钢水的生产事故，使生产无法顺利进行。目前，LF炉电极夹紧机构的性能通常是利用检修时间，抽去电极，通过检测电极抱箍的夹紧-放松行程来进行判定的；但在LF精炼炉冶炼过程中，点检员很难了解到LF炉电极夹紧机构的工作状态，不能及时发现事故隐患，无法有效避免该类生产事故的发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种LF炉电极夹紧力在线检测装置，以有效避免电极脱落事故，保证LF精炼炉的正常运行。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种LF炉电极夹紧力在线检测装置，构成中包括电桥式压力传感器、动态电阻应变仪和数据采集卡，所述电桥式压力传感器包括两个电阻应变片和两个标准电阻，第一应变片夹在石墨电极与电极抱箍衬板之间并与石墨电极绝缘，第二应变片贴在电极抱箍衬板上并与石墨电极相离，两个应变片和两个标准电阻分别串接后接电桥输入电压，两个标准电阻的串接点与两个应变片的串接点之间的电桥输出电压接动态电阻应变仪的输入端，所述动态电阻应变仪的输出端经数据采集卡与计算机连接。

上述LF炉电极夹紧力在线检测装置，构成中还包括标定电阻和标定开关，所述标定电阻与标定开关串联连接后与第一标准电阻并联连接。

上述LF炉电极夹紧力在线检测装置，两个电阻应变片是两片同规格的以玻璃纤维布为基底的箔式电阻应变片。

上述LF炉电极夹紧力在线检测装置，两个标准电阻的阻值均为120Ω。

本实用新型利用电桥式压力传感器监测LF炉电极夹紧机构的夹紧力，可以使点检员清楚地了解钢水冶炼过程中电极夹紧机构的工作状态，及时发现和排除事故隐患，避免因夹紧机构失效而引起的电极脱落事故，确保生产设备正常运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是LF炉电极夹紧机构的结构示意图；

图2是箔式电阻应变片在电极抱箍上的粘贴示意图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是本实用新型的电原理框图；

图5是电桥式压力传感器的电原理图。

附图标号如下：1.石墨电极，2.电极夹头，3.接头，4.电极夹紧缸，5.电极夹紧缸推杆，6.电极横臂，7.电极夹紧缸活塞，8.碟形弹簧，9.法兰，10.销轴，11.绝缘垫片，12.调整垫片，13.滑板，14.电极抱箍，R₁、第一应变片，R₂、第二应变片，R₀₁、第一标准电阻，R₀₂、第二标准电阻，R_S、标定电阻，K、标定开关。

具体实施方式

本实用新型提供了一种LF炉电极夹紧力在线检测装置，该装置可以使点检员清楚地了解在LF精炼炉钢水冶炼过程中，电极夹紧机构的工作状态，减少因LF炉电极夹紧机构失效而引起的电极滑落事故。

参看图2～图5，本实用新型包括自制的电桥式压力传感器、动态电阻应变仪、数据采集卡、计算机等硬件，其中，电桥式压力传感器包括两个电阻应变片(第一应变片R₁和第二应变片R₂)、两个标准电阻(第一标准电阻R₀₁和第二标准电阻R₀₂)、标定电阻R_S和标定开关K。

两个电阻应变片是两片同规格的以耐高温、绝缘材料玻璃纤维布为基底的箔式电阻应变片，其参数为：丝栅尺寸6×4mm，基底尺寸12×6.5mm，R₁＝R₂＝350Ω；按照除锈、去油污、划线、涂胶、粘贴等步骤，将第一应变片R₁贴在石墨电极(1)与电极抱箍衬板的接触面间，第二应变片R₂贴在电极抱箍衬板不受电极压力处，将第一应变片R₁和第二应变片R₂通过带有两个标准电阻的桥盒组成电桥，并在电桥中加上了标定开关K、标定电阻R_s，利用并联标定电阻R_s标定的方法，对***进行运行初期的信号标定；将自制的电桥式压力传感器、动态电阻应变仪、数据采集卡及计算机等硬件连接起来。其中，动态电阻应变仪选用AFT-0951型双通道动态电阻应变仪；数据采集卡选用NI公司的PCI-6220，它是一款低价位多功能M系列的数据采集卡。当夹紧力发生变化时，通过第一应变片R₁的变化，使得电桥输出电压U_d发生变化。

本实用新型的使用方法：首先合上标定开关K，并联标定电阻R_s，对***进行信号标定，标定时的电桥输出电压U_m会被采集到计算机中存储；然后设置信号的采样频率，将数据采集卡所采集的测量时的电压信号传送到计算机中，运用复合法对信号进行滤波；最后将滤波后的电压U_d代入夹紧力转换公式，计算出夹紧力，并以波形图表的形式在计算机屏幕上显示出夹紧力的实时趋势变化。夹紧力转换公式如下：

式中，ε_s是标定电阻R_s的应变，***运行初期进行信号标定时在动态电阻应变仪上自行选择，一般取ε_s＝1000με；U_m是标定时电桥的输出电压；U_d是测量时电桥的输出电压。

点检员通过计算机画面可以清楚地了解到LF炉电极夹紧机构实时夹紧力的大小及其变化趋势，若检测到的夹紧力低于设定值，则判断LF炉电极夹紧机构内部的碟形弹簧有损，需要拆解更换，从而避免了因LF炉电极夹紧机构失效而引起的生产事故。

Claims (4)

1.一种LF炉电极夹紧力在线检测装置，其特征是，构成中包括电桥式压力传感器、动态电阻应变仪和数据采集卡，所述电桥式压力传感器包括两个电阻应变片和两个标准电阻，第一应变片(R₁)夹在石墨电极(1)与电极抱箍(14)衬板之间并与石墨电极(1)绝缘，第二应变片(R₂)贴在电极抱箍(14)衬板上并与石墨电极(1)相离，两个应变片和两个标准电阻分别串接后接电桥输入电压，两个标准电阻的串接点与两个应变片的串接点之间的电桥输出电压接动态电阻应变仪的输入端，所述动态电阻应变仪的输出端经数据采集卡与计算机连接。

2.根据权利要求1所述的一种LF炉电极夹紧力在线检测装置，其特征是，构成中还包括标定电阻(R_S)和标定开关(K)，所述标定电阻(R_S)与标定开关(K)串联连接后与第一标准电阻(R₀₁)并联连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种LF炉电极夹紧力在线检测装置，其特征是，两个电阻应变片是两片同规格的以玻璃纤维布为基底的箔式电阻应变片。

4.根据权利要求3所述的一种LF炉电极夹紧力在线检测装置，其特征是，两个标准电阻的阻值均为120Ω。