【摘要】：結(jié)晶器振動(dòng)狀態(tài)正常與否是影響連鑄生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量的重要因素。隨著連鑄和直接軋制的發(fā)展，不僅要求鑄坯質(zhì)量高，而且要求提高鑄造速度。近年來,高效、近終形連鑄技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，使得連鑄過程的監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)顯得尤為重要，同時(shí)也對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)測(cè)試以及控制技術(shù)提出了更高的要求。 但在高速鑄造時(shí)，易出現(xiàn)漏鋼。為了保證鋼坯質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)振動(dòng)不平穩(wěn)或小幅度失控，避免“漏鋼”事故，需要在使用之前測(cè)試監(jiān)視振動(dòng)器的振動(dòng)情況。因此，對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析有著重要意義和實(shí)用價(jià)值。 本文研究結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)形態(tài)的測(cè)量方法，并提出了一套新型結(jié)晶器的離線檢測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，將整套系統(tǒng)分成傳感器終端和手持終端兩大主要部件，解決了現(xiàn)有檢測(cè)過程中的部分技術(shù)難題，如低頻微弱信號(hào)的測(cè)量與積分，振動(dòng)形態(tài)的三維同步測(cè)量與顯示等，使得振動(dòng)軌跡的表達(dá)更直觀。并簡要闡述了相關(guān)硬件和軟件的設(shè)計(jì)思想以及系統(tǒng)的工作流程。 通過三軸加速度傳感器進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)的三維同步測(cè)量，并經(jīng)過二次數(shù)字積分得到的各軸對(duì)應(yīng)位移數(shù)據(jù)，最終合成振動(dòng)臺(tái)的三維軌跡圖像，從而更直觀地顯示出其空間振動(dòng)軌跡，為評(píng)價(jià)結(jié)晶器真實(shí)振動(dòng)狀態(tài)提供了依據(jù)。 硬件部分，傳感器終端完成信號(hào)的采集，并集成無線收發(fā)電路；手持終端通過無線傳輸?shù)姆绞浇邮諒膫鞲衅鹘K端得到的振動(dòng)信號(hào)，并完成信號(hào)的預(yù)處理以及控制指令的發(fā)送。本文為傳感器設(shè)計(jì)了信號(hào)調(diào)理與接口電路，研究了低頻微弱信號(hào)的三維同步測(cè)量方法和其實(shí)現(xiàn)方式。 軟件部分，利用C語言編寫信號(hào)的采集程序，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)三軸傳感器的同步采樣。移植嵌入式Windows操作系統(tǒng)，，并在此系統(tǒng)平臺(tái)上編制所需的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序，完成了對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)信號(hào)的處理。 最后，對(duì)設(shè)計(jì)的測(cè)量電路以及相關(guān)算法進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了本系統(tǒng)能夠?qū)ξ⑷醯牡皖l位移信號(hào)進(jìn)行測(cè)量并能夠三維可視化顯示，解決了現(xiàn)有的結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)測(cè)量中的部分技術(shù)難題，具有很好的工程價(jià)值。
[Abstract]:Whether the mold vibration state is normal or not is an important factor affecting the production quality and output of continuous casting. With the development of continuous casting and direct rolling, not only the quality of billet should be high, but also the casting speed should be improved. In recent years, with the development trend of high efficiency and near end shape continuous casting technology, the monitoring and control technology of continuous casting process is particularly important. At the same time, the mould vibration test and control technology are required higher. However, steel breakout is easy to occur in high speed casting. In order to ensure the quality of the billet, find out the vibration unsteady or out of control by a small margin in time, and avoid the "breakout" accident, it is necessary to test and monitor the vibration condition of the vibrator before use. Therefore, it is of great significance and practical value to monitor and analyze the vibration state of the mould. In this paper, the measuring method of the vibration shape of the mould shaking table is studied, and the overall design scheme of a new mould off-line detection system is put forward. The whole system is divided into two main components: the sensor terminal and the handheld terminal. Some technical problems in the process of detection are solved, such as the measurement and integration of low frequency weak signals, the three dimensional synchronous measurement and display of vibration morphology, etc., which make the expression of vibration trajectory more intuitive. The design idea of related hardware and software and the workflow of the system are briefly described. The three-dimensional synchronous measurement of the vibration table is carried out by the three-axis acceleration sensor, and the corresponding displacement data of each axis is obtained by the quadratic digital integration. Finally, the three-dimensional track image of the shaking table is synthesized, and the spatial vibration track is more intuitively displayed. It provides a basis for evaluating the real vibration state of the mould. In the hardware part, the sensor terminal completes the signal acquisition and integrates the wireless transceiver circuit; the handheld terminal receives the vibration signal from the sensor terminal by wireless transmission, and completes the signal preprocessing and the sending of the control instructions. In this paper, the signal conditioning and interface circuit are designed for the sensor, and the three dimensional synchronous measurement method of low frequency weak signal and its realization are studied. In the software part, C language is used to compile the signal acquisition program to realize the synchronous sampling of two three-axis sensors. The embedded Windows operating system is transplanted and the necessary device driver and application program are compiled on this system platform. The vibration signal of the mould is processed. Finally, the design of the measurement circuit and related algorithms are simulated to verify that the system can measure the weak low-frequency displacement signal and can be visualized. It has solved some technical problems in the measurement of mould shaking table and has good engineering value.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TB534.2

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本文編號(hào)：2190525