【摘要】：結晶器振動狀態(tài)正常與否是影響連鑄生產質量和產量的重要因素。隨著連鑄和直接軋制的發(fā)展，不僅要求鑄坯質量高，而且要求提高鑄造速度。近年來,高效、近終形連鑄技術的發(fā)展趨勢，使得連鑄過程的監(jiān)測與控制技術顯得尤為重要，同時也對結晶器振動測試以及控制技術提出了更高的要求。 但在高速鑄造時，易出現漏鋼。為了保證鋼坯質量，及時發(fā)現振動不平穩(wěn)或小幅度失控，避免“漏鋼”事故，需要在使用之前測試監(jiān)視振動器的振動情況。因此，對結晶器振動狀態(tài)進行監(jiān)測分析有著重要意義和實用價值。 本文研究結晶器振動臺振動形態(tài)的測量方法，并提出了一套新型結晶器的離線檢測系統(tǒng)的總體設計方案，將整套系統(tǒng)分成傳感器終端和手持終端兩大主要部件，解決了現有檢測過程中的部分技術難題，如低頻微弱信號的測量與積分，振動形態(tài)的三維同步測量與顯示等，使得振動軌跡的表達更直觀。并簡要闡述了相關硬件和軟件的設計思想以及系統(tǒng)的工作流程。 通過三軸加速度傳感器進行振動臺的三維同步測量，并經過二次數字積分得到的各軸對應位移數據，最終合成振動臺的三維軌跡圖像，從而更直觀地顯示出其空間振動軌跡，為評價結晶器真實振動狀態(tài)提供了依據。 硬件部分，傳感器終端完成信號的采集，并集成無線收發(fā)電路；手持終端通過無線傳輸的方式接收從傳感器終端得到的振動信號，并完成信號的預處理以及控制指令的發(fā)送。本文為傳感器設計了信號調理與接口電路，研究了低頻微弱信號的三維同步測量方法和其實現方式。 軟件部分，利用C語言編寫信號的采集程序，實現兩個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)平臺上編制所需的設備驅動程序和應用程序，完成了對結晶器振動信號的處理。 最后，對設計的測量電路以及相關算法進行了仿真，驗證了本系統(tǒng)能夠對微弱的低頻位移信號進行測量并能夠三維可視化顯示，解決了現有的結晶器振動臺測量中的部分技術難題，具有很好的工程價值。
[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.
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TB534.2

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本文編號：2190525