【摘 要】
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轧钢机是钢铁冶金企业的关键生产设备。在轧钢机生产过程中,轧制力矩信息对保证安全生产、优化轧制规程、实现生产过程自动化和最优控制等都具有重要意义。能测取轧制力矩的
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轧钢机是钢铁冶金企业的关键生产设备。在轧钢机生产过程中,轧制力矩信息对保证安全生产、优化轧制规程、实现生产过程自动化和最优控制等都具有重要意义。能测取轧制力矩的传感器种类很多,其中电阻应变式扭矩传感器的可靠性、稳定性、准确性以及安装的便利性都比较好,能较好地适应工作环境比较恶劣的轧钢现场。但使用该类传感器测取轧制力矩时,传感器随轴旋转,因此需要解决传感器的供电及信号传送问题;又由于比较恶劣的安装/工作条件,传感器信号漂移比较严重,因此还需要解决传感器的实时补偿/校准等问题。为解决传感器的供电问题,将非晶硅光电池板缠绕/固定在转轴上,将人工光源提供的光能转换为电能。根据非晶硅光电池板的光谱特性,选择适用的光源,并沿转轴圆周均布,使光电池能接收到持续稳定的光能,并设计了专用的电源管理电路,用以协调备用电源(锂电池)的充/放电。为解决传感器的信号漂移问题,并进一步实现传感器系统的即装即用和信号发送,在传感器上集成了由X9241、AD623和基于SoC技术的MCU等组成的智能信号调理电路,对传感器输出信号进行放大、滤波、A/D变换,并利用MCU分析传感器信号特征,实时反馈补偿漂移信号,对获取的数字化扭矩信息进行修正、校准并转换为串行的基带信号,调制由MCU生成的38kHz的载波脉冲,用生成的已调波驱动红外LED发射相应的脉动光。为将传动轴上的扭矩信息可靠地传送到地面,使一组红外LED沿传动轴圆周均布,均布角小于红外LED的散射角,同步发射脉动光,从而使地面的信号接收处理系统可连续接收到与已调波对应的红外脉动光。信号接收处理系统,将接收到的脉动光解调/还原,从而实现了轧制力矩信息的红外遥测。
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