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[摘 要] 本文介绍了多功能辊缝仪的基本组成及关键部分的作用，系统构成及基本工作原理，对辊缝的测量原理、辊弯曲检测原理、二冷水喷水测量原理等测量结果分类作了详细阐述，笔者并结合本单位实际应用提出了关键点测量结果和注意事项。
[关键词] 连铸机 传感器 计算机 辊缝 二冷水 角度 原始数据
1、前言
辊缝测量仪安装在引锭杆上，用于连铸机铸坯导向段设备状态的在线检测。多功能辊缝仪是一种由主壳体和辅助设备结构钢焊接而成，并镀镍防腐。辊缝仪设计得非常坚固，能够在恶劣的操作环境下工作。辊缝仪辅助设备是一种由充电电池供电、由传感器检测、嵌入式PC控制，主要用来自动测量板坯连铸机在线扇形段物理参数的测量装置。辊缝仪从连铸机扇形段内通过，完成测量过程。所采集的数据存储在辊缝仪内部由充电电池供电的计算机存储卡中。在测量结束后，通过电缆将数据传送给便携式工业防水型计算机。计算机利用事先测得的校验数据和连铸机参数数据对所获得的测量数据进行处理并显示实际测量结果，维护人员根据实际测量报告，进行调整及优化连铸主机的铸机状态，从而确保了连铸机扇形段设备的精度。
根据多功能辊缝仪在本单位实际应用的特性，通过长期应用，不断总结和探索，同时结合辊缝仪设计原理与应用经验，笔者介绍给大家以作为参考。
2、辊缝仪基本组成及各部分的作用
2.1辊缝仪基本组成如图1，主要由钢结构焊接而成的主壳体、辊缝测量传感器、角度测量仪、辊转动传感器、喷水测量传感器、温度测量仪、红外线接口显示单元、电子器件盒、充电器、充电电池等部分组成。
图1 辊缝仪基本外形结构图图2 辊缝仪工艺系统构成
2.2关键部分的作用
辊缝仪壳体内安装用于铸机测量的所有传感器、电子器件、电池和液压装置；辊缝测量传感器用来测量辊缝、辊弯曲和外弧辊的对接状况；辊转动传感器用来检测连铸机扇形段辊的自由转动程度；角度仪是用来测量与水平线所成的角度的传感器；喷水测量传感器用来测量二冷水系统喷水状况；红外线接口显示单元用来接收红外线遥控器发出的指令及显示出关于辊缝仪设备工作状态的信息。
3、辊缝仪系统构成及工作原理
3.1辊缝仪工艺系统构成
如图2，扇形段、引锭链、辊缝仪等设备构成。
3.2辊缝仪基本工作原理
图如3，辊缝仪的电气与电子系统包含一个主计算机单元、若干个信号调制单元和传感器。传感器的输出信号先送给信号调制单元，然后再输入主计算机单元。主计算机单元对信号进行取样，并将信息储存在一个运行文件里。该文件随后可被下载到便携式计算机里
图3 辊缝仪工作原理
3.3辊缝的测量原理
在辊缝仪平稳地通过连铸机时，在辊缝仪外弧侧和内弧侧上的辊缝测量传感器与扇形段辊接触时采集辊缝的测量结果，所获得的辊缝值再与此处辊缝的理论目标值对比，辊缝测量结果以对比后的误差值显示出。
3.4辊弯曲检测原理
当一对转动的弯曲扇形段辊经过辊缝仪时，内弧辊和外弧辊所呈现的不同辊缝就会在检测系统中反映出来，则是一对扇形段辊传动弯曲度或偏心度。与辊缝仪壳体垂直对齐的辊缝传感器用来在扇形段辊传动的时候多次测量辊缝，根据最大辊缝值与最小辊缝值之差可知道扇形段辊的弯曲状况。
3.5二冷水喷水测量原理
当辊缝仪喷水测量传感器通过扇形段喷水区时，传感器向辊缝仪内部计算机输送一个变化的电压信号。这一电压信号与打在传感器上的喷水量成比例增加。传感器的输出信号将随着传感器移向喷水区中心而增加，当传感器移开喷水区中心时，输出信号将减小。计算机将会存储在整个喷水区内获得的测量值。
3.6辊转动的测量原理
辊转动系统的测量原理是基于与连铸机扇形段辊接触的测量辊转动角度的多少取决于接触表面的速度差的大小的原理。测量辊转动角度是利用近位开关来计数测量辊圆周上金属区域的数目的方法来获得的。辊缝仪被以恒定速度拉过连铸机，因而测量辊的表面速度也为此恒定速度。如果连铸机的扇形段辊自由转动，则它们的旋转速度与辊缝仪的运动速度相同。所以表面速度的差值为零，因而测量辊不应产生很大的转动。如果连铸机的扇形段辊不能自由转动，则其表面速度将为零，因而辊缝仪表面速度和扇形段辊表面速度将有速度差。这将引起测量辊转动。测量辊的外圆周上有许多孔。当这些孔在近位开关下通过时，将产生1和0的电脉冲信号。辊缝仪内部计算机将记录这些脉冲，当测量辊离开被测量的扇形段辊时，计算机将脉冲总数储存起来。这一脉冲总数将与给定直径扇形段辊的最大脉冲数的理论值对比，对比结果将以0%在辊缝仪的作用下，扇形段辊完全自由转动到100%在辊缝仪的作用下，扇形段辊完全滞死。
4、辊缝仪检测结果和分析
4.1建立原始基础数据
由于辊缝仪是根据不同形式连铸机设计而的，因此建立原始基础数据是连铸机生产初期（一般不超过5万吨）应用辊缝仪对连铸机状态精度进行检测的阶段同时是鉴定辊缝仪校准的精度时期。建立初期连铸机状态原始数据（辊缝数据、弧度数据、二冷喷水数据等），对于判断连铸机后期稳定运行至关重要。图4为建立连铸机初期原始辊缝数据的测量结果。
图4 连铸机辊缝数据测试结果
在图4这幅典型的检测结果显示图里，左边的栏目显示段号、辊号和目标辊缝（相当于用千分测杆获得的测量值）。下一栏给出了扇形段辊子的设置，然后是各对辊缝传感器测量的结果。扇形段辊上数据的位置代表实际测量的位置。传感器编号在显示页面的顶部示出，所显示的结果是偏离目标值的偏差值，即以实测辊缝与目标辊缝的差值给出。如果实测辊缝大于目标辊缝，则以向上的柱形图显示，辊缝误差以正数值给出。如果实测辊缝小于目标辊缝，则以向下的柱形图显示，辊缝误差以负数值给出。柱形图的颜色与许用临界值有关。属于许用范围内的检测结果用绿色来表示，超过临界值上限的检測结果以红色给出，超出临界值下限的检测结果用蓝色来表示。
4.2辊缝检测结果表
如表2，辊缝检测结果表检测结果表以mm为单位示出在每个扇形段辊位置上的每对传感器偏离目标辊缝的偏差值。正数值表示所测得的辊缝宽于目标辊缝，负数值表示测得的辊缝窄于目标辊缝值。
4.3辊缝仪其它检测结果
对于外弧辊对接状况检测结果、辊弯检测结果、外弧辊对中检测结果、辊转动检测结果、喷水测量结果、辊缝布局状况显示、辊缝临界值概观、辊缝曲线、辊缝误差曲线、辊缝检测结果比较、辊缝误差检测结果比较等实例笔者不再做详细介绍。
5、结束语
笔者通过对多功能辊缝仪设计原理及应用的探索，由此看出多功能辊缝仪对于判断连铸机状态精度至关重要。自从我厂应用辊缝测量仪后极大的减少因人工测量及判断存在的误差而导致连铸机状态异常停机率。更有效的开展了连铸机的维护工作，节省了检修用工工时及停机时间，同时确保了连铸机扇形段状态精度，从而降低铸坯质量异议，提高了连铸机的作业率。
参 考 文 献
英国沙克拉德和韩国宝威辊缝仪产品资料■
表2 辊缝检测结果表
[关键词] 连铸机 传感器 计算机 辊缝 二冷水 角度 原始数据
1、前言
辊缝测量仪安装在引锭杆上，用于连铸机铸坯导向段设备状态的在线检测。多功能辊缝仪是一种由主壳体和辅助设备结构钢焊接而成，并镀镍防腐。辊缝仪设计得非常坚固，能够在恶劣的操作环境下工作。辊缝仪辅助设备是一种由充电电池供电、由传感器检测、嵌入式PC控制，主要用来自动测量板坯连铸机在线扇形段物理参数的测量装置。辊缝仪从连铸机扇形段内通过，完成测量过程。所采集的数据存储在辊缝仪内部由充电电池供电的计算机存储卡中。在测量结束后，通过电缆将数据传送给便携式工业防水型计算机。计算机利用事先测得的校验数据和连铸机参数数据对所获得的测量数据进行处理并显示实际测量结果，维护人员根据实际测量报告，进行调整及优化连铸主机的铸机状态，从而确保了连铸机扇形段设备的精度。
根据多功能辊缝仪在本单位实际应用的特性，通过长期应用，不断总结和探索，同时结合辊缝仪设计原理与应用经验，笔者介绍给大家以作为参考。
2、辊缝仪基本组成及各部分的作用
2.1辊缝仪基本组成如图1，主要由钢结构焊接而成的主壳体、辊缝测量传感器、角度测量仪、辊转动传感器、喷水测量传感器、温度测量仪、红外线接口显示单元、电子器件盒、充电器、充电电池等部分组成。
图1 辊缝仪基本外形结构图图2 辊缝仪工艺系统构成
2.2关键部分的作用
辊缝仪壳体内安装用于铸机测量的所有传感器、电子器件、电池和液压装置；辊缝测量传感器用来测量辊缝、辊弯曲和外弧辊的对接状况；辊转动传感器用来检测连铸机扇形段辊的自由转动程度；角度仪是用来测量与水平线所成的角度的传感器；喷水测量传感器用来测量二冷水系统喷水状况；红外线接口显示单元用来接收红外线遥控器发出的指令及显示出关于辊缝仪设备工作状态的信息。
3、辊缝仪系统构成及工作原理
3.1辊缝仪工艺系统构成
如图2，扇形段、引锭链、辊缝仪等设备构成。
3.2辊缝仪基本工作原理
图如3，辊缝仪的电气与电子系统包含一个主计算机单元、若干个信号调制单元和传感器。传感器的输出信号先送给信号调制单元，然后再输入主计算机单元。主计算机单元对信号进行取样，并将信息储存在一个运行文件里。该文件随后可被下载到便携式计算机里
图3 辊缝仪工作原理
3.3辊缝的测量原理
在辊缝仪平稳地通过连铸机时，在辊缝仪外弧侧和内弧侧上的辊缝测量传感器与扇形段辊接触时采集辊缝的测量结果，所获得的辊缝值再与此处辊缝的理论目标值对比，辊缝测量结果以对比后的误差值显示出。
3.4辊弯曲检测原理
当一对转动的弯曲扇形段辊经过辊缝仪时，内弧辊和外弧辊所呈现的不同辊缝就会在检测系统中反映出来，则是一对扇形段辊传动弯曲度或偏心度。与辊缝仪壳体垂直对齐的辊缝传感器用来在扇形段辊传动的时候多次测量辊缝，根据最大辊缝值与最小辊缝值之差可知道扇形段辊的弯曲状况。
3.5二冷水喷水测量原理
当辊缝仪喷水测量传感器通过扇形段喷水区时，传感器向辊缝仪内部计算机输送一个变化的电压信号。这一电压信号与打在传感器上的喷水量成比例增加。传感器的输出信号将随着传感器移向喷水区中心而增加，当传感器移开喷水区中心时，输出信号将减小。计算机将会存储在整个喷水区内获得的测量值。
3.6辊转动的测量原理
辊转动系统的测量原理是基于与连铸机扇形段辊接触的测量辊转动角度的多少取决于接触表面的速度差的大小的原理。测量辊转动角度是利用近位开关来计数测量辊圆周上金属区域的数目的方法来获得的。辊缝仪被以恒定速度拉过连铸机，因而测量辊的表面速度也为此恒定速度。如果连铸机的扇形段辊自由转动，则它们的旋转速度与辊缝仪的运动速度相同。所以表面速度的差值为零，因而测量辊不应产生很大的转动。如果连铸机的扇形段辊不能自由转动，则其表面速度将为零，因而辊缝仪表面速度和扇形段辊表面速度将有速度差。这将引起测量辊转动。测量辊的外圆周上有许多孔。当这些孔在近位开关下通过时，将产生1和0的电脉冲信号。辊缝仪内部计算机将记录这些脉冲，当测量辊离开被测量的扇形段辊时，计算机将脉冲总数储存起来。这一脉冲总数将与给定直径扇形段辊的最大脉冲数的理论值对比，对比结果将以0%在辊缝仪的作用下，扇形段辊完全自由转动到100%在辊缝仪的作用下，扇形段辊完全滞死。
4、辊缝仪检测结果和分析
4.1建立原始基础数据
由于辊缝仪是根据不同形式连铸机设计而的，因此建立原始基础数据是连铸机生产初期（一般不超过5万吨）应用辊缝仪对连铸机状态精度进行检测的阶段同时是鉴定辊缝仪校准的精度时期。建立初期连铸机状态原始数据（辊缝数据、弧度数据、二冷喷水数据等），对于判断连铸机后期稳定运行至关重要。图4为建立连铸机初期原始辊缝数据的测量结果。
图4 连铸机辊缝数据测试结果
在图4这幅典型的检测结果显示图里，左边的栏目显示段号、辊号和目标辊缝（相当于用千分测杆获得的测量值）。下一栏给出了扇形段辊子的设置，然后是各对辊缝传感器测量的结果。扇形段辊上数据的位置代表实际测量的位置。传感器编号在显示页面的顶部示出，所显示的结果是偏离目标值的偏差值，即以实测辊缝与目标辊缝的差值给出。如果实测辊缝大于目标辊缝，则以向上的柱形图显示，辊缝误差以正数值给出。如果实测辊缝小于目标辊缝，则以向下的柱形图显示，辊缝误差以负数值给出。柱形图的颜色与许用临界值有关。属于许用范围内的检测结果用绿色来表示，超过临界值上限的检測结果以红色给出，超出临界值下限的检测结果用蓝色来表示。
4.2辊缝检测结果表
如表2，辊缝检测结果表检测结果表以mm为单位示出在每个扇形段辊位置上的每对传感器偏离目标辊缝的偏差值。正数值表示所测得的辊缝宽于目标辊缝，负数值表示测得的辊缝窄于目标辊缝值。
4.3辊缝仪其它检测结果
对于外弧辊对接状况检测结果、辊弯检测结果、外弧辊对中检测结果、辊转动检测结果、喷水测量结果、辊缝布局状况显示、辊缝临界值概观、辊缝曲线、辊缝误差曲线、辊缝检测结果比较、辊缝误差检测结果比较等实例笔者不再做详细介绍。
5、结束语
笔者通过对多功能辊缝仪设计原理及应用的探索，由此看出多功能辊缝仪对于判断连铸机状态精度至关重要。自从我厂应用辊缝测量仪后极大的减少因人工测量及判断存在的误差而导致连铸机状态异常停机率。更有效的开展了连铸机的维护工作，节省了检修用工工时及停机时间，同时确保了连铸机扇形段状态精度，从而降低铸坯质量异议，提高了连铸机的作业率。
参 考 文 献
英国沙克拉德和韩国宝威辊缝仪产品资料■
表2 辊缝检测结果表