[实用新型]连铸辊缝传感器的跟踪滤波与驱动增强抗干扰装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及冶金工业领域，尤其涉及冶金工业中的自动化仪表。

背景技术

在工业现场，通常会在同一个工艺段采用同种类型的传感器，有时数量会很多，达数百个，如连铸机辊缝位移传感器。同时在有限的空间各种大小设备紧密有序地安装在一起，如果传感器自身的信号很微弱，就容易被其他大型的电磁设备所干扰，必须采取特殊的抗干扰手段，否则会造成系统严重混乱，无法有效地控制辊缝达到生产要求的0.1毫米的精度。

在一些连铸机的辊缝控制回路中采用多级差动变压器型的相对值传感器。由于工业现场复杂的电磁环境，如另一流检修中使用电焊机，传感器就会被干扰，此时辊缝测量值数据无法自动回复，进而造成辊缝实际值严重偏离设定值，最终使生产工况不良，铸坯质量下降。连铸生产过程中为了消除辊缝传感器的干扰问题，保证辊缝精度，只好尽可能多的对辊缝进行调零、校准，干扰严重时只能采取停机归零复位的方式处理。结果占用了大量生产时间，影响了连铸机的生产产量。为此需要相应的技术解决辊缝传感器时常被干扰的问题。

多级差动变压器型的相对值传感器的基本结构如图1所示，包括：传感器101和转换器102，传感器101和转换器102通过电缆103连接。传感器101内部含有多个线圈，转换器102实现传感器驱动与信号转换。传感器101包括两组线圈，如图2所示，包括驱动线圈104和检测线圈105。

多级差动变压器型的相对值传感器的工作原理如图2所示，转换器102连接到电源107并产生一对驱动信号激励驱动线圈104。检测线圈105根据传感器102中心杆的位置，产生相应的相位变化信号。转换器102接收相位变化信号，经过计算，产生对应的A-B-Z脉冲信号，传送给PLC控制系统106，A-B-Z脉冲之间的相位变化反映了传感器102的运动方向，脉冲数量反映了运动距离。

多级差动变压器型的相对值传感器的工作频率为9.3K～9.8KHz，不同个体之间有一定差异，驱动信号幅值大约为1Vrms。1～2mVrms的微小干扰信号，都会造成传感器产生明显的脉冲数量和方向的变化，这种变化无法自动消除。转换器102是实现多级差动变压器型的相对值传感器功能的核心。如图1和图2所示，转换器102与外界的接口包括与驱动线圈104间的驱动信号、与检测线圈105间的相位变化信号、与PLC控制系统106间的A-B-Z脉冲信号。

虽然多级差动变压器型的相对值传感器具有一定的抗干扰设计，包括：差分形式的传感器输出与输入信号，传感器信号采用屏蔽电缆。但是它们无法解决所有问题，依然存在有干扰信号进入转换器中，对最终的结果造成了较大的干扰。

需要解决相位差式辊缝位移传感器在工业现场的被干扰问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提出一种跟踪滤波与驱动增强装置，在保持原有信号正常使用的同时，将来自外部的电磁干扰隔离掉，并将同频干扰大幅度抑制，最终实现辊缝传感器的测量结果稳定，保证连铸生产的顺行。

根据本实用新型，提出一种连铸辊缝传感器的跟踪滤波与驱动增强抗干扰装置，该装置连接在转换器和传感器的线圈之间，该装置包括输入电路、跟踪滤波器、带通滤波器、传输电路、驱动增强电路和电源。输入电路连接到传感器的线圈，接收来自传感器的线圈的传感器返回信号并进行放大，输入电路包括两路差分放大器。跟踪滤波器连接到输入电路，跟踪滤波器跟踪传感器的工作频率并进行滤波。带通滤波器连接到跟踪滤波器，带通滤波器进行高通滤波和低通滤波。传输电路连接到带通滤波器，传输电路对带通滤波器输出的信号进行反向的单位增益放大并将单路信号转换为差分信号，传输电路向转换器输出转换器输入信号。驱动增强电路从转换器接收转换器驱动信号，对驱动信号进行幅值和电流放大，驱动增强电路向传感器的线圈输出传感器驱动信号。电源连接到外部交流电源，转换成直流电向各组件供电。

在一个实施例中，跟踪滤波器包括数字锁相环、分频器和两路时钟控制可编程滤波器。两路时钟控制可编程滤波器连接到输入电路，分频器分别连接到两路时钟控制可编程滤波器和数字锁相环，数字锁相环向两路时钟控制可编程滤波器输出时钟信号。在一个实施例中，数字锁相环接收转换器驱动信号。

在一个实施例中，带通滤波器包括级联的两路高通滤波器和两路低通滤波器。

在一个实施例中，传输电路包括级联的反向放大器和分压滤波器。

在一个实施例中，驱动增强电路包括大功率放大器。

本实用新型的连铸辊缝传感器的跟踪滤波与驱动增强抗干扰装置通过功率增强和滤波处理，大幅度抑制了干扰，具有非常好的抗干扰效果，能使得辊缝控制装置工作稳定。