[发明专利]一种在线检测连铸二冷区铸坯固液相分数的方法

权利要求书

1.一种在线检测连铸坯二冷区固液相分数方法，其特征在于：采用下列步骤：

步骤一.连铸坯二冷区固液相分数检测装置的安装

根据生产车间的铸机结构和浇铸条件，确定检测装置在扇形段的安装位置，整套检测装置由振动激励系统、数据采集系统和计算机模型分析系统三个部分组成；其中，振动激励系统是在铸机原有扇形段驱动辊液压系统的基础上改造完成的，原扇形段中的驱动辊通过两个液压缸的同步动作对连铸坯实施压下；改造时，将控制液压缸工作的核心装置由开关阀改为振动伺服阀，以实现驱动辊的低频小幅振动，检测时铸坯即在此驱动辊作用下进行受迫振动；

步骤二.周期性受迫振动的施加

在不干扰正常生产过程和确保铸坯质量的前提下，通过改造后扇形段振动激励系统的驱动辊，对铸坯施加一定频率和幅度的周期性正弦振动；振频和振幅由连铸机主控室的计算机进行设定，驱动辊的振动状况则由振动系统的PLC进行反馈控制；

步骤三.振动信号的采集和传送

在对铸坯实施周期性正弦振动的过程中，通过液压缸内的压力传感器和安装在活塞杆上的位移传感器，实时检测液压缸内的压力和反馈的位移信号，经二次仪表放大，再通过多通道A/D转换器将模拟电压信号转换成数字信号，输入计算机模型分析系统进行铸坯固液相分数的实时计算；

步骤四.连铸坯固液相分数的计算

将检测信号传递给模型分析系统进行计算，得到铸坯在二冷区的固液相分数。

2.根据权利要求1所述的一种在线检测连铸坯二冷区固液相分数方法，其特征在于：在二冷区原有扇形段的基础上进行改造，将控制驱动辊工作的开关阀替换为伺服阀，使改造后的驱动辊能够实现一定频率和幅度的周期性振动，以对连铸坯施加周期性振动激励，根据铸坯在不同液相与固相条件下对液压缸压力和振动位移信号响应的差异情况，在线计算并检测铸坯液相与固相分数。

3.根据权利要求1所述的一种在线检测连铸坯二冷区固液相分数方法，其特征在于：所述铸坯在二冷区的固液相分数计算公式是f_s＝1-f_l；

式中：f_l为铸坯的液相分数，无量纲；

K为系统结构修正系数，无量纲；

θ为振动系统驱动辊的振动频率，赫兹；

A₀为连铸坯受迫振动的幅值，米；

P₀为液压缸振动输出力的幅值，牛顿；

为液压缸工作输出力和连铸坯振动位移两路检测信号的相位差，度；

f_s为铸坯的固相分数，无量纲。