一種利用激光檢測連鑄二冷區(qū)噴嘴工作狀況的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及激光檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用激光檢測連鑄二冷區(qū)噴嘴 工作狀況的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在工業(yè)生產(chǎn)及日常生活中，距離的測量處處可見，隨著科技的發(fā)展，其測量方式已 不僅僅局限于使用刻度尺測量，其中激光測距作為一種方便、快捷且測量精度較高的測量 方式，被人們廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。激光測距的工作原理是利用激光測距傳感器中的激光 二極管對準(zhǔn)測試目標(biāo)發(fā)射激光脈沖，激光經(jīng)目標(biāo)反射后向各方向散射，其中部分散射光返 回到傳感器接收器，然后利用統(tǒng)計(jì)學(xué)中平均法實(shí)現(xiàn)Imm的分辨率。
[0003] 與一般光相比，激光具有亮度高、方向性好、單色性好、能量密度大等特點(diǎn)，其在同 種均勻介質(zhì)中傳播受介質(zhì)的影響相對較小。激光在同種介質(zhì)中的衰減大小與光波長有關(guān)， 通過研宄水對激光傳輸特性的影響發(fā)現(xiàn)[1]，紫外和紅外波段的光在水中衰減很大，在可見 光波段，藍(lán)綠光衰減最小。利用紫外或紅外激光進(jìn)行測距時(shí)，如果中間介質(zhì)有水就會使激光 衰減，使返回傳感器接收器的能量減少，最終會導(dǎo)致距離測量結(jié)果偏大，激光穿透的水量越 多，測量結(jié)果就越大。
[0004] 在連鑄生產(chǎn)過程中，二次冷卻采用水霧對鋼坯進(jìn)行冷卻，其目的是使鑄坯離開結(jié) 晶器后接受連續(xù)冷卻直至完全凝固，現(xiàn)代連鑄對二次冷卻的要求越來越嚴(yán)格，鑄坯應(yīng)在盡 可能短的時(shí)間內(nèi)凝固完畢，以提高連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力。連鑄過程中，二冷區(qū)冷卻效果的好壞 與連鑄機(jī)產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量密切相關(guān)，一旦二冷區(qū)有噴嘴堵塞或半堵塞，就會出現(xiàn)板坯寬面 配水不合理的情況，進(jìn)而會產(chǎn)生局部冷卻不均勻，導(dǎo)致鑄坯產(chǎn)生變形、裂紋缺陷等問題，動 態(tài)輕壓下技術(shù)的應(yīng)用效果也會受到影響。目前有效檢測二冷區(qū)噴嘴工作狀況是鋼鐵廠亟待 解決的問題之一。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)快速檢測連鑄二冷區(qū)的噴嘴是否出現(xiàn)堵塞、半堵塞的情況，本實(shí)用新型 結(jié)合激光測距傳感器的工作原理以及激光在水中的衰減特性，提供了一種利用激光測距傳 感器檢測噴嘴工作狀況的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型針對目前還沒有利用激光檢測噴嘴工作狀況的方法，結(jié)合激光在水中 的衰減特性，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、能夠快速檢測噴嘴工作狀況的裝置。
[0007] 本實(shí)用新型所提供的一種利用激光測距傳感器檢測噴嘴工作狀況的裝置包括激 光測距傳感器、激光反射屏、水霧噴嘴、移動支架、托板、輥道、線纜、計(jì)算機(jī)、顯示器，激光測 距傳感器包括激光發(fā)射點(diǎn)和激光接收點(diǎn)；所述激光反射屏豎直放置，且垂直于發(fā)射激光； 所述激光測距傳感器和激光反射屏均通過桿與所述托板相連，所述托板下平行焊接兩個(gè)移 動支架，所述移動支架用于整個(gè)裝置在輥道上移動；所述輥道為現(xiàn)場工作環(huán)境；所述線纜 連接激光測距傳感器和計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)用于存儲并分析測試結(jié)果；所述顯示器與計(jì)算機(jī) 相連，用于顯示實(shí)時(shí)檢測結(jié)果。
[0008] 為了增加水霧對激光的吸收，增大測試結(jié)果的顯著性，所述發(fā)射激光為紫外或紅 外激光，波長〇~〇· 4nm或大于0· 6nm〇
[0009] 本實(shí)用新型的科學(xué)原理：
[0010] 使用激光測距傳感器發(fā)射激光脈沖，激光穿過噴嘴噴射產(chǎn)生的水霧區(qū)到達(dá)對面的 反射屏幕上發(fā)生散射，部分散射光會再次經(jīng)過水霧區(qū)被測距傳感器接收，然后傳感器根據(jù) 統(tǒng)計(jì)學(xué)中的平均法計(jì)算出反射屏到傳感器的距離值。因?yàn)樗F對激光具有一定的衰減作 用，所以水霧越密集傳感器接收的信號越弱，測試所得數(shù)值也就越大。在測試之前確定一排 噴嘴完好的噴嘴位置，對其進(jìn)行測試，測量值作為測試結(jié)果的比較對象。開啟輥道電機(jī)，讓 測試裝置在輥道上勻速移動，裝置運(yùn)動過程中保持激光發(fā)射與接收，這樣便能測得連鑄二 冷區(qū)每排噴嘴對應(yīng)的距離測量值，測量值在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示并存儲，通過對測量結(jié)果的 分析比較可得，結(jié)果偏小的相應(yīng)排數(shù)存在堵塞或半堵塞的噴嘴，致使該排數(shù)水霧密度降低， 對激光的衰減減弱，結(jié)果越小說明對應(yīng)排數(shù)出現(xiàn)堵塞的問題越嚴(yán)重，進(jìn)而可對所在排數(shù)的 噴嘴進(jìn)行排查、更換。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果：
[0012] (1)通過在輥道上勻速移動激光測距傳感器及反射屏幕，測量每一排噴嘴所在位 置的距離值，比較分析測試結(jié)果，可以快速得到發(fā)生堵塞或半堵塞的噴嘴所在的排數(shù)，進(jìn)而 對相應(yīng)排數(shù)的噴嘴進(jìn)行排查、更換；
[0013] (2)本裝置自動化程度較高，并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制，可以節(jié)省大量人力物力。
【附圖說明】
[0014] 圖1為激光測距傳感器工作原理圖。
[0015] 圖2為本實(shí)用新型一種利用激光檢測連鑄二冷區(qū)噴嘴工況的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖3為激光測距結(jié)果隨水位增加變化曲線圖。
[0017] 圖中：1、激光測距傳感器；2、激光發(fā)射點(diǎn)；3、激光接收點(diǎn)；4、激光反射屏；5、水霧 噴嘴；6、移動支架；7、托板；8、輥道；9、纜線；10、計(jì)算機(jī)；11、顯示器。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例詳述本實(shí)用新型。
[0019] 本實(shí)用新型所提供的一種利用激光測距傳感器檢測噴嘴工作狀況的裝置包括激 光測距傳感器1、激光發(fā)射點(diǎn)2、激光接收點(diǎn)3、激光反射屏4、水霧噴嘴5、移動支架6、托 板7、輥道8、線纜9、計(jì)算機(jī)10、顯示器11。激光測距傳感器1用于發(fā)射和接收激光信號， 為了增加水霧對激光的吸收，增大測試結(jié)果的顯著性，本實(shí)用新型使用的激光為紫外或紅 外激光，波長0~〇· 4nm或大于0· 6nm ;此外激光測距傳感器上帶有水平儀，通過調(diào)節(jié)保證 激光水平發(fā)射；激光發(fā)射點(diǎn)2和激光接收點(diǎn)3為激光測距傳感器自帶裝置，功能是共同實(shí) 現(xiàn)激光的發(fā)射與接收；激光反射屏4為普通平面，長50~200mm、寬50~200mm，實(shí)現(xiàn)對照 射激光的自然散射，屏幕豎直放置，并且與激光保持垂直；水霧噴嘴5為連鑄二冷區(qū)配套噴 嘴，功能是實(shí)現(xiàn)水的霧化；托板7采用U型鋁合金，高度10~30mm、長1500~3000mm、寬 100~300mm，一方面用于固定激光測距傳感器和激光反射屏幕，另一方面能夠保證傳感器 和反射屏之間的相對靜止，進(jìn)而降低測試結(jié)果的誤差；移動支架6為2根U型鋁合金材料， 長1000~2500mm、寬100~200mm、高30~80mm，兩個(gè)支架平行放置，與托板焊接在一起， 其間距為500~2000mm，焊接時(shí)將U型鋁合金的腿向上與托板焊接，平面向下與輥道接觸， 這樣能減輕裝置對輥道的劃傷；計(jì)算機(jī)10和顯示器11為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)配置，其內(nèi)部裝有激 光測距傳感器配套的軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)對激光發(fā)射的控制以及對反射信號的接收處理；線纜 9為測距傳感器配套導(dǎo)線，用于連接測距傳感器和計(jì)算機(jī)。
[0020] 本實(shí)用新型通過采用激光測距儀及燒杯研宄了水量對激光測距的影響，具體步驟 如下：
[0021] 首先將激光測距儀抬至一定高度，對準(zhǔn)空燒杯底部發(fā)射激光（波長635nm)，測得 一個(gè)距離值；然后控制測距儀及燒杯位置不變，向燒杯中加水，水位每增加一定高度便測量 一個(gè)距離值；測試結(jié)束，測量結(jié)果如下表所示：
[0022]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用激光檢測連鑄二冷區(qū)噴嘴工作狀況的裝置，其特征在于，該裝置包括激光 測距傳感器（1)、激光反射屏（4)、水霧噴嘴（5)、移動支架（6)、托板（7)、輥道（8)、線纜 (9)、計(jì)算機(jī)（10)以及顯示器（11)，激光測距傳感器（1)包括激光發(fā)射點(diǎn)（2)和激光接收點(diǎn) (3);所述激光反射屏（4)豎直放置，且垂直于發(fā)射激光；所述激光測距傳感器（1)和激光 反射屏（4)均通過桿與所述托板（7)相連，所述托板（7)下平行焊接兩個(gè)移動支架（6)，所 述移動支架（6)用于整個(gè)裝置在輥道（8)上移動；所述線纜（9)連接激光測距傳感器（1) 和計(jì)算機(jī)（10)，所述計(jì)算機(jī)（10)與顯示器（11)相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種利用激光檢測連鑄二冷區(qū)噴嘴工作狀況的裝置，其特征在 于，所述發(fā)射激光為紫外或紅外激光，波長〇~〇. 4nm或大于0. 6nm。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種利用激光檢測連鑄二冷區(qū)噴嘴工作狀況的裝置，屬于激光檢測技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括激光測距傳感器、激光反射屏、水霧噴嘴、移動支架、托板、輥道、線纜、計(jì)算機(jī)、顯示器，激光測距傳感器包括激光發(fā)射點(diǎn)和激光接收點(diǎn)；所述激光反射屏豎直放置，且垂直于發(fā)射激光；所述激光測距傳感器和激光反射屏均通過桿與所述托板相連，所述托板下平行焊接兩個(gè)移動支架，所述移動支架用于整個(gè)裝置在輥道上移動；所述線纜連接激光測距傳感器和計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)與顯示器相連。本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、能夠快速檢測連鑄二冷區(qū)噴嘴工作狀況。
【IPC分類】B22D11-22
【公開號】CN204504169
【申請?zhí)枴緾N201520209067
【發(fā)明人】王雙, 陳 光, 孫蓉, 段鋒
【申請人】安徽工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月8日