本发明涉及冶金工业领域， 更具体的涉及一种用于振动信号釆集的驻 波放大装置及大包下渣振动信号检测方法。

背景技术

从建国至今， 经过多年的建设与发展，我国钢铁工业取得了 重大成就， 同时， 市场对钢铁产业的质量要求也越来越高。

连铸产业中， 在一包钢水的浇注末期， 大包中浮在钢水的钢渣会逐渐 流入中间包， 过多的中间包钢渣会使得钢水的纯净度降低， 加快中间包衬 的侵蚀， 影响铸坯质量。 因此， 必须控制从大包到中间包的钢渣流动， 这 对提高铸坯质量有着非常重要的意义。

近年来， 国际上开始流行利用检测钢水与钢渣的振动信 号来反映大包 下渣情况的技术。

请参考图 1 , 图 1为现有技术中大包下渣振动信号检测装置结� �示意 图。

大包 01 内的钢液通过长水口保护管 03流入中间包 02, 操作臂 04与 长水口保护管 03相连接。 振动信号检测装置包括套管 06和安装于固定箱 体 05内部的振动传感器（图中未示出）， 其中套管 06具有伸缩功能， 其伸 缩端可选择地与长水口保护管 03相抵， 其固定端与安装于箱体 05内部的 振动传感器相连接。 当套管 06的伸缩端与长水口保护管 03相抵时， 套管 06作为振动传动介质将振动信号传送至另一端� ��振动传感器。 由于钢渣与 钢液比重差异造成流动冲击的振动信号不同， 振动信号检测装置通过检测 此信号的变化， 可判定大包下渣状态， 进而控制大包下渣。 然而，上述大包下渣检测装置中，套管 06只有其伸缩端与震动源相接 触， 而另一端将振动波信号传送给振动传感器。振 动波只能从套管 06的伸 缩端一个方向传送至其固定端的振动传感器， 振动传感器接收的波为横波 或纵波， 振动信号较弱， 进而， 影响大包下渣的真实报警率。

因此， 如何提高大包下渣的真实报警率， 成为本领域技术人员所要解 决的重要技术问题。 发明内容

为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种用于振动信号釆集的驻波 放大装置， 其相对于现有技术的大包下渣振动信号检测装 置可有效提高真 实报警率， 本发明还提供了一种基于上述用于振动信号釆 集的驻波放大装 置的大包下渣振动信号检测方法。

本发明提供了一种用于振动信号釆集的驻波放 大装置， 包括： 作为驻波传播介质的感振杆；

驻波形成装置， 所述驻波形成装置包括沿轴向分布并将所述感 振杆连 接于所述操作臂的两个固定支撑装置 , 两个所述固定支撑装置分别从操作 臂的两个不同位置釆集振动波并传导至所述感 振杆， 并在所述感振杆叠加 为驻波；

连接于所述感振杆的振动传感器， 且所述振动传感器位于两个所述固 定支撑装置之间， 所述振动传感器检测到的波为驻波。

优选地， 所述感振杆为具有弹性的实心感振杆。

优选地， 两个所述固定支撑装置相对位置可调地与所述 操作臂和所述 感振 ^干相连接。

优选地， 两个所述固定支撑装置均包括：

套接于所述操作臂的外周面的 "U" 字形紧固件， 且所述 "U" 字形紧 固件的两端部设置有螺纹；

固定板， 所述固定板设有两个通孔， 且所述 "U" 字形紧固件的两端 部穿过于两个所述通孔， 所述固定板通过与所述螺纹相适配的预紧螺母 与 所述 "U" 字形紧固件相连接； 连接于所述固定板的卡箍， 所述感振杆卡接于所述卡箍内部， 且所述 卡箍的侧壁具有螺纹孔， 螺栓通过所述螺纹孔与所述感振杆相抵。

优选地， 所述感振杆的外周面设有刻度。

优选地， 所述振动传感器通过固定座连接于所述感振杆 。

优选地， 所述固定座包括底座及将所述底座固定于所述 感振杆的卡固 件， 所述振动传感器连接于所述底座。

优选地， 所述振动传感器罩装有屏蔽保护盒， 且所述屏蔽保护盒通过 内六角螺钉连接于所述底座。

本发明还提供了一种基于上述任一项所述的用 于振动信号釆集的驻波 放大装置的大包下渣振动信号检测方法， 包括：

1 )由两个所述固定支撑装置釆集操作臂上任意� �点的振动波，且所述 任意两点的振动波在所述感振杆上叠加形成驻 波， 所述感振杆的固有频率 与所述驻波的频率一致， 所述感振杆实现共振， 所述驻波被放大；

2 )振动传感器釆集被放大的所述驻波， 并判断是否发出警报。

本发明提供的一种用于振动信号釆集的驻波放 大装置， 包括感振杆、 驻波形成装置及振动传感器。 感振杆为驻波的传播介质， 驻波形成装置包 括两个固定支撑装置 ,通过该两个固定支撑装置将感振杆固定于操� �臂上 , 振动波通过两个固定支撑装置传播至感振杆， 并在两个固定支撑装置之间 的感振杆叠加形成驻波进行传播， 相对于现有技术传播介质上的波为横波 或者纵波， 本发明的优点在于， 感振杆上传播的波为驻波， 波幅较大， 振 动效果明显。 且振动传感器只检测驻波， 而不受其周围环境的横波或纵波 影响， 可滤除干扰信号。 此外， 本发明提供的用于振动信号釆集的驻波放 大装置可通过设置振动传感器两端的固定支撑 装置之间的距离， 使得两个 固定支撑装置之间的感振杆的固有频率与上述 驻波的振动频率达到一致， 进而引起两个固定支撑装置之间的感振杆产生 物理共振， 因而振动传感器 接收到的振动信号较强， 有效提高了大包下渣的真实报警率。

此外， 本发明所提供的用于振动信号釆集的驻波放大 装置， 其感振杆 通过两个固定支撑装置固定于操作臂上， 两个固定支撑装置之间的一段感 振杆只能接收由两个固定支撑装置传递而来的 振动波， 即该段感振杆只随 操作臂的振动而振动， 而不受外界其它振动的干扰。 因此， 本具体实施方 式所提供的用于振动信号釆集的驻波放大装置 抗干扰能力较强， 同样， 有 效提高了其真实报警率。

本发明提供的优选方案中， 两个所述固定支撑装置相对位置可调地与 所述操作臂和所述感振杆相连接。 需要指出的是， 由于连铸环境的差异， 大包下渣过程中振动波的频率也会不同。 本发明提供的用于振动信号釆集 的驻波放大装置， 其可通过调节固定支撑装置的相对位置， 使得由两个固 定支撑装置之间的感振杆的固有频率与在其上 传播的驻波的振动频率达到 一致， 进而实现两个固定支撑装置之间的感振杆产生 物理共振。 因此， 本 发明提供的用于振动信号釆集的驻波放大装置 能够适应不同的生产现场。

本发明提供的一种基于上述任一项所述的用于 振动信号釆集的驻波放 大装置的大包下渣振动信号检测方法， 包括：

1 )由两个所述固定支撑装置釆集操作臂上任意� �点的振动波，且所述 任意两点的振动波在所述感振杆上叠加形成驻 波， 所述感振杆的固有频率 与所述驻波的频率一致， 所述感振杆实现共振， 所述驻波被放大；

2 )振动传感器釆集被放大的所述驻波， 并判断是否发出警报。

如此可有效提高大包下渣的真实报警率。

附图说明

图 1为现有技术中大包下渣振动信号检测装置结� �示意图；

图 2为本发明第一种具体实施方式中用于振动信� �釆集的驻波放大装 置的结构示意图；

图 3为本发明具体实施方式中 "U" 字形紧固件结构示意图； 图 4为本发明具体实施方式中卡箍结构示意图；

图 5为本发明具体实施方式中压块结构示意图；

图 6为本发明具体实施方式中底座结构示意图；

图 7为本发明具体实施方式中卡固件结构示意图� �

图 8为本发明第二种具体实施方式用于振动信号� �集的驻波放大装置 结构示意图； 图 9为本发明具体实施方式中感振杆为条板状实� �杆时用于振动信号 釆集的驻波放大装置结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于振动信号釆集的 驻波放大装置， 其具有 较高的真实报警率， 本发明的另一个核心是提供一种基于该装置的 大包下 渣振动信号检测方法。

下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进 行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例 , 都属于本发明保护的 范围。

请参考图 2, 图 2为本发明具体是实施方式中用于振动信号釆� �的驻 波放大装置的结构示意图。

本具体实施方式所提供的一种用于振动信号釆 集的驻波放大装置包括 感振杆 11、 两个固定支撑装置 12及振动传感器 13。 其中， 感振杆 11通过 两个固定支撑装置 12安装于操作臂 14,振动传感器 13连接于两个固定支 撑装置 12之间的感振杆 11。

需要说明的是， 大包下渣过程会引起操作臂 14 的振动， 由于感振杆 11通过两个固定支撑装置 12与操作臂 14相连接， 故操作臂 14的振动波 可由两个固定支撑装置 12传递至感振杆 11并叠加为驻波， 进而， 感振杆 11作为驻波的传递介质将驻波传递于振动传感� �� 13。

如此设置， 本具体实施方式所提供的用于振动信号釆集的 驻波放大装 置， 操作臂产生的振动波由两个固定支撑装置从不 同方向传导至二者之间 的感振杆， 并叠加形成驻波， 相对于现有技术传播介质上的波为横波或者 纵波， 本具体实施方式的优点在于， 感振杆上传播的波为驻波， 波幅较大， 振动效果明显。 且振动传感器只检测驻波， 而不受其周围环境的横波或纵 波影响， 可滤除干扰信号。 此外， 本发明提供的用于振动信号釆集的驻波 放大装置，可通过设置振动传感器两端的固定 支撑装置 12之间的距离，使 得两个固定支撑装置 12之间的感振杆 11的固有频率与上述驻波的振动频 率达到一致， 进而引起两个固定支撑装置 12之间的感振杆 11产生物理共 振。 因而， 振动传感器 13接收到的振动信号较强， 有效提高了大包下渣的 真实报警率。

此外， 本具体实施方式所提供的用于振动信号釆集的 驻波放大装置， 其感振杆 11通过两个固定支撑装置 12固定于操作臂 14上，两个固定支撑 装置 12之间的一段感振杆 11只能接收由两个固定支撑装置 12传递而来的 振动波， 即该段感振杆 11只随操作臂 14的振动而振动， 而不受外界其它 振动的干扰。 因此， 本具体实施方式所提供的用于振动信号釆集的 驻波放 大装置抗干扰能力较强， 显然， 有效提高了其真实报警率。

由于各个钢厂生产环境不同， 不同的生产现场存在的振动波的频率具 有差异， 为了使得本发明提供的用于振动信号釆集的驻 波放大装置能够适 应不同的生产现场环境， 本发明的优选实施方式中， 两个固定支撑装置 12 相对位置可调地与操作臂 14和感振杆 11相连接。

需要说明的是，两个固定支撑装置 12的相对位置可调系指二者沿操作 臂 14的轴向位置可调。 如此， 当生产现场大包下渣过程引起操作臂 14的 振动频率不同时，可通过调节两个固定支撑装 置 12的相对位置， 以使得两 个固定支撑装置 12之间的感振杆 11的固有频率与在其上传播的驻波的振 动频率相同， 进而实现感振杆 11的物理共振。 因此， 本具体实施方式所提 供的用于振动信号釆集的驻波放大装置可适用 于不同的生产环境。

上述两个固定支撑装置 12的相对位置可调， 其具体实施方式有多种， 比如， 可如下述设置。

请参考图 3-图 5 , 图 3为本发明具体实施方式中 "U"字形紧固件结构 示意图； 图 4为本发明具体实施方式中卡箍结构示意图； 图 5为本发明具 体实施方式中压块结构示意图。

本具体实施方式所提供的两个固定支撑装置 12可均包括" U"字形紧 固件 121 , 且 "U" 字形紧固件 121的两端部具有螺纹（图中未示出）。 需 要指出的是， 该处 "U" 字形系指当操作臂 14的操作臂为圓形时， 可紧密 环绕于操作臂 14的形状结构。 当然， 当操作臂 14的横截面形状为其它形 状时， 该紧固件也可为其它形状， 比如， 操作臂 14的横截面为方形， 该紧 固件的形状也可相应为方形。

上述两个固定支撑装置 12还包括固定板 122, 该固定板 122设有两个 通孔， 且 "U" 字形紧固件 121 的两端部穿过于该两个通孔， 固定板 122 通过与螺纹相适配的预紧螺母 123与 "U" 字形紧固件 121相连接。 如此， 由固定板 122和 "U" 字形紧固件 121构成的封闭结构可卡接于操作臂 14 的外周面。

本具体实施方式所提供两个固定支撑装置 12, 还包括连接于固定板 122的卡箍 124, 感振杆 11卡接于卡箍 124的内部， 且卡箍 124的侧壁具 有螺纹孔， 螺栓 125通过螺纹孔与感振杆 11相抵。 当然， 为了使得感振杆 11更加稳定的卡接于卡箍 124的内部， 本具体实施方式所提供的固定支撑 装置 12还可包括压块 126和垫块 127, 压块 126设有与感振杆 11的外周 面相适配的凹槽， 当然， 垫块 127也需设置有与感振杆 11的外周面相适配 的凹槽。压块 126被压于卡箍 124内部，压块 126压于感振 4干 11 ,垫块 127 垫于感振杆 11与压块 126相对应的一侧。如此设置，通过压块 126与垫块 127, 卡箍 124可更加稳定的将感振杆 11固定于固定板 122。

如此设置， 本具体实施方式所提供的用于振动信号釆集的 驻波放大装 置， 当其被应用于不同的生产现场，进而需调节两 个固定支撑装置 12位置 时。 可将预紧螺母 123旋松， 进而， 使得 "U" 字形紧固件与操作臂 14之 间的配合松动， 而后， 可将螺栓 125旋松， 使得卡箍 124与感振杆 11的配 合^动。 进而， 可调整两个固定支撑装置 12位置。 调整完毕后， 旋紧预紧 螺母 123和螺栓 125即可。如此，可有效实现感振杆 11的固定及两个固定 支撑装置 12的相对位置的调整。

当然， 为了更加方便的调整两个固定支撑装置 12的相对位置，可于感 振杆 11的外周面设置有刻度， 该刻度单位长度可根据具体情况具体设定。 如此， 本具体实施方式所提供的用于振动信号釆集的 驻波放大装置， 其在 调整固定支撑装置 12的位置时，可具体参照感振杆 11上的刻度具体调整， 显然， 如此设置进一步提高了调整固定支撑装置 12的方便性。

请参考图 6和图 7, 图 6为本发明具体实施方式中底座结构示意图； 图 7为本发明具体实施方式中卡固件结构示意图� �

此外， 本具体实施方式所提供的用于振动信号釆集的 驻波放大装置， 其振动传感器 13可通过固定座 15连接于感振杆 11 , 当然， 也可直接连接 于感振杆 11。 固定座 15可以包括底座 151及将底座 151固定于感振杆 11 的卡固件 152,具体可如下设置。底座 151具有若干通孔 1511 ,卡固件 152 具有支脚 1521 ,且该支脚 1521的端部设有螺纹，设有螺纹的该段支脚 1521 可穿过通孔 1511 ,并通过与上述螺纹相适配的螺母将卡固件 152与底座 151 相连接。 如此， 可将感振杆 11卡置于卡固件 152与底座 151之间， 底座 151用于安装振动传感器 13。

请参考图 8 , 图 8为本发明另一种具体实施方式用于振动信号� �集的 驻波放大装置结构示意图。

当然， 为了提高振动传感器 13所接收到的振动波的强度，本具体实施 方式所提供的用于振动信号釆集的驻波放大装 置， 可具有多根感振杆 11 , 且该多根感振杆 11均通过固定座 15与振动传感器 13相连接。 如此设置， 本具体实施方式所提供的用于振动信号釆集的 驻波放大装置， 其振动传感 器 13接收到的振动波为多根感振杆 11所提供的， 其强度相比于一根感振 杆 11所提供的振动波的强度大。 因此，如此设置可进一步提高用于振动信 号釆集的驻波放大装置的真实报警率。

此外， 本具体实施方式所提供的用于振动信号釆集的 驻波放大装置， 其感振杆 11为实心感振杆。 需要说明的是， 振源的振动强度相当时， 实心 感振杆的感振强度大于空心感振杆的感振强度 。 且该实心感振杆需具有一 定的弹性， 方可较灵敏的传递操作臂 14产生的振动波，其可具体为实心铜 棒， 当然， 也可为其它材质， 比如， 铝、 镁、 铜、 锌等材质。

此外， 感振杆 11可具体为条板状实心杆。 请参考图 9, 图 9为本发明 具体实施方式中感振杆为条板状实心杆时用于 振动信号釆集的驻波放大装 置结构示意图。

如此， 由两个固定支撑装置釆集操作臂上两点的振动 波， 且传导至条 板状实心杆， 并叠加形成驻波， 大包长水口内钢水的振动频率与驻波的频 率一致， 实现共振， 驻波被放大。 当然， 感振^ ^也可为圓柱状结构， 当然也可为其它结构， 比如， 杯形 实心体杆、 弯曲状实心杆、 各种异形实心体等结构。 本发明不对感振杆具 体的形状及材质作具体限定。

需要指出的是， 生产现场环境较恶劣， 振动传感器 13易受损伤。 故本 具体实施方式所提供的用于振动信号釆集的驻 波放大装置， 其振动传感器 13可罩装于屏蔽保护盒内， 该屏蔽保护盒可通过螺钉安装于底座 151。 如 此设置， 本具体实施方式所提供的用于振动信号釆集的 驻波放大装置， 其 振动传感器 13可有效避免生产现场的灰尘进入其内部，进� ��可有效避免对 振动传感器 13带来的损伤。

此外， 为了避免冷气对振动传感器 13进行冷却工序时，冷却与上述螺 钉接触产生噪音， 引起振动进而对大包下渣的真实报警率产生不 利影响， 上述螺钉可釆用内六角螺钉。 如此设置， 螺钉不必暴露于屏蔽保护盒的外 部， 有效避免了噪音的产生。

本具体实施方式还提供了一种基于上述任一具 体实施方式所述的用于 振动信号釆集的驻波放大装置的大包下渣振动 信号检测方法， 包括：

1 )由两个所述固定支撑装置釆集操作臂上任意� �点的振动波，且所述 任意两点的振动波在所述感振杆上叠加形成驻 波， 所述感振杆的固有频率 与所述驻波的频率一致， 所述感振杆实现共振， 所述驻波被放大；

2 )振动传感器釆集被放大的所述驻波， 并判断是否发出警报。

如此提高了大包下渣的真实报警率。

以上对本发明所提供的一种用于振动信号釆集 的驻波放大装置及基于 该装置的大包下渣振动信号检测方法进行了详 细介绍， 本文中应用了具体 个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于 帮助理解本发明的方法及其核心思想。 应当指出， 对于本技术领域的普通 技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以对本发明进行若干 改进和修饰， 这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护 范围内。