一种精确测量电渣炉渣阻的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种精确测量电渣炉渣阻的装置，包括信号采样输入装置，信号采集计算装置、信号输出装置；通过数字信号处理器计算信号采样输入装置过来的电压电流信号，并通过滤波模块的滤波、AD转换模块AD转换；DA转换模块DA转换；校准模块校准以后；并经过数字信号处理器计算出渣阻值，最后通过通讯模块进行传输；能够精确渣阻值的装置以及测量方法；精度可达到万分之一；抗电磁干扰性能好、避免反复D/A，A/D转换造成转换误差等优点，解决了电源的非线性引起的高次谐波带来的渣阻计算问题和电源中电抗元件导致的电压电流的不同相的问题，计算出来阻值不精确，从而影响到电渣炉的恒熔速控制的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种精确测量电渣炉渣阻的装置
本技术涉及冶金
，尤其涉及一种精确测量电渣炉渣阻的装置
技术介绍
电渣炉采用电渣作为发热部件生热，熔化被炼电极，在熔炼过程中，电极与电渣接触的表面熔化为一层金属薄膜，在表面张力和重力的作用下金属膜形成了一个个细小的熔滴，这些熔滴经过电渣被吸附掉杂质，或掺入有用元素，最终落入锭子熔池，受控冷却结晶而形成纯净且各向同性的金属或合金材料。由于发热元件是熔化的电渣，在整个熔炼过程中电渣会被消耗，其化学成分也会发生变化，所以电渣的渣阻随时在变化，为保证熔化率的恒定(恒熔速控制)，需要随时掌握渣阻的变化，及时调整控制参数，必要时还需要提示加入新渣。目前国内外主流的电渣炉都还是采用电压电流有效值来计算渣阻，并没有考虑到电源的非线性引起的高次谐波对计算出的渣阻的影响，也没有考虑到电源中电抗元件导致的电压电流的不同相，所以计算出来的渣阻偏差比较大，进而影响到电渣炉的恒熔速控制。所以要设计一种精确测量电渣炉渣阻的装置，以此来解决电源的非线性引起的高次谐波带来的渣阻计算的问题，解决电源中电抗元件导致的电压电流的不同相的问题，计算出来阻值不精确的问题，从而影响到电渣炉的恒熔速控制的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是根据上述现有技术的不足之处，本技术实现了一种精确测量电渣炉渣阻的装置，包括信号采样输入装置，信号采集计算装置、信号输出装置；所述的信号采样输入装置还包括熔炼电源、电压互感器、电流互感器；所述的电压互感器的一端通过PSV01通道、PSV02通道连接至熔炼电源上；所述的电压互感器的另一端通过AV01通道、AV02通道连接至所述的滤波模块；所述的电流互感器通过互感线圈后，通过AL01通道、AL02通道连接至滤波模块；所述的信号采集计算装置包括数字信号处理器，滤波模块、AD转换模块；所述的数字信号处理器通过LPSDP01通道、LPSDP02通道、LPSDP03通道、LPSDP04通道与滤波模块连接；所述的数字信号处理器通过ADSDP01通道、ADSDP02通道、ADSDP03通道、ADSDP04通道与AD转换模块连接；所述的数字信号处理器控制所述的滤波模块和所述的AD转换模块，进行AD转换的全过程，定时间隔地发出启动转换和读取数据的控制信号，电压和电流信号读取同步进行；所述的信号输出装置还包括DA转换模块、校准模块、通讯模块；所述的数字信号处理器通过SDPDA01通道、SDPDA02通道与DA转换模块相连接，转换所述的数字信号处理器输出的电流信号；所述的数字信号处理器通过SDPDA03通道、SDPDA04通道与DA转换模块相连接，转换所述的数字信号处理器输出的电压信号；所述的DA转换模块通过OAI01通道、OAI02通道与所述的校准模块相连接；用于校准所述的数字信号处理器输出的电流信号；所述的DA转换模块通过OVI03通道、OVI04通道与所述的校准模块相连接；用于校准所述的数字信号处理器输出的电压信号；所述的数字信号处理器通过PFB01通道、PFB02通道与profibus通讯模块相连接；所述的profibus通讯模块与通过profibus与VPC3芯片相连，数字信号处理器把计算数据写入VPC3芯片中。进一步，所述的数字信号处理器，滤波模块、AD转换模块、DA转换模块、校准模块、通讯模块均与电源模块连接，提供电源。进一步，所述的数字信号处理器为DSP处理器。进一步，所述的滤波模块上的AV01通道、AV02通道输入值为交流0V-5V模拟量；所述的滤波模块上的AL01通道、AL02通道为4mA-20mA模拟量。上述的技术方案，主要解决以下问题：(1)基于渣阻呈线性特性，可以将电压、电流的基波分量作为计算渣阻的依据；(2)考虑电压、电流基波的不同相，所求得的实部即为渣阻值；⑶通过数字链路直接将渣阻的数值传输到主控设备，包括PLC或者工控机等控制设备。在本技术方案中采用快速傅立叶变换，分离出炉口电压和熔炼电流的基波分量，电压电流的基波分量一般有正交的实部和虚步，将电压电流的向量值相除后取得的实部即为渣阻值。在本技术方案有以下突出优点：1)采用高速数字信号处理技术分离出电压、电流的基波分量，精确渣阻值；精度可达到万分之一；2)抗电磁干扰性能好，在强电磁环境中保证信号的精确性和可靠性；3)不同于常规渣阻变送器通过4-20mA模拟量将渣阻值传送到PLC，再由PLC进行A/D转换，本装置可以把计算获得的渣阻值通过工业以太网或串口直接传送到PLC，以避免反复D/A，A/D转换造成转换误差；4)装置全数字处理，免校验。附图说明图1是本技术的精确测量电渣炉渣阻的装置示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。结合附图1中所示，本技术中公开了一种精确测量电渣炉渣阻的装置，包括信号采样输入装置10，信号采集计算装置20、信号输出装置30；信号采样输入装置10还包括熔炼电源11、电压互感器12、电流互感器13；电压互感器12的一端通过PSV01通道、PSV02通道连接至熔炼电源11上；电压互感器12的另一端通过AV01通道、AV02通道连接至滤波模块22；电流互感器13通过互感线圈后，通过AL01通道、AL02通道连接至滤波模块22，利用电压互感器12、电流互感器13采集熔炼电源11上的电压和电流的信号；利用滤波模块22对于采集的电压和电流的信号进行滤波。信号采集计算装置20包括数字信号处理器21，滤波模块22、AD转换模块23；数字信号处理器21通过LPSDP01通道、LPSDP02通道、LPSDP03通道、LPSDP04通道与滤波模块22连接，通过PSDP01通道、LPSDP02通道、LPSDP03通道、LPSDP04通道接受经过滤波模块22滤波后的非线性电压和电流的信号，为数字信号处理器21计算电压值和电流值，提供了传输通道；数字信号处理器21通过ADSDP01通道、ADSDP02通道、ADSDP03通道、ADSDP04通道与AD转换模块连接；对于通过ADSDP01通道、ADSDP02通道、ADSDP03通道、ADSDP04通道传输过来的非线性电压和电流的信号转化成数字信号，数字信号处理器21控制滤波模块22和AD转换模块23，对于非线性电压和电流的信号转换成数字信号，数字信号处理器21控制滤波模块22和AD转换模块23进行，模拟和数字转换的全过程，利用数字信号处理器21内部的定时器定时间隔地发出启动转换和读取数据的控制信号，实现了电压和电流信号读取同步进行；为后续的电压、电流的有效值计算奠定基础。信号输出装置30还包括DA转换模块31、校准模块32、通讯模块33；数字信号处理器21通过SD本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精确测量电渣炉渣阻的装置，其特征在于，包括信号采样输入装置，信号采集计算装置、信号输出装置；/n所述的信号采样输入装置还包括熔炼电源、电压互感器、电流互感器；所述的电压互感器的一端通过PSV01通道、PSV02通道连接至熔炼电源上；所述的电压互感器的另一端通过AV01通道、AV02通道连接至滤波模块；所述的电流互感器通过互感线圈后，通过AL01通道、AL02通道连接至滤波模块；/n所述的信号采集计算装置包括数字信号处理器，滤波模块、AD转换模块；所述的数字信号处理器通过LPSDP01通道、LPSDP02通道、LPSDP03通道、LPSDP04通道与滤波模块连接；所述的数字信号处理器通过ADSDP01通道、ADSDP02通道、ADSDP03通道、ADSDP04通道与AD转换模块连接；所述的数字信号处理器控制所述的滤波模块和所述的AD转换模块，进行AD转换的全过程，定时间隔地发出启动转换和读取数据的控制信号，电压和电流信号读取同步进行；/n所述的信号输出装置还包括DA转换模块、校准模块、通讯模块；所述的数字信号处理器通过SDPDA01通道、SDPDA02通道与DA转换模块相连接，转换所述的数字信号处理器输出的电流信号；所述的数字信号处理器通过SDPDA03通道、SDPDA04通道与DA转换模块相连接，转换所述的数字信号处理器输出的电压信号；所述的DA转换模块通过OAI01通道、OAI02通道与所述的校准模块相连接；用于校准所述的数字信号处理器输出的电流信号；所述的DA转换模块通过OVI03通道、OVI04通道与所述的校准模块相连接；用于校准所述的数字信号处理器输出的电压信号；/n所述的数字信号处理器通过PFB01通道、PFB02通道与profibus通讯模块相连接；所述的profibus通讯模块与通过profibus与VPC3芯片相连，数字信号处理器把计算数据写入VPC3芯片中。/n...

【技术特征摘要】
1.一种精确测量电渣炉渣阻的装置，其特征在于，包括信号采样输入装置，信号采集计算装置、信号输出装置；
所述的信号采样输入装置还包括熔炼电源、电压互感器、电流互感器；所述的电压互感器的一端通过PSV01通道、PSV02通道连接至熔炼电源上；所述的电压互感器的另一端通过AV01通道、AV02通道连接至滤波模块；所述的电流互感器通过互感线圈后，通过AL01通道、AL02通道连接至滤波模块；
所述的信号采集计算装置包括数字信号处理器，滤波模块、AD转换模块；所述的数字信号处理器通过LPSDP01通道、LPSDP02通道、LPSDP03通道、LPSDP04通道与滤波模块连接；所述的数字信号处理器通过ADSDP01通道、ADSDP02通道、ADSDP03通道、ADSDP04通道与AD转换模块连接；所述的数字信号处理器控制所述的滤波模块和所述的AD转换模块，进行AD转换的全过程，定时间隔地发出启动转换和读取数据的控制信号，电压和电流信号读取同步进行；
所述的信号输出装置还包括DA转换模块、校准模块、通讯模块；所述的数字信号处理器通过SDPDA01通道、SDPDA02通道与DA转换模块相连接，转换所述的数字信号处理器输出的电流信号；所述的数字信号处理器通过SDPDA03...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘予丹，阮宁瑜，高杰，谢龙飞，
申请(专利权)人：合智熔炼装备上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31