一种镀层重量测量传感器及镀层重量在线自动控制系统技术方案

本实用新型专利技术为一种镀层重量测量传感器及镀层重量在线自动控制系统。镀层重量测量传感器包括外壳、设置在外壳内的线圈支架、线圈支架外表面设置有电磁线圈、线圈支架内部沿轴向设置有供待测金属通过的轴孔。该系统包括镀层重量测量传感器、微型计算机、PLC、数控氮气流量阀、氮气抹拭气刀。电磁线圈通过相应的接线端子与微型计算机内置的激磁电源和电流模/数转换器(AD)相连，微型计算机与PLC通信连接，PLC与数控氮气流量阀通信连接，数控氮气流量阀一端与来自氮气源的供气管路相连接，另一端与氮气抹拭气刀进气管相连。该传感器可安装在热镀生产线中，对生产过程进行监测，避免了反复取样带来生产线时开时停而导致生产效率降低的问题。低的问题。低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种镀层重量测量传感器及镀层重量在线自动控制系统


[0001]本技术涉及金属及合金镀层重量在线自动检测与控制
，具体涉及一种热镀锌/锌铝合金钢丝镀层重量在线自动检测与控制系统。

技术介绍

[0002]在不同标准中，对镀层厚度的名词解释不同，如GB/T3428和GB/T1839中称为镀层质量，YB/T5004、YB/T5357和GB/T20492中称为镀层重量。由于镀层质量包括范围较为广泛，因此本技术将钢丝镀层厚度统一规范为镀层重量，单位：克/平方米，记为g/m2。
[0003]钢丝表面经热镀锌或热镀锌铝合金工艺处理后可使其防腐蚀性能大大提高。一般来说，热镀钢丝镀层重量都是按照国家标准、国际标准或者客户技术协议的要求进行工艺设计并安排生产。镀层重量在生产过程中，必须控制在工艺要求的重量偏差范围内。如果镀层重量低于工艺要求，即不能满足客户要求，需要重镀；如果镀层重量高于工艺要求的上限，会造成锌/锌铝合金消耗明显增加，进而增加生产成本。
[0004]目前，生产中常用的对镀层重量的控制方法有如下5种：石棉夹抹拭、氮气保护抹拭、油木炭抹拭、压力气刀抹拭、电磁抹拭。这5种抹拭方法均是由车间工艺员凭借多年生产经验制定出抹拭工艺参数，再安排首件生产。首件送入化验室，按照标准检测方法测量出钢丝镀层重量，将化验值与产品要求值进行对比，如化验值大于或小于产品要求值的上限或下限，则工艺员要对抹拭参数做出调整，以减少或增大钢丝的镀层重量。然后再取样检测，如此反复，直至检测值符合产品要求。可见这种操作既浪费人力、物力又造成检测镀层重量时生产线时开时停，使生产效率大大降低，同时也会造成废品率的上升。

技术实现思路

[0005]本技术针对目前现有抹拭技术的诸多繁琐和不便，提出一种全新的镀层重量测量传感器及镀层重量在线自动控制系统，该传感器可安装在热镀生产线中，对生产过程进行监测，避免了反复取样带来的生产线时开时停而导致的生产效率降低的问题。该控制系统能够实现热镀钢丝镀层重量在线自动检测与控制，以实现热镀生产锌/锌铝合金层控制技术的自动化、减轻人工操作强度、大大提高生产效率和产品合格率。
[0006]本技术的技术方案是：
[0007]本技术第一方面提供一种镀层重量测量传感器，其特征在于，包括外壳、设置在外壳内的线圈支架，线圈支架外表面设置有电磁线圈，线圈支架内部沿轴向设置有供待测金属通过的轴孔。
[0008]本技术第二方面提供一种镀层重量在线自动控制系统，其特征在于，该系统包括镀层重量测量传感器、微型计算机、可编程控制器PLC、数控氮气流量阀、氮气抹拭气刀。
[0009]所述镀层重量测量传感器包括：外壳、电磁线圈、线圈支架、电磁线圈接线端子；电磁线圈缠绕在线圈支架上，镀锌/镀锌铝合金钢丝由线圈支架内孔中穿过；电磁线圈通过相
应的接线端子与微型计算机内置的激磁电源和电流模/数转换器(AD)相连，微型计算机与PLC通信连接，PLC与数控氮气流量阀通信连接，数控氮气流量阀一端与来自氮气源的供气管路相连接，另一端与氮气抹拭气刀进气管相连。
[0010]本技术第三方面提供一种氮气抹拭气刀，其特征在于，所述氮气抹拭气刀包括气刀安装支架、进气通道、圆环状空腔、圆台状环隙、圆柱状钢丝通道，且10≤圆环状空腔的截面积与圆台状环隙截面积之比≤40。
[0011]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0012]本技术针对镀层重量提供了一种全新的测量方式，该传感器利用电磁线圈，通过电磁感应原理在金属镀层表面产生涡流，且涡流大小随金属镀层重量不同而变化，所以能够通过检测该涡流的变化进而监测金属表层镀层重量的变化。
[0013]本技术传感器在线圈支架内部沿轴向设置供待测导电金属通过的轴孔，使其能适应于热镀锌/锌铝合金钢丝生产线，实现在线监测，避免首件生产阶段因停车检测而导致的生产效率降低的问题。
[0014]本技术自动控制系统，实现了对热镀锌和热镀锌铝合金镀层重量的在线自动化检测和控制，适用于热镀锌、热镀锌铝合金钢丝生产线。
[0015]本技术自动控制系统设计的氮气抹拭气刀满足10≤圆环状空腔的截面积与圆台状环隙截面积之比≤40的比例结构，提升钢丝在抹拭过程中镀层重量的抹拭精度，镀锌层重量可以控制在
±
15g/m2的范围，镀锌铝合金层重量可以控制在
±
20g/m2的范围。
[0016]通过对在线测定值和实验室人工化验值的对比，表明在实际使用中本申请的传感器检测准确和稳定，自动控制系统可以完全代替人工对镀层重量的检测，实现了镀层重量的闭环控制，节省了人力物力，提高了生产效率。
附图说明
[0017]图1为本技术镀层重量测量传感器的结构示意图；
[0018]图2为本技术氮气抹拭气刀的剖面结构示意图；
[0019]图3为本技术自动控制系统的结构示意图；
[0020]图中，1外壳、2线圈支架、3激磁线圈、4测量线圈、5测量线圈接线端子、6激磁线圈接线端子、7钢丝、8气刀安装支架、9进气通道、10圆柱状钢丝通道、11圆柱状空腔、12圆台状环隙、13锌/锌铝合金镀液、14压线轴、15氮气抹试气刀、16垂直钢架及导轮装置、17镀层重量测量传感器、18微型计算机、19PLC、20数控阀、21延伸部。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例及附图进一步解释本技术，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。
[0022]本技术镀层重量测量传感器(参见图1)，包括外壳、设置在外壳内的线圈支架、线圈支架外表面设置有电磁线圈、线圈支架内部沿轴向设置有供待测导电金属通过的轴孔。
[0023]所述电磁线圈包括激磁线圈和测量线圈，二者分别引出接线端子连接激磁电源和电流模/数转换器(AD)。
[0024]本技术一种热镀锌/锌铝合金钢丝镀层重量在线自动控制系统，包括镀层重量测量传感器、微型计算机、可编程控制器(以下简称为“PLC”)、数控氮气流量阀(以下简称为“数控阀”)、氮气抹拭气刀。待测导电金属浸入镀液13后，经压线轴14垂直进入氮气抹试气刀15，出抹式气刀15后经垂直钢架及导轮装置16进入镀层重量测量传感器17，镀层重量测量传感器17的接线端子连接微型计算机18，微型计算机18获取镀层重量测量传感器17的电流数据，经AD转换后计算得到镀层重量值，微型计算机18同时与PLC 19通讯，PLC19对微型计算机18给出的镀层重量值与目标镀层重量(由人为设定)比对，进而控制数控阀20的开启度，调节氮气抹试气刀15，进而控制镀层重量。
[0025]微型计算机包括：CPU处理器、激磁电源、测量线圈电流模/数转换器(AD)、RS485通讯电路。其中测量线圈电流模/数转换器(AD)输出电路采用AD7476ABKSZ模数转换芯片，RS485电路采用ADM2483BRW芯片实现，用于与PLC进行数据通讯，CPU处理器型号为STM3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镀层重量测量传感器，其特征在于，包括外壳、设置在外壳内的线圈支架、线圈支架外表面设置有电磁线圈、线圈支架内部沿轴向设置有供待测金属通过的轴孔。2.根据权利要求1所述的镀层重量测量传感器，其特征在于，所述电磁线圈包括激磁线圈和测量线圈，二者分别引出接线端子连接激磁电源和电流模/数转换器(AD)。3.根据权利要求1所述的镀层重量测量传感器，其特征在于，所述外壳材料为不锈钢或铝合金等。4.一种镀层重量在线自动控制系统，其特征在于，该系统包括镀层重量测量传感器、微型计算机、可编程控制器PLC、数控氮气流量阀、氮气抹拭气刀；所述镀层重量测量传感器包括：外壳、电磁线圈、线圈支架、电磁线圈接线端子；电磁线圈缠绕在线圈支架上，镀锌/镀锌铝合金钢丝由线圈支架内孔中穿过；电磁线圈通过相应的接线端子与微型计算机内置的激磁电源和电流模/数转换器(AD)相连，微型计算机与PLC通信连接，PLC与数控氮气流量阀通信连接，数控氮气流量阀一端与来自氮气源的供气管路相连接，另一端与氮气抹拭气刀进气管相连。5.根据权利要求4所述的镀层重量在线自动控制系统，其特征在于，所述电磁线圈包括激磁线圈和测量线圈，所述微型计算机包括：CPU处理器、激磁线圈电源、测量线圈电流模/数转换器(AD)、RS485通讯电路；其中测量线圈电流模/数转换器(AD)输出电路采用AD7476ABKSZ模数转换芯片，RS48...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宗才，郭志涛，张福民，温鸣，
申请(专利权)人：天津市工大镀锌设备有限公司，
类型：新型
国别省市：