[發明專利]適用于罩式爐風機的轉速測量裝置及風機轉速測量方法

在審

• 申請號: 201910375886.0
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN111913001A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 許煜;顧懿;潘佐云;趙文浩;李岷
• 申請（專利權）人: 上海寶信軟件股份有限公司
• 主分類號: G01P3/00
• 分類號: G01P3/00;G05B19/042
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明提供了一種適用于罩式爐風機的轉速測量裝置及風機轉速測量方法，包括轉速測量前端信號調理電路、MCU主控模塊、數模轉換模塊、4～20mA輸出模塊、電壓調整分配模塊，所述轉速測量前端信號調理電路包括信號采樣模塊、光電隔離模塊、驅動增強模塊、信號濾波模塊，所述信號采樣模塊、光電隔離模塊、驅動增強模塊、信號濾波模塊、MCU主控模塊、數模轉換模塊、4～20mA輸出模塊依次相連接，所述電壓調整分配模塊分別與MCU主控模塊、數模轉換模塊、4～20mA輸出模塊相連接。本發明利用轉速測量前端信號調理電路對轉速傳感器輸出的信號進行采集、隔離、信號增強、濾波，使輸入微控制器的信號更純凈，從而得到更準確的轉速值。

技術領域

本發明涉及速度測量領域，具體地涉及一種適用于罩式爐風機的轉速測量裝置及風機轉速測量方法，尤其是一種適用于高溫風機的轉速測量裝置及風機轉速測量方法。

背景技術

罩式爐用的高溫循環罩式爐風機通過促使爐內保護氣體循環，提升爐內被加熱材質的溫度均勻性和提高溫控的效率，最終達到提高鋼卷產品質量和罩式爐生產效率。高溫循環罩式爐風機因為工作的工況比較惡劣，需要在高溫環境中高負荷高速的運轉，所以監控電機的轉速就成為重要的課題。以往工程上多采用間接測量的方式，電機的實際轉速是變頻器的估算值，一般根據額定轉差與當前輸出頻率，估算當前的轉速，估計值精度會更多受到負載的影響。為了更準確的測量電機轉速，把傳感器內置在高溫循環罩式爐風機內部，通過直接測量的方式，獲取最準確的罩式爐風機轉速。

公開號為CN 105403722A的專利文獻公開了一種電機轉速測量裝置，包括粗測組件、處理單元以及精測組件；所述粗測組件包括安裝于待測電機轉軸上的光柵盤，光柵盤設置有若干個紅外光孔，該若干個紅外光孔繞光柵盤的中心軸線圓周陣列，紅外光源和紅外光接收器相對設置并分置于光柵盤開設紅外光孔處的兩側，紅外光接收器用于將其接收到的紅外光源發出的紅外光信號傳遞至電壓比較器，電壓比較器用于將接收到的紅外光信號轉換為數字信號。該方案通過電壓比較器將接收到的紅外光信號轉換為數字信號，這樣的數字信號精度比較粗糙，且僅是將測量轉速本地顯示，沒有進一步的傳輸與控制，不適用于罩式爐工業領域。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種適用于罩式爐風機的轉速測量裝置及風機轉速測量方法。

根據本發明的一個方面，提供一種適用于罩式爐風機的轉速測量裝置，包括轉速測量前端信號調理電路、MCU主控模塊、數模轉換模塊、4～20mA輸出模塊、電壓調整分配模塊，所述轉速測量前端信號調理電路包括信號采樣模塊、光電隔離模塊、驅動增強模塊、信號濾波模塊，所述信號采樣模塊、光電隔離模塊、驅動增強模塊、信號濾波模塊、MCU主控模塊、數模轉換模塊、4～20mA輸出模塊依次相連接，所述電壓調整分配模塊分別與MCU主控模塊、數模轉換模塊、4～20mA輸出模塊相連接。

優選地，所述信號采樣模塊能夠對轉速傳感器輸出的電壓信號進行限流和防反接。

優選地，所述光電隔離模塊能夠將外界采樣信號與內部系統的電路有效隔離，輸入端采用電流型工作的低阻元件，所述光電隔離模塊輸入與輸出互相隔離，光電隔離模塊中電信號單向傳輸。

優選地，所述驅動增強模塊能夠減小信號的輸出阻抗，提升信號的輸出能力。

優選地，所述信號濾波模塊采用π型阻容濾波電路對信號進行平滑處理，能夠有效抑制疊加在直流電路上的高頻交流分量。

優選地，所述MCU主控模塊采用STM32F103芯片，所述MCU主控模塊內設置有看門狗程序，防止程序跑飛；

所述數模轉換模塊采用AD558芯片，所述數模轉換模塊能夠將MCU主控模塊8位數據總線輸出的數據轉換成對應的電壓值；

所述4～20mA輸出模塊采用AD694芯片，所述4～20mA輸出模塊能夠將數模轉換模塊輸出的電壓值轉換成4～20mA對應的電流值。