[发明专利]适用于罩式炉风机的转速测量装置及风机转速测量方法

说明书

本发明提供了一种适用于罩式炉风机的转速测量装置及风机转速测量方法，包括转速测量前端信号调理电路、MCU主控模块、数模转换模块、4～20mA输出模块、电压调整分配模块，所述转速测量前端信号调理电路包括信号采样模块、光电隔离模块、驱动增强模块、信号滤波模块，所述信号采样模块、光电隔离模块、驱动增强模块、信号滤波模块、MCU主控模块、数模转换模块、4～20mA输出模块依次相连接，所述电压调整分配模块分别与MCU主控模块、数模转换模块、4～20mA输出模块相连接。本发明利用转速测量前端信号调理电路对转速传感器输出的信号进行采集、隔离、信号增强、滤波，使输入微控制器的信号更纯净，从而得到更准确的转速值。

技术领域

本发明涉及速度测量领域，具体地涉及一种适用于罩式炉风机的转速测量装置及风机转速测量方法，尤其是一种适用于高温风机的转速测量装置及风机转速测量方法。

背景技术

罩式炉用的高温循环罩式炉风机通过促使炉内保护气体循环，提升炉内被加热材质的温度均匀性和提高温控的效率，最终达到提高钢卷产品质量和罩式炉生产效率。高温循环罩式炉风机因为工作的工况比较恶劣，需要在高温环境中高负荷高速的运转，所以监控电机的转速就成为重要的课题。以往工程上多采用间接测量的方式，电机的实际转速是变频器的估算值，一般根据额定转差与当前输出频率，估算当前的转速，估计值精度会更多受到负载的影响。为了更准确的测量电机转速，把传感器内置在高温循环罩式炉风机内部，通过直接测量的方式，获取最准确的罩式炉风机转速。

公开号为CN 105403722A的专利文献公开了一种电机转速测量装置，包括粗测组件、处理单元以及精测组件；所述粗测组件包括安装于待测电机转轴上的光栅盘，光栅盘设置有若干个红外光孔，该若干个红外光孔绕光栅盘的中心轴线圆周阵列，红外光源和红外光接收器相对设置并分置于光栅盘开设红外光孔处的两侧，红外光接收器用于将其接收到的红外光源发出的红外光信号传递至电压比较器，电压比较器用于将接收到的红外光信号转换为数字信号。该方案通过电压比较器将接收到的红外光信号转换为数字信号，这样的数字信号精度比较粗糙，且仅是将测量转速本地显示，没有进一步的传输与控制，不适用于罩式炉工业领域。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于罩式炉风机的转速测量装置及风机转速测量方法。

根据本发明的一个方面，提供一种适用于罩式炉风机的转速测量装置，包括转速测量前端信号调理电路、MCU主控模块、数模转换模块、4～20mA输出模块、电压调整分配模块，所述转速测量前端信号调理电路包括信号采样模块、光电隔离模块、驱动增强模块、信号滤波模块，所述信号采样模块、光电隔离模块、驱动增强模块、信号滤波模块、MCU主控模块、数模转换模块、4～20mA输出模块依次相连接，所述电压调整分配模块分别与MCU主控模块、数模转换模块、4～20mA输出模块相连接。

优选地，所述信号采样模块能够对转速传感器输出的电压信号进行限流和防反接。

优选地，所述光电隔离模块能够将外界采样信号与内部系统的电路有效隔离，输入端采用电流型工作的低阻元件，所述光电隔离模块输入与输出互相隔离，光电隔离模块中电信号单向传输。

优选地，所述驱动增强模块能够减小信号的输出阻抗，提升信号的输出能力。

优选地，所述信号滤波模块采用π型阻容滤波电路对信号进行平滑处理，能够有效抑制叠加在直流电路上的高频交流分量。

优选地，所述MCU主控模块采用STM32F103芯片，所述MCU主控模块内设置有看门狗程序，防止程序跑飞；

所述数模转换模块采用AD558芯片，所述数模转换模块能够将MCU主控模块8位数据总线输出的数据转换成对应的电压值；

所述4～20mA输出模块采用AD694芯片，所述4～20mA输出模块能够将数模转换模块输出的电压值转换成4～20mA对应的电流值。