摘要：MTS—RH系列位置传感器是一种绝对位置直线式位置检测传感器,它能够非接触地、无磨损、耐高温、耐高液压、高精度、响应快地检测绝对位置。本文本文介绍绝对位置检测磁尺的基本工作原理，以及在粗轧区使用、安装、防护。
关键词：绝对位置检测；磁尺安装要点；防护
1 引言
MTS—RH系列位置传感器是绝对位置检测的传感器,它采用磁环与磁杆非接触的检测方式,无磨损,允许一定的不同心度，可外壳坚固可靠性高,使用时间长，耐温范围广，-45-75摄氏度，检测精度可达±0,2mm，实现了同步感应时时测量。由于它检测的是绝对地址,使用时不会有累积误差,也无需检测基准点。
2 MTS—RH系列位置传感器的工作原理
MTS—RH系列磁致伸缩位移传感器由波导丝、位置磁铁、波导管、阻尼器、接收器组成。
脉冲发生器在磁致伸缩波导丝上施加一个电脉冲信号, 电脉冲同时伴随一个环形磁场, 以光速沿波导丝向下传播, 该磁场遇到浮子内磁铁形成的磁场时相互迭加时, 根据威德曼效应(在磁性体上形成适当的磁路，当有电流通过时, 磁性体发生扭曲变形, 这种现象称为威德曼效应)波导管瞬间变形产生波导扭曲, 同时产生一个应变脉冲的超声波信号, 在波导管中以固定的速度向两端传播。传到末端时, 其能量将被衰减阻尼装置吸收,传到控制器一端时, 超声波被回波接收装置接收并转换为电脉冲, 该电脉冲放大后送到主要由计数器组成的测量电路中。测出脉冲发射与脉冲接收两者之间的时间间隔, 乘以超声波的速度, 即可得到磁铁的位置, 实现位置测量。如图1所示。
图1 MTS-RH系列磁致伸缩位移传感器工作原理
3 MTS—RH系列位置传感器的主要故障及分析
MTS—RH系列位置传感器在粗轧区使用过程中主要出现以下故障，一是磁尺反馈值突然跳变又恢复；二是磁尺直接故障，磁尺对应的板卡通道烧毁。
（1）磁尺反馈值突然跳变的原因分析
热轧现场整体环境恶劣，设备震动，高温，潮湿、水蒸气等对电子传感器危害大，容易造成磁尺检测异常，连接处松动，磁尺内部及电子仓进水，减少了磁尺的寿命。
1）工作环境恶劣
a）剧烈振动，导致尾纤插针接触不良；电子仓内部接插电路板插针接触不良；或者磁尺外部防护装置法兰松动和螺丝松动碰撞到磁尺尾部电子设备；
b）水汽影响，磁杆保护套内出现冷凝水或油污，造成数据处理异常；甚至电子仓内元器件腐蚀，接触不良。
c）外部电磁干扰，在2250 SSP入口夹送辊焊接甘油管时，入口夹送辊位移传感器反馈出现过波动。
2）安装操作不当
a）抽波导丝更换，使得油污、水汽、铁粉等杂质进入到波导管内部；b）抽波导丝更换，波导丝受到外力出现弯曲变形，性能下降；c）更换位移传感器时，没有先将柜内的供电端子解除，直接在机旁拆线更换，导致传感器或模块烧损；d）传感器密封圈安装不当，导致密封圈破裂，水蒸气与油蒸气进入磁尺电子仓或者波导管内；e）电子仓防水密封不当、保护罩固定和密封不当、尾线防护不当或者受力损坏等；f）接线错误导致传感器或者模块损坏；g）安装时液压缸未全部缩回，在动作液压缸时导致磁杆受力变形损坏；h）安装位置传感器型号不正确，或长或短，导致超死区测量或者挤压变形故障；i）设备与波导管同心度太差，造成波导管磨损，油水进入波导管内。
（2）磁尺直接故障的原因
主要是因为现场磁尺尾纤断裂或者电子舱内元件水蒸气进入导致烧毁，最终导致磁尺故障后无法恢复，甚至磁尺对应的板卡通道也烧毁。
4 MTS—RH系列位置传感器的安装技术要点及其防护
1）安装要点：
在安装磁尺前检查该磁尺的型号，是否满足要求，防止磁尺过长或过短；检查磁尺的可靠性，禁止带病上线；安装位置清洁干燥，无油污、铁粉；安装磁尺前板卡下电，防止磁尺短路；正常情况下禁止抽波导丝更换，防止油污、水汽、铁粉进入波导管内部；密封圈无挤压变形或者破损；设备与磁尺的同心度不能过大，防止波导管与位置磁铁剐蹭摩擦，导致波导管破损，影响磁尺的稳定性。
2）防护要点
磁尺电子仓打胶防护，防护水蒸气、油蒸气进入电子仓，磁尺头部防护罩与磁尺头部无干涉，无接触；磁尺头部防护罩螺栓紧固无松动；防护罩底部打胶防护，防护水蒸气、油蒸气进入；磁尺尾纤与防护罩无剐蹭无磨损无干涉无拽拉，尾纤用防护套管或者铁管防护，磁尺尾纤接线牢固，无松动，周围无水汽，最大程度给磁尺提供较好的环境。
3）制定维修作业标准
维修作业标准是一个规范，检修人员按照作业维修标准才能保证拆装磁尺的可靠性、安全性和实效性。
5 MTS—RH系列位置传感器程序中的预防保护
在日常轧制中，可以做磁尺反馈值跳变报警提醒来磁尺的状态，其次可以通过设计滤波功能来防护磁尺反馈值跳变，第三通过替代的方式解决磁尺反馈值。
a）磁尺反馈值跳变报警
磁尺跳变报警的原理是当前的磁尺反馈值与前一个扫描周期的磁尺反馈值进行比较，两者之差绝对值大于15000时，程序判断该磁尺产生了跳变报警；该功能良好的判断了磁尺反馈值跳变的提示，可以提前对磁尺的性能进行了评估，提前做好处理的准备，对粗轧区所有磁尺都适用。
b）磁尺反馈值跳变滤波
有些关键部位磁尺反馈值控制要求高，不允许磁尺反馈值产生跳变，可以采用磁尺跳变时的滤波功能，有效的避免板坯的堆钢风险，保证板坯的顺利轧制。
以SSP前侧导板为例，侧导板磁尺反馈值当前采集数据与前一个扫描周期的反馈值之 差的绝对值大于4mm时，即认为磁尺反馈值产生了跳变。
当磁尺反馈值未产生跳变时，采集当前反馈值传送给FE01BS1作为输出值参与运算与控制；当磁尺反馈值跳变时，就把前一个扫描周的反馈值FE01BS1-MOMERY作为输出值参与运算与控制，若是连续多次单扫描周期内跳变，就保持最初跳变前的磁尺反馈值FE01BS1-MOMERY参与控制，直到跳变结束恢复正常值；如下图2所示。
磁尺滤波功能可用于粗轧区定宽机前侧导板，定宽机进出口夹送辊、定宽机进出口导辊、R1/R2前后侧导板、E1/E2 AWC，R2阶梯垫等控制。
图2磁尺反馈值滤波逻辑时序
总结语：
MTS—RH系列位置传感器在粗轧区由广泛的应用，磁尺的安装、防护、程序优化多次避免了事故的发生，缩短了粗轧区的事故时间，为连续生产提供了保障。
参考文献：
【1】MTS-RH系列磁尺功能手册
【2】热轧部2250TMEIC功能说明第一、二分册
【3】热轧部2250机械图纸粗轧部分
论文作者:李晨曦
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
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