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在炼钢连铸生产工艺流程中,连铸坯的在线长度检测和定长切割是其中的重要环节。目前大部分系统采用机械装置进行接触式测量,由于连铸生产现场环境恶劣,接触式测量系统维护量大、磨损大精度不能保证。本文以相关测量技术和光纤传感技术为基础,以连铸坯的在线长度检测为目标,研究光纤传感非接触式相关测长的技术。 首先,本文讨论了相关测量的原理。相关测量是利用被测目标的随机噪声的统计特征信息来进行的,具有很强的抗干扰能力,对恶劣环境适应能力强。相关测量方法与最优搜索方法结合,可以测量表征被测目标特征的物理量。介绍了相关测量技术域的应用和研究进展。 光纤传感技术是近年来测量领域的热点之一。由于测量环境的恶劣和限制,使得在某些工业环境中,光纤传感技术的抗电磁干扰、耐腐蚀、防燃防爆等优势得以发挥,得到广泛的应用。本文研究了光纤温度传感的原理,并介绍了一种新型的光纤高温传感器。 本文针对目前连铸坯在线长度检测的问题,提出了一种光纤传感非接触式相关测长技术,可以在炼钢厂连铸生产车间的恶劣环境下,对连铸钢坯的定长尺寸进行非接触式实时测量,避免了传统的机械式测量中存在滑动现象,影响测量精度的缺陷。该测量方法基于相关测量的原理,采用两路光纤温度传感器,采集钢坯表面的随机温度分布,通过信号相关处理,计算出钢坯运动的瞬时速度,然后换算得到钢坯的经过的距离,从而实现长度测量。 相关测长系统包括光纤温度传感、光电转换和数据采集、信号相关处理软件三个主要部分。光纤温度传感采集钢坯表面温度分布,针对应用特点,本文采用了一种简化结构的光纤温度传感器。光电转换电路检测光纤传来的光信号,并转换成电压信号,由数据采集电路抽样量化输入计算机进行信号相关处理。信号相关处理软件是系统的核心部分,它比较两路信号的相似性,计算出它们之间的延迟和钢坯的速度,并换算为钢坯移动的距离。本文研究了相关运算的实时算法,设计了信号相关处理程序。