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《南京林业大学》 2008年
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造纸盘式磨浆机磨浆间隙在线、精确测量技术原理与方法

张辉  
【摘要】: 在打浆和高得率制浆中广泛采用的盘式磨浆机,其磨浆间隙的测量与控制一直是国内外磨浆设备的关键技术之一。然而,国内外目前采用主电机总电流即磨浆功率控制手段,实际受浆流量、浓度、杂物及盘齿磨损等因素影响使磨浆间隙测量间接且不准确,故磨浆间隙的精确、在线实时测量技术始终未获突破。它对提高磨浆纤维质量以及设备安全运行等意义重大。 本文首先在研究分析出解决盘间磨浆间隙精确、在线实时测量技术需满足的关键条件;并研究筛选出可满足的传感器测量技术;进一步研究了所选择的传感器测量旋转齿盘类金属构件表面位移物理量的基本理论、方法和其输入与输出特性;研究了实际盘式磨浆机上磨浆间隙在线实时测量的安装的理论、技术与方法,各种工况下的传感器输入与输出特性;最后,研究和设计了磨浆间隙信号采集与处理过程中的标度变换与算法流程、基本程序等。 本文主要获得以下成果: 1、较适合于盘式磨浆机运行工况及具有磨盘磨片特征的旋转齿盘形金属构件表面位移量直接、精确测量的传感器为电涡流位移传感器。 2、电涡流传感器探头引起齿盘形金属表面电涡流分布为:盘齿部分电涡流环域分布为畸形圆闭环流的组合,边界附近密度很高;齿体部分电涡流同样是以探头线圈轴为轴心对称,但分割开各自形成非圆形、边缘畸变的独立闭环流;齿槽底面以下部分,电涡流环域分布为一以探头线圈轴为轴心的整体同心圆。有效测量齿盘形金属表面微位移时,探头所覆盖齿盘面区域的电涡流特性保持固定。 3、直径Φ11 mm电涡流传感器探头测量齿盘形金属表面静态或动态旋转时,与平面金属导体的电压—位移(U-X)特性曲线整体变化趋势完全一样;在X接近于0距离时输出值U“突变提升”要比平面盘提前。 齿盘形金属表面变转速状态下,转速760rpm(相当于线速172m/min)时,U在±0.04v内波动;而当转速760rpm时,U值稳定,且转速越高、示值越平稳; 在0.60~7.20mm齿盘位移间隙测控范围内,传感器静、动态试验数据进行最佳特性曲线线性回归相关系数都大于0.999,各齿盘试件的特性曲线斜率基本相同。 4、在测量齿盘形金属表面边界区位移量时,电涡流传感器输出特性存在边缘影响效应,其影响范围为探头径向端面与齿盘形金属表面边缘距离e3mm。 5、电涡流传感器探头直接且精确的实时测量盘式磨浆机磨浆间隙时,不受磨浆浆种、浓度和流量的影响;在动、定磨盘处于无浆静态、无浆动态以及有浆动态三种工况下,电涡流传感器的位移电压输入输出特性基本一致,线性好,且退盘与进盘时重现性好。 6、盘式磨浆机磨浆盘间隙动态监测引起磨浆间隙变化的共有“阶段性开机前的间隙调零和取得初始间隙,启动旋转运行,进、退盘操作,停机”四种操作状态。对应于四种操作状态具有相应的间隙算法和算法程序转换流程。 本课题研究,在国内外首次进行了电涡流传感器用于旋转齿盘形金属面位移测量的理论与输入、输出特性研究,并为电涡流传感器开劈了新的非接触测量位移的用途;提出了盘式磨浆机高速旋转齿盘的动态非接触式测量位移的理论与方法,以及直接、实时、精确测量与调节控制磨浆间隙的技术原理和具体实施方法,为使理论研究的磨浆工艺在磨浆机上精确实施和提高磨浆工艺技术控制水平奠定了理论基础,具有广阔的应用前景。
【学位授予单位】:南京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TS734.1

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相关作者
>张辉 >陈超
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