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基于无线传感网络的传动轴扭矩在线监测系统
一、基本信息
标题 基于无线传感网络的传动轴扭矩在线监测系统 单位 北京科技大学
电话 行业类别 信息技术
二、内容信息

成果简介

钢铁企业大型设备的运转主要靠轴连接带动,特别是轧机、热矫直、预矫直设备, 这些设备的工作特点是低速大扭矩,而且是正反转交替运行,这种工况下对轴的寿命影 响很大,经常出现断轴现象,不仅导致备品备件的损耗,而且会造成全线长时间停机, 严重影响生产效率和经济效益。通过建立轴的扭矩在线监测系统,实时监控轴的扭矩变 化并及时报警,保证将扭矩值控制在一定范围内,对科学指导生产、防止扭矩过大引起设备损坏、预防重大事故的发生具有重要意义。

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系统硬件主要由扭矩传感器、信号采集系统(调理和收发模块、网关)、远程监测服务器等构成。系统软件主要由下位机数据采集及无线收发程序、远程监测服务器程序、数据库服务及客户端程序等构成。整个系统通过客户端程序实现人机交互,客户端主要包括:全线监测、测点监测、 历史查询、报警查询、趋势分析、统计分析、报警参数设置、采样参数设置、界面配置、用户管理、用户帮助等功能模块。


成熟程度及推广应用情况

目前处于何种研发阶段:☐研发 ☐小试 ☐中试 ☒小批量生产 ☐产业化;样机:☒

有 ☐无 其他:☐如选择“其他” ,请说明:。

已投入成本:100 万。

推广应用情况:鞍钢鲅鱼圈 5500 厚板扭矩在线监测系统,测点数量 20 个,2020 年。


期望技术转移成交价格(大概金额):面议。


技术优势

硬件和软件均为定制化开发,具有完全自主知识产权,满足客户多样化需求。

传感器采用电池供电,无线通讯,性能稳定、数据真实可靠。

软件具有功能可扩展性,可实现的进一步功能扩展主要包括以下几个方面:

1.  软件架构设计

①可扩展框架编程技术:弹性伸缩、免编译;

②组态式定制界面技术:快速配置、灵活;

③跨平台应用技术:高兼容性;

④动态数据管理技术:高效率、易维护。

2.  可扩展的分析方法库

①统一的方法调用接口;

②可重构可扩展的方法库;

③可远程跨平台调用。

3.  通讯技术:有线/无线

①基于 TCP/IP 协议;

②可扩展的通讯协议;

③智能无线传感器网络。


性能指标

测量类型

120~1000 欧姆四分之一桥/半桥/全桥、热电偶、电阻式力传感器

测量范围

±5000µɛ/±10000µɛ

测量精度

0.1%示值±2µɛ

温度精度

±1℃

适用范围

支持静态/动态应力测试,温度测试,扭矩测试

分辨率 ±0.2µɛ

采样位数  18 位

采样率 10Hz~5kHz ,软件可设置

应变调零

程控调零,调零范围为 100%的量程范围

通讯距离

空旷下典型值 100m(高功率版本距离为 500 米)

传输频段

2.4GHz

工作时间

采用内部电池,连续工作状态下可持续 4320 小时(半年)

工作温度

-40℃∽80℃

非线性 不大于 0.1%FS

零漂  不大于±5με/4h


市场分析

钢铁企业为技术转移重点行业,也可以应用有色金属、石油、化工、煤炭等行业。

经济效益分析:

经济社会效益:通过降低设备故障率、减少设备停机时间、提高生产效率和产品质

量,年均累计经济效益 3000 万以上。


成果亮点

1.  成果来源:

成果来源于国家工信部鞍钢鲅鱼圈 5500 厚板智能制造专项项目。

2.  技术先进性:

属于国内先进,先进技术如下:

①传感器采集器技术的先进性:传感器采集器采用电池供电和 2.4GHz WiFi 无线网

络通讯,信号稳定、数据真实可靠、安装维护方便。

②监测系统的先进性:可扩展框架编程技术,组态式定制界面技术,跨平台应用技 术以及动态数据管理技术、统一的方法调用接口、可重构可扩展的方法库、可扩展的通讯协议。


成果相关照片

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联系人:姚老师 

电  话:010-62333881 ,13718384597

三、附件下载