传感装置、结晶器检测装置、结晶器结构及连铸机

权利要求书： 1.一种传感装置，其特征在于，所述传感装置（210）包括加速度计（2101）和陀螺仪（2102），所述传感装置（210）设置在结晶器（220）上，所述传感装置（210）包括惯性测量单元（210a），所述惯性测量单元（210a）包括所述加速度计（2101）和所述陀螺仪（2102）。

2.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于，所述传感装置（210）还包括微控制单元（210b），所述微控制单元（210b）分别与所述加速度计（2101）和所述陀螺仪（2102）电连接，所述传感装置（210）为一体式结构。

3.根据权利要求2所述的传感装置，其特征在于，所述传感装置（210）还包括无线通信单元（210c）和位于外部的隔热壳体。

4.一种结晶器检测装置，其特征在于，所述结晶器检测装置包括控制器和根据权利要求1至2中任意一项所述的传感装置（210），所述控制器为可编程逻辑控制器、微控制单元或计算机，所述控制器与所述传感装置（210）电连接。

5.根据权利要求4所述的结晶器检测装置，其特征在于，所述结晶器检测装置还包括报警器，所述报警器与所述微控制单元（210b）连接。

6.根据权利要求4所述的结晶器检测装置，其特征在于，所述结晶器检测装置还包括显示器，所述控制器与所述显示器电连接。

7.一种结晶器结构，其特征在于，包括结晶器（220）和如权利要求1至4中任意一项所述的传感装置（210），所述传感装置（210）设置在所述结晶器（220）上。

8.根据权利要求7所述的结晶器结构，其特征在于，所述传感装置（210）的数量为一个，所述传感装置（210）设置在所述结晶器（220）的宽度方向的轴线上；或，所述传感装置（210）的数量为两个，两个所述传感装置（210）沿所述结晶器（220）的宽度方向的轴线对称设置。

9.一种连铸机，其特征在于，所述连铸机包括如权利要求7或8所述的结晶器（200）。

说明书： 一种传感装置、结晶器检测装置、结晶器结构及连铸机技术领域[0001] 本申请涉及连续铸钢技术领域，尤其涉及一种传感装置、结晶器检测装置、结晶器结构及连铸机。

背景技术[0002] 连铸机是一种把高温钢水连续不断地浇铸成具有一定断面形状和一定尺寸规格铸坯的设备。结晶器是连铸机的中浇铸铸坯的模具。

[0003] 参考图1，连铸机100一般可包括钢水运载装置110、中间包120、结晶器130、振动装置140、冷却水系统150、拉坯矫直装置160、切断设备170及引锭装置180等组成。其中，结晶

器130一般设置在振动装置140上，在利用连铸机100进行连铸生产的过程中，由振动装置

140带动结晶器130振动，以使铸坯的坯壳能顺利脱离结晶器壁，而使得铸坯不被拉断或拉

破出现漏钢事故。

[0004] 相关技术中，一般是定期或在连铸机出现铸坯表面质量事故、漏钢事故时安排操作人员对结晶器进行检测。由于仅在连铸机出现事故或定期时才对结晶器进行检测，这样，

在利用连铸机进行生产的过程中，结晶器的一些故障隐患不容易被及时发现。从而，容易使

结晶器的故障隐患进一步扩大，可能导致铸坯表面质量不良，严重时甚至导致漏钢。

实用新型内容

[0005] 本申请实施例提供了一种传感装置、结晶器检测装置、结晶器结构及连铸机，以解决结晶器的故障隐患不容易被及时发现的问题。

[0006] 第一方面，本申请实施例提供了一种传感装置。[0007] 本申请实施例提供的传感装置包括加速度计和陀螺仪，所述传感装置设置在结晶器上。

[0008] 可选地，所述传感装置包括惯性测量单元，所述惯性测量单元包括所述加速度计和所述陀螺仪。

[0009] 可选地，所述传感装置还包括微控制单元，所述微控制单元分别与所述加速度计和所述陀螺仪电连接，所述传感装置为一体式结构。

[0010] 可选地，所述传感装置还包括无线通信单元和位于外部的隔热壳体。[0011] 第二方面，本申请实施例提供了一种结晶器检测装置。[0012] 本申请实施例提供的结晶器检测装置包括控制器和第一方面所提供的任意一种传感装置，所述控制器为可编程逻辑控制器、微控制单元或计算机，所述控制器与所述传感

装置电连接。

[0013] 可选地，其特征在于，所述结晶器检测装置还包括报警器，所述报警器与所述微控制单元连接。

[0014] 可选地，所述结晶器检测装置还包括显示器，所述控制器与所述显示器电连接。[0015] 第三方面，本申请实施例提供了一种结晶器结构。[0016] 本申请实施例提供的结晶器结构包括结晶器和第一方面所提供的任意一种传感装置，所述传感装置设置在所述结晶器上。

[0017] 可选地，所述传感装置的数量为一个，所述传感装置设置在所述结晶器的宽度方向的轴线上；或，所述传感装置的数量为两个，两个所述传感装置沿所述结晶器的宽度方向

的轴线对称设置。

[0018] 第四方面，本申请实施例提供了一种连铸机。[0019] 本申请实施例提供的连铸机可包括第三方面所提供的任意一种结晶器结构。[0020] 本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：[0021] 在本申请的实施例中，可以将包括加速度计和陀螺仪的传感装置设置在结晶器上，可以利用加速度计获取连铸机工作过程中结晶器的加速度参数，可以通过对加速度参

数求二次积分的方式确定位移参数，从而可以判断结晶器的振动位移参数。可以利用陀螺

仪获取连铸机工作过程中结晶器的偏转角度参数，从而可以判断结晶器的振动偏转参数。

进而，可以根据连铸机工作过程中结晶器的振动位移参数和偏转角度参数确定结晶器是否

正常。这样，可以在连铸机工作过程中判断结晶器状态是否正常，当结晶器状态异常时，可

以通过自动停机或发信号通知现场操作人员等方式进行处理，可以避免结晶器的故障进一

步扩大。

附图说明[0022] 为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本

申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提

下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0023] 图1为相关技术中一种连铸机的示意图。[0024] 图2为本申请实施例提供的第一种传感装置的示意图。[0025] 图3为本申请实施例提供的第一种结晶器结构的示意图。[0026] 图4为本申请实施例提供的第二种传感装置的示意图。[0027] 图5为本申请实施例提供的第三种传感装置的示意图。[0028] 图6为本申请实施例提供的第四种传感装置的示意图。[0029] 图7为本申请实施例提供的第五种传感装置的示意图。[0030] 图8为本申请实施例提供的第二种结晶器结构的示意图。[0031] 图9为本申请实施例提供的第三种结晶器结构的示意图。[0032] 附图标记说明：100?连铸机；110?钢水运载装置；120?中间包；130?结晶器；140?振动装置；150?冷却水系统；160?拉坯矫直装置；170?切断设备；180?引锭装置；200?结晶器结

构；210?传感装置；210a?惯性测量单元；2101?加速度计；2102?陀螺仪；210b?微控制单元；

210c?无线通信单元；220?结晶器。

具体实施方式[0033] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施

例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通

技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护

的范围。

[0034] 以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。本申请实施例提供了一种传感装置210，参考图2和图3，在本申请的实施例中，传感装置210可包括加速度计2101

和陀螺仪2102，传感装置210配置为设置在结晶器220上。

[0035] 以此方式，在本申请的实施例中，可以将包括加速度计2101和陀螺仪2102的传感装置210设置在结晶器220上，可以利用加速度计2101获取连铸机工作过程中结晶器220的

加速度参数，可以通过对加速度参数求二次积分的方式确定位移参数，从而可以判断结晶

器220的振动位移参数。可以利用陀螺仪2102获取连铸机工作过程中结晶器220的偏转角度

参数，从而可以判断结晶器220的振动偏转参数。进而，可以根据连铸机工作过程中结晶器

220的振动位移参数和偏转角度参数确定结晶器220是否正常。这样，可以在连铸机工作过

程中判断结晶器220是否正常，当结晶器220异常时，可以通过自动停机或通知现场操作人

员进行处理的方式进行处理，可以避免结晶器220的故障进一步扩大。

[0036] 示例性地，在本申请的实施例中，加速度计2101和陀螺仪2102可以分别设置在结晶器220上的不同部位。当然，在本申请的实施例中，也可以将加速度计2101和陀螺仪2102

整合在一起，即可以将传感装置210设置为一体式结构。在本申请的实施例中，传感装置210

可以包括电路板，可以将加速度计2101和陀螺仪2102均设置在电路板上，可以在电路板上

设置接线点，外部设备可以与电路板上的接线点连接。这样，便于进行加速度计2101和陀螺

仪2102的布置。此外，将传感装置210设置为一体式结构便于提供规格化、系列化的传感装

置210，便于相关企业按需采购。

[0037] 需说明的是，在本申请的实施例中，加速度计2101可以只具有一轴，即，加速度计2101可以只测试一个方向的加速度参数。陀螺仪2102可以只具有一轴，即，陀螺仪2102可以

只测试绕一个方向的偏转角度参数。当然，在本申请的其它实施例中，加速度计2101可以具

有二轴、三轴或更多的轴；陀螺仪2102可以具有二轴、三轴或更多的轴。容易理解的，加速度

计2101或陀螺仪2102的轴数越多，传感装置210对结晶器220的测量效果越好。

[0038] 还需说明的是，在本申请的实施例中，可以通过人工检测的方式，确定结晶器220处于正常工作状态，可以利用传感装置210获取结晶器220处于正常工作状态时的振动位移

参数和偏转角度参数，以此作为参考参数。在连铸机工作过程中，可以实时获取结晶器220

的振动位移参数和偏转角度参数，可以与参考参数进行比较，当两者的差值达到预设值时，

可以采用例如发出警报信息的方式进行提醒，这样便于操作人员了解到结晶器220的工作

状态。

[0039] 可选地，在本申请的实施例中，传感装置210还可以包括位于外部的隔热壳体(未图示)。这样，可以防止结晶器220工作环境中的温度对加速度计2101和陀螺仪2102造成影

响，而影响加速度计2101和陀螺仪2102的测试精度。还需说明的是，在本申请的其它实施例

中，传感装置210也可以不具备隔热外壳，可以选用可以在高温环境中正常工作的加速度计

2101和陀螺仪2102。

[0040] 参考图4，可选地，在本申请的实施例中，传感装置210可以包括惯性测量单元210a。惯性测量单元210a包括加速度计2101和陀螺仪2102。

[0041] 需说明的是，惯性测量单元(Inertialmeasurementunit，简称IMU)可以指由3个加速度计和3个陀螺仪组成的组合单元，其中，加速度计和陀螺仪安装在互相垂直的测量轴

上。当然，由此惯性测量单元中的加速度计和陀螺仪均可以为其它个数，这里不一一列举。

这样，可以采用相关技术中的惯性测量单元，可以以相关技术中的惯性测量单元作为传感

装置210，即可以直接将惯性测量单元设置在结晶器220上。这样，可以不用再单独开发传感

装置210，可以降低传感装置210的开发成本。

[0042] 参考图5，可选地，在本申请的实施例中，传感装置210还可包括微控制单元210b，微控制单元210b可分别与加速度计2101和陀螺仪2102电连接，传感装置210可为一体式结

构。这样，可以将微控制单元210b内置在加速度计2101和陀螺仪2102内，可以利用微控制单

元210b获取加速度计2101和陀螺仪2102的测试数据，外部设备可以通过与微控制单元210b

连接的方式获取加速度计2101和陀螺仪2102的测试数据，便于进行接线。

[0043] 需说明的是，微控制单元(MicrocontrollerUnit；MCU)，又称单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)或者单片机，是把中央处理器(CentralProcessUnit；

CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、

PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机。

[0044] 参考图6，可选地，在本申请的实施例中，传感装置210还可包括无线通信单元210c和位于外部的隔热壳体。这样，外部装置可以通过与无线通信单元210c通信连接的方式，与

传感装置210进行交互。示例性地，外部装置可与无线通信单元210c通信连接，外部装置可

以经由无线通信单元210c获取由传感装置210获取的加速度计2101和陀螺仪2102的测试数

据。

[0045] 此外，本申请实施例提供的任意一种传感装置210均可以包括惯性测量单元210a。惯性测量单元210a包括加速度计2101和陀螺仪2102。参考图7，示例性的，传感装置210可以

包括惯性测量单元210a、微控制单元210b和无线通信单元210c。这样，可以利用微控制单元

210b获取惯性测量单元210a测量的结晶器振动参数，可以经由无线通信单元210c将惯性测

量单元210a测量的结晶器振动参数传输给与之连接的外部设备。

[0046] 以此方式，在本申请的实施例中，可以将包括加速度计2101和陀螺仪2102的传感装置210设置在结晶器220上，可以利用加速度计2101获取连铸机工作过程中结晶器220的

加速度参数，可以通过对加速度参数求二次积分的方式确定位移参数，从而可以判断结晶

器220的振动位移参数。可以利用陀螺仪2102获取连铸机工作过程中结晶器220的偏转角度

参数，从而可以判断结晶器220的振动偏转参数。进而，可以根据连铸机工作过程中结晶器

220的振动位移参数和偏转角度参数确定结晶器220是否正常。这样，可以在连铸机工作过

程中判断结晶器220是否正常，当结晶器220异常时，可以通过自动停机或通知现场操作人

员进行处理的方式进行处理，可以避免结晶器220的故障进一步扩大。

[0047] 本申请实施例提供了一种结晶器检测装置(未图示)。本申请实施例提供的结晶器检测装置可包括控制器(未图示)和前文所提供的任意一种传感装置210。其中，控制器可为

可编程逻辑控制器、微控制单元或计算机，控制器与传感装置210电连接。当然，在本申请的

实施例中，若传感装置210中包括微控制单元，结晶器检测装置也可以不设置控制器。

[0048] 可选地，在本申请的实施例中，结晶器检测装置还可包括报警器，报警器可与微控制单元210b连接。这样，当结晶器检测装置判断结晶器220可能出现故障时，可以触发报警

器工作以提醒操作人员注意。

[0049] 可选地，在本申请的实施例中，结晶器检测装置还可包括显示器，控制器可与显示器电连接。这样，可以利用控制器将传感装置210获取的结晶器220的振动参数显示在显示

器上，可以供操作人员进行查阅。

[0050] 以此方式，在本申请的实施例中，可以将包括加速度计2101和陀螺仪2102的传感装置210设置在结晶器220上，可以利用加速度计2101获取连铸机工作过程中结晶器220的

加速度参数，可以通过对加速度参数求二次积分的方式确定位移参数，从而可以判断结晶

器220的振动位移参数。可以利用陀螺仪2102获取连铸机工作过程中结晶器220的偏转角度

参数，从而可以判断结晶器220的振动偏转参数。进而，可以根据连铸机工作过程中结晶器

220的振动位移参数和偏转角度参数确定结晶器220是否正常。这样，可以在连铸机工作过

程中判断结晶器220是否正常，当结晶器220异常时，可以通过自动停机或通知现场操作人

员进行处理的方式进行处理，可以避免结晶器220的故障进一步扩大。

[0051] 本申请实施例提供了一种结晶器结构。参考图8，本申请实施例提供的结晶器结构200可包括结晶器220和前文所提供的任意一种传感装置210。传感装置210可设置在结晶器

220上。

[0052] 示例性地，参考图8，传感装置210的数量可为一个，传感装置210可设置在结晶器220的宽度方向的轴线上。或者，参考图9，传感装置210的数量可为两个，两个传感装置210

可沿结晶器220的宽度方向的轴线对称设置。需说明的是，传感装置210也可以为其它数量，

例如为三个、四个等，这里不一列举。传感装置210也可以设置在结晶器220上的任意位置。

[0053] 以此方式，在本申请的实施例中，可以将包括加速度计2101和陀螺仪2102的传感装置210设置在结晶器220上，可以利用加速度计2101获取连铸机工作过程中结晶器220的

加速度参数，可以通过对加速度参数求二次积分的方式确定位移参数，从而可以判断结晶

器220的振动位移参数。可以利用陀螺仪2102获取连铸机工作过程中结晶器220的偏转角度

参数，从而可以判断结晶器220的振动偏转参数。进而，可以根据连铸机工作过程中结晶器

220的振动位移参数和偏转角度参数确定结晶器220是否正常。这样，可以在连铸机工作过

程中判断结晶器220是否正常，当结晶器220异常时，可以通过自动停机或通知现场操作人

员进行处理的方式进行处理，可以避免结晶器220的故障进一步扩大。

[0054] 本申请实施例提供了一种连铸机(未图示)，本申请实施例提供的连铸机可包括前文所提供的任意一种结晶器结构200。

[0055] 以此方式，在本申请的实施例中，可以将包括加速度计2101和陀螺仪2102的传感装置210设置在结晶器220上，可以利用加速度计2101获取连铸机工作过程中结晶器220的

加速度参数，可以通过对加速度参数求二次积分的方式确定位移参数，从而可以判断结晶

器220的振动位移参数。可以利用陀螺仪2102获取连铸机工作过程中结晶器220的偏转角度

参数，从而可以判断结晶器220的振动偏转参数。进而，可以根据连铸机工作过程中结晶器

220的振动位移参数和偏转角度参数确定结晶器220是否正常。这样，可以在连铸机工作过

程中判断结晶器220是否正常，当结晶器220异常时，可以通过自动停机或通知现场操作人

员进行处理的方式进行处理，可以避免结晶器220的故障进一步扩大。

[0056] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存

在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖

非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要

素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备

所固有的要素。

[0057] 尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请实施例的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修

改、替换和变型，本申请实施例的范围由所附权利要求及其等同物限定。