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。

图 1 扭矩监测系统拓扑结构

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。

推广应用情况：

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。

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。