Устройство для контроля натяжения на кромках полосы

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТГОЛЯ НАТЯЖЕНИЯ НА КРОМКАХ ПОЛОСЫ, содержащее П-образиый магнитопровод, на дв стержсях которого выполнены прорези и у тановлены намагничивающая катущка, соедн fhAwc тт топроео неиная с источником переменного тока, и измерительная катушка, о т л и ч а щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности измершшя натяжения путем компенсации влияния кристаллографической текстуры ферромагнитного материала, магнитопровод снабжен дополнительным стержнем с прорезью, размещенным между стержнями с намагничивающей и измерительной катушками, и расположенной на зтом стержне компенсационной катушкой с делителем выходного сигнала, выход которого соединен последовательно-встречно с выходом измерительной катущкя. (натяжение полосы tnum ,,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (I I) 4(5!) В 21 В 37 06

К ". г -.; —.

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

L .-. 1

1 (21) 3690457/22-02 (22) 17.01.84 (46) 07.05.85. Бюл. У 17 (72) А. Г. Журавский и В. Ф, Крепокова (71) Липецкий политехнический институт (53) 621.771.237.08 (088.8) (56) !. Авторское свидетельство СССР, У 967604, кл. В 21 В 37/06, 1982. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

НАТЯЖЕНИЯ НА КРОМКАХ ПОЛОСЫ, содержащее П-образный магннтопровод, на двух стержнях которого выполнены прорези и установлены намагничивающая катушка, соеди/ 1 0(ГНЮОИР(ярд ненная с источником переменного тока, и из.

М. мерительная катушка, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения натяжения путем компенсации влияния кристаллографической текстуры ферромагнитного материала, магиитопровод снабжен дополнительным стержнем с прорезью, размещенным между стержнями с намагничивающей и измерительной катушками, и расположенной на этом стержне компенсационной катушкой с делителем выходного сигнала, выход которого соединен последовательно-встречно с выходом измерительной катушки.

1154017

Изобретение относится к средствам контроля, применяемым s прокатном производстве, и может быть использовано на станах холодной прокатки для контроля натяжения на кромках полосы. 5

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля натяжения полосы, содержащее магнитную систему в виде одного El-образного магнитопровода с прорезями е: на его стенках, намагничивающую катушку на од; 1р нам из стержней, измерительную — на другом и исто пшк переменного тока, соединенный с намагничивающей катушкой (1l .

Однако устройство не обеспечивает необходимой точности при использовании его для измерения натяжения в ферромагнитных ма-. териалах с сильно выраженной и неоднородной по длине рулона прокатываемой полосы кристаллографнческой текстурой, например в трансформаторной стали, где уровень кристал gp лографической текстуры очень велик. Изменения кристаллографической текстуры вдоль рулона приводят к изменению магнитной проницаемости контролируемой полосы, которые сравнимы с изменением магнитной 25 проницаемости от воздействия на полосу механических напряжений. Таким образом, ЭДС, наводимая в измерительной катушке устройства, зависит как от напряжения полосы, так и от крнсталлографической текстуры, 30 при этом обе составлявшие соизмеримы. Изза неоднородности свойств металла по его длине и особенно по кромке информация о натяжении, снимаемом с известного устройства, обладает малой достоверностью, что делает неэффективным применение такого устройства 35 на металлах с ярко выраженной кристаллографической текстурой..

Цель изобретения - повышение точности измерения натяжения полосы путем компенсации влияния кристаллографической текстуры ферромагнитного материала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для .контроля натяжения на кромках полосы, содержащем П-образный магнитопровод, на двух стержнях которого выполнены, 45 прорези и установлена намагничнвающая катушка, соединенная с источником переменного тока, и измерительная катушка, магнитопровод снабжен дополнительным стержнем с прорезью, размещенным между стержнями с намагничивающей и измерительной катушками, и расположенной на этом стержне компенсационной катушкой с делителем выходного сигнала, выход котарого соединен последовательно-встречно с выходом измерительной катушки. 55

При таком выполнении магнитопровода ферромагнитный материал между стержнями с компенсапионной и измерительной катушками оказывается в магнитном поле с малой напряженностью, а участок материала между стержнями с намагничивающей и компенсационной катушками — в поле с большой напряженностью, что вызвано различием расстояний между стержнями.

При малых напряженностях магнитного поля магнитная проницаемость чувствительна" как к изменениям механических напряжений, так и к изменениям кристаллографической текстуры. Но при больших напряженностях магнитного поля магнитная проницаемость ферромагнитного материала чувствительна лишь > к изменениям кристаллографической текстуры.

Поэтому магнитный поток, пронизывающий измерительную катушку, несет информацию . как о натяжении полосы, так и о текстуре, а магнитный поток, замыкающийся по стержшо с компенсационной катушкой, несет информацию только о кристаллографической текстуре.

Последовательное и встречное включения измерительной катушки и компенсационной катушки с делителем сигнала, выдающим . . масштабированный сигнал, пропорциональный только кристаллографической текстуре, позволяет компенсировать влияние кристаллографической текстуры на точность результатов жмерения натяжения полосы. Этим и повышается точность результатов измерения.

На чертеже показано предлагаемое устройство, план. !

Устройство содержит магнитопровод с полюснымн стержнями 1 — 3. На полюсном стерж— не 1 помещена намагничивающая катушка 4, на стержне 2 — измерительная катушка, а на стержне 3 — компенсирующая катушка, снабженная делителем выходного сигнала (не показан) и включенная последовательно-встречно с измерительной катушкой. Расстояние между стержнямн 1 и 3 меньше, чем расстояние Р между стержнями 1 и 2.

Устройство работает следующим образам.

После установки устройства вдоль кромки прокатываемой полосы 5 так, чтобы последняя проходила s прорезях магнитопровода, намагничивающую катушку подключа|от к источнику переменного напряжения, при этом в магнитной системе возникает магнитный поток г, который разделяется на два потока

У, в стержне 3 и Ф вЂ” в стержне 2. Величины этих потоков зависят от расстояния между стержнями 1 и 2, 1 и 3; т. е. лля предлагаемого устройства поток Ф с У, .

Расстояние между намагничиваюшим 1 и измерительным 2, а также между намагничива-. юшим 1 и компенсационным 3 стержнями выбирают следующим образом.

11 54017

IN<(Gg

h =0,33 мм, зазоре 8 3, о< = 1,0 мм, сечении магнитопровода S = 400 мм получим значения 1 < и т 7

Лля заданных размеров проводимость воз- душных зазоров 6 на порядок ниже проводимости измеряемого листа G и, следовательно, в формуле (5) Gg можно пренебречь, т.е.

У, е, л 5

15 +z GÅ отсюда.

Ро Р зл

Ge

Е7

25 где f — расстояние между намагничивающим

2 и измерительным стержнями. (остальные параметры аналогичны формуле 1).

Магнитные проводимости зазоров S< и о7 30 равны между собой, так как о, о7 =3

Ро 8

Cj6 =(jg "-66 = . где Sg — сечение полюса магнитопровода;

8 — величина зазора.

Отсюда величина потока в зазоре 8, (3) 40 P — 1Э (б6+ ОР), (4) где 1 ЧЧ вЂ” намагничивающая сила намагничивающей катушки. 45

Так как поток т, должен быть равен примерно потоку насыщения измеряемого металла

5 а 2 должен составлять 20% P> то отношение потоков 77, / <Р7 = 5 (величины потоков P и Фа зависЯт конкРетио от маРки 5О измеряемого металла) .

С другой стороны соотношение между потоками У< н Ра из формул (3) и (4) имеет вид

Величины магнитных потоков Р, и <.7 зазорах S и 57 между полюсами стержней и измеряемым металлом в основном зависят от магнитных сопротивлений, металла и зазора, при этом сопротивлением магнитопровода пре<. небрегаем, так как его сечение на 3 — 4 порядка больше, чем измеряемого листа, и, следовательно, магнитопровод оказывает малое сопротивление магнитному потоку.

Тогда магнитная проводимость участка измеряемого листа между намагничиваюшим и компенсационными стержнями равна ро 1л эл е—

6< где f < — расстояние между намагничивающим и компенсационным стержнями;

S < — сечение измеряемого металла; И„.— магнитная проницаемость металла.

Проводимость между намагничивающим и . измерительным стержнями

6 3<)7

77 3a 0P<: 87 р.p„„S, Е, л э

11.Р, . Е, т.е. 8 5<< °

Это соотношение и принято в предлагаемой конструкции датчика.

Как видно из формулы (5), параметры 2< н 12 должны выбираться с учетом толщины измеряемого металла, сечения магнитопровода, зазора между металлом и полюсами.

При выбранньгх расстояниях Р< и f> величина ЭДС, наводимая в измерительной катушке, зависит от натяжения и текстуры, тогда как в компенсационной катушке — только от текстуры. Сигнал, снимаемый с компенсационной катушки, проходя через делитель, уменьшается и становится одинаковым с составляющей .сигнала измерительной катушки, связанной с текстурованностью стали, если коэффициент деления у делителя выбран правильно. Нужный коэффициент деления делителя подбирают при отсутствии-механических напряжений, добиваясь его изменением равенства нулю выходного сигнала преобразователя.

За счет встречного включения иэ сигнала изме рительной катушки вьиитают выходной сигнал с делителя компенсационной катушки. Полученный разностный выходной сигнал пропорционален лишь только натяжению (напряжениям) полосы и не зависит от кристаллографической текстуры, чем и обеспечена высокая точность результатов.

Использование предлагаемого устройства повышает надежность контроля натяжения на кромках полосы, что позволяет снизить число разрывов полосы при ее прокатке, т. е. уменьшить время простоев стана.

ВНИИПИ Заказ 2578/9 Тираж 549 Подг<и<=иве

Филиал ШШ "Пат<ьит", r.Óæãñðîä, ул.Проект7аа<а, 4