Устройство для бесконтактного измерения радиационной температуры движущейся проволоки
Союз Советскик
Социапистическик
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<>783603 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 101077 {2)) 2537382/18-25 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет
Опубликовано 30,1180, Бюллетень Йо 44
Дата опубликования описания 30.11.80 (51)М. Кл.з
6 01 У 5/08
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 535.231.6
<08818) (72) Авторы изобретения
А.М,Зенькович, A,Ã.Ïoñÿêèí и В.В.Кудрявцев
Магнитогорский государственный институт по проектированию металлургических заводов
{71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ EECKOHTAKTHOI О ИЗМЕРЕНИЯ
РАДИАЦИОННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ДВИЖУЩЕЙСЯ
ПРОВОЛОКИ
{О
Изобретение относится к устройствам для измерения радиационной температуры движущейся проволоки и может быть использовано в черной и цветной металлургии на проволочных станах теплой или горячей прокатки, преимущественно для бесконтактного измерения температуры слабонагретых тел в узких интервалах температур: 5007000Ci 400 Г)ОООС 300 5000С
Известен радиационный измеритель температуры проволоки, в котором для уменьшения влияния показаний температуры от излучательной способности проволоки, измеритель выполнен в виде цилиндрической камеры с зеркально-отражающими стенками, снабженными щелевым отверстием вдоль образующей цилиндра для вывода излучения на термоприемник 1). 20
Вследствие малого размера щели при движении проволоки с высокой скоростью проволока может выходить из поля зрения термоприемника (что обусловлено колебаниями проволоки), по- 25 этому это устройство непригодно для измерения температуры проволоки, движущейся с высокой скоростью..
Наиболее близким по технической сущности является устройство для бес- 30 контактного измерения радиационной температуры движущейся ленты, включающее тепловой отражатель и приемник излучения 23.
Тепловой отражатель в виде вогнутого зеркала отражает тепло, излучаемое металлической лентой на приемник излучения, используемый в качестве датчика температуры. Тепловой отражатель связан с подвижной тележкой, расположенной на поверхности движущейся металлической ленты. Фокус вогнутого зеркала, окруженного жаростойким зкранирующим чехлом, совпадает с расположенным на конце внтанги приемником излучения. Штанга проходит через тепловой отражатель и может перемещаться вверх и вниз. Расположение теплового отражателя и приемника излучения на подвижной тележке обеспечйвает относительно постоянное расстояние от датчика до полосы, температура которой измеряется.
Однако, подобное устройство малопригодно для измерения температуры проволоки, например, катанки, так как сложно обеспечить устойчивость тележки на ней. Колеса тележки, охлаждая поверхность проволоки, будут вносить искажения s показания приеи-.
783С03 ника излучения и могут явиться источником царапин на поверхности.
При прохождении переднего и особенно заднего концов проволоки возможно повреждение и изменение характеристик приемника излучения, расположенного в непосредственной близости от поверхности. При колебаниях проволоки, движущейся с высокой скоростью, возможно фокусирование излучения проволоки вне приемника излучения и расфокусировка изображения, что приводит к значительным погрешностям измерения.
Целью изобретения является повышение точности измерения температуры проволоки, снижение зависимости $$ показаний приемников излучения от сдвига проволоки из фокуса теплового отражателя и защита приемников излучения от повреждений, сопровождающихся изменением их характеристик, щ при прохождении переднего или заднего концов проволоки.
Поставленная цель достигается тем, что тепловой отражатель содержит по крайней мере два одинаковых вогнутых зеркала, расположенные на одной оптической оси симметрично по разные стороны от движущейся проволоки, зеркала имеют отверстия по оптической оси, за которыми расположены гриемники излучения, каждое вогнутое зеркало и приемник излучения,. получающий излучение от этого зеркала, расположены по разные стороны от движущейся проволоки, а приеиники излучения выполнены в виде пластин из теплопроводящего металла с закрепленными на них термодатчиками, причем размер пластин не менее, чем в 2 раза превышает разиер иэображения проволоки.
На фиг. 1 показан общий вид прец- 40 лагаемого устройства," на фиг. ?. узел установки датчиков; на фиг. 3 схема хода лучей.
Устройство длл бесконтактного измерения радиационной температуры дви- 4 жущейся проволоки содержит стойку 1 с укрепленными на ней фигурными уголками 2, к которым крепятся два одинаковых по конструктивному выполнению зеркала — левое 3 и правое 4. По глав-5 ной оптической оси каждое зеркало имеет отверстие 5, выполненное в виде короткой трубки 6, за которой размещена диафрагма 7. К каждому зеркалу
3 и 4 крепится крышка 8, образующая с выпуклой стороны зеркала водоохлажда емун> полость 9, в которую жидкость с постоянной температурой подается через нижний штуцер 10, охлаждает зеркало и выводится через верхний штуцер 11. К крышке 8 крепится узел Щ ввода датчиков 12 с помощью винтов 13, Устройство содержит защитную трубку
14 с буртом 15, который с помощью прокладок 16 и 17 прижимает диафрагму 7 к трубке 6 отверстия,.5, Датчини 18 выпо>1!:е>1ы в виде бата»еи пссле— довательно соели e:Eи.1>. сер.".1oпар, спаи которых заклепаны в се1>ебрлную пласти—
<у 19, èçoëèðoâàHíóþ от эацитной грубки 1 4 слюдл11ой прокладкой ? О, l1p;.÷Pì размер пласт 1ны 19 в 2 — 3 раза превышает размер изображе> ия в фокусе, падающего на нее. Проволока 21, температура которой измерлетсл, поступает в устройство через проводку ?2 в B HTHo .ë KoiKyve 23, закрывающем устройство и предохраняющем его от BHpll них воздействий К каждому зеркалу снизу подведены сопла 24 с трубками 25, по которым подается очищенный сжатый воздух для обдува зеркал с периодическим включением от реле времени (на чертеже не показано).
Работает устройство следующим образом.
Радиационное, преимущественно инфракрасное, излучение от нагретой проволоки 21, поступающей в устройство через проводку 22 в зищитном корпусе 23, попадает на левое зеркало
3 и правое 4 и, отражаясь от них, фокусируется на серебряных пластинах;
19 со впаянными в нее сгаями батареи термопар, играюцими роль датчика
18„
Серебряная пластина 19 ввиду большой теплопроводности металла, малой толщины и наличия матового тонкого слоя серебряной черни со стороны приема излучения, почти целиком поглоцает падающее на нее излучение, которое превращается в тепло, и нагревает спаи батареи последовательно соединенных термопар. Б соответствии со степенью нагрева, в термопарах полвляетсл термо-ЗДС, которая измеряется вторичным прибором, отградуированным в градусах температуры !-.o специальной методике.
Использование устройства длл бесконтактного радиацио1> ого измерения температуры движущейся г>роволоки позволяет повысить точность измерений путем улучшения эффективности концентрации радиационного излучения на датчиках.
Наличие двух зеркал — левого и правогo-с раэмеценными HB них датчиками, расположенными с противоположных сторон от движущейся проволоки, обеспечивает противоположность их отклонений расфокусировки при горизонтальных колебаниях проволоки, что компенсируется при сложении сигналов датчиков и обеспечивает независимость показаний от иэлучательной способности проволоки, учитывая значительный размер площади каждого зеркала в сравнении с размерами создаваемого изображения, улучшая отношение сигнал/шум °
Увеличенный размер серебряной пластины с закрепленными на ней датчиками позволяет сохранить общий
783603
Формула изобретения
Устройство для бесконтактного измерения радиационной температуры движущейся проволоки, включающее теп30 поток энергии, падающий на пластину, при расфокусировках от колебаний проволоки, не превыщающих допустимую величину. Яркость изображения при допустимой расфокусировке от колебаний проволоки падает, но одновременно увеличиваются размеры изображения, а общий поток энергии не изменяется.
Поскольку приемники излучения удалены от движущейся проволоки, исключается возможность их повреждения и ,изменения характеристик при прохождении переднего и заднего конца проволоки.
Устройство имеет лучшие техникоэкономические характеристики, чем прототип, вследствие того, что оно 15 выдает два сигнала, полученные с двух сторон проволоки, что снижает влияние окалины и других случайных налетов на поверхности проволоки на показания приборов, 20
Устройство дешево в изготовлении, просто в конструктивном исполнении, надежно в эксплуатации и имеет небольшой вес, а отсутствие стекляной оптики, которая плохо работает в условиях большой запыленности станов горячей и теплой прокатки, обеспечивает ему дополнительные преимущества. ловой отражатель и приемники излучения., о т л и ч а ю щ е е с я тем, чт< с целью повышения точности иэмере:. я температуры проволоки путем снижеь. я зависимости показаний приемников излучения от сдвига проволоки иэ фокуса теплового отражателя и защиты приемников излучения от повреждений, сопровождающихся изменениями их характеристик, при прохождении переднего и заднего конца проволоки, тепловой отражатель содержит по крайней мере два одинаковых вогнутых зеркала, расположенные на одной оптической оси симметрично .по разные стороны от движущейся проволоки, зеркала имеют отверстия по оптической оси, за которыми расположены приемники излучения, каждое вогнутое зеркало и приемник излучения, получающий излучение от этого зеркала, расположены по разные стороны от движущейся проволоки, а приемники излучения выполнены в виде пластин из теплопроводного металла с закрепленными на них термодатчиками, причем размер пластин не менее, чем в 2 раза превышает размер иэображения проволоки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 160871, кл. G 01 К 11/00, 1963.
2. Патент ФРГ Р 1473340, кл. 42 i 11/04, опублик ° 1968.
783603
Рие. 2
Put.J
Составитель С.Соколова
Редактор Н.Коляда Техред Е.Гаврилешко Корректор Е.Папп
Закаэ 8528/43 Тираж 713 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
l13035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
