Способ определения натяжения, толщины и поверхностных дефектов стальной полосы на стане холодной прокатки и устройство для его осуществления

 

Союз Советскии

Социапистичесиик

Респубпии iii789729 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.08-77 (2l ) 251 9400/25-28 с присоединением заявки РЙ (23) П риорнтет

Опубликовано 23.l2.80. Бюллетень йо 47

Дата опубликования описания 25Л2.80

Ъ (51)М. Кд.

GOl К 27/90

GOl В 7/l0

Гасударственный комитет (53) УДК620.

Л79Л42;

;531.73. 7Л l

088.8 па денем иэобретеиий и открытий

К. М. Мелконян, В. Л. Гуревич и В. С. К зьяков

" .-:С=. т:

-" Ф .и<: . I ° ( с ю 1." . Л. 7г ., ;"

1

I (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ, ТСПЩИНЫ

И ПОВЕРХНОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ СТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ НА СТАНЕ

ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩ ЕСТВЛ ЕНИЯ

Изобретение относится к области технологических измерений в прокатном производстве.

Известен способ и устройство для измерения натяжения, толщины и поверхностных дефектов стальной полосы, осно5 ванные на использовании ферромагнитных свойств полосы gl 1.

Основным недостатком данногоспособаи устройства для его реализации являет о ся недостаточно высокая точность измерений, а также сложность конструкций и эксплуатации датчиков, устанавливаемых на стане, холодной прокатки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату являются способ измерения натяжения стальной полосы на стене холодной прокатки и устройство для его осутцествления, основанные на использовании магнитоупругого эффекта, заключающегося в изменении магнитных свойств ферромагнетиков под влиянием действующих на них механических наппауений.

Данный способ основан на том, что на стальную полосу воздействуют магнитным потоком, направленным нормально к ее поверхности, и по изменению магнитного потока, проходящего .через полосу, судят о величине натяжения. Устройство для осуществления данного способа.содержит намагннчивающие электромагниты, установленные попарно с противополож- . ных сторон прокатываемой полосы так,,что разноименные полюсные наконечники расположены соответственно вдоль и поперек полосы, а обмотки.- соединены между собой последовательно и включены в мостовую измерительную цепь переменного тока j2).

Недостатком данного способа и уст-. ройства является сложность установки электромагнитов датчиков. (их располагают с двух сторон прокатываемой полосы), и малые величины зазоров, что затрудняет эксплуатацию и механическую защиту сердечников при заправке и об1S

KG+ a

u,„- — -; -, ю

3 7897 рыве полос, и снижает точность измерений.

Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей измерения натяжения толщины.

Укаэанная цель достигается тем, что в процессе прокатки сигнал с индуктивного датчика сравнивают с эталонным сигналом,;раздельно выделяют активную и реактивную составляющие этого О сигнала; по сумме активной и реактивной составляющих сигнала и отношения этой суммы составляющих сигнала к ere . реактивной составляющей определяют величину натяжения полосы; по однонаправленному синхронному изменению величин активной и реактивной составляющих сигнала определяют толщину полосы, и по величинам одновременного превышения заданных значений активной го и реактивной составляющих сигнала определяют наличие поверхностного дефекта.

Устройство для осуществления заявленного способа, содержащее индуктивный датчик в виде П-образного магнитопро- 25 вода, усеченной :частью расположенного к объекту измерения, с обмоткой, выходами подключенной к измерительному плечу моста, диагональ которого подключена ко входу усилителя, дополнительно Зо содержит три формирователя,, сигналов и блох разложения сигнала на активную и реактивную составляющие, вход которого подключен к выходу усилителя и первому входу первого формирователя сигнала; второй вход которого подключен к регулируемому реактивному плечу моста, а также к выходу по реактивной составляющей блока разложения сигнала на активную и реактивную составляющие и 4О первым входам второго и третьего формирователей сигналов, вторые входы которых подключены ко второму выходу по активной составляющей блока разложения сигнала на активную и .реактивную составляющие и к регулируемому реактивному плечу моста, На чертеже представлена блок-схеме предлагаемого устройства.

С одной стороны полосы l установлен индуктивный датчик 2 в виде П-образного магнитопровода с обмоткой, усеченной частью расположенного к полосе соединенного с измерительным плечом моста

3. Устройство определения натяжения, $$

Млшины и поверхностных дефектов содержит усилитель 4, блок 5 разложения сигнала с датчика на активную и реактивную составляющие, в составе фаэо29 ф чувствительных индикаторов 6 и 7, преобразователей 8 и 9 напряжение частота и исполнительных узлов tO, l l регулировки составляющих сигнала, три формирователя сигналов, из которых первый 1.2 формирует сигнал, пропорциальный натяжению; второй l3 формирует сигнал, пропорциональный толщине; третий формирователь сигнала 14, в составе пороговых элементов l5 ul6 и элемента И формирует сигнал, пропорциональный наличию дефекта, причем выходы индуктивного датчика 2 подхлючены х измерительному плечу моста 3, диагональ которого подключена к усилителю 4, выходом подключенного к первому входу первого формирователя 12 сигнала и входу блока 5 разложения сигнала на активную и реактивную составляю щие, первый выход которого по реактивной составляющей подключен х регулируемому реактивному плечу моста 3 и к первым входам второго (13) и третьего (l4) формирователей сигналов, вторые входы которых подключены ко второму выходу по активной составляющей блока

5 и регулируемому активному плечу моста 3, Устройство работает следующим образом.

До начала измерения с одной стороны

Полосы 1, имеющей толщину, устанавливают П-образный магнитопровод с обмоткой датчика 2, причем зазор между полосой и электромагнитом может составлять около 20 мм.

Величина магнитного потока Ф, создаваемая индуктивным датчиком, зависит от магнитной проницаемости металла,,й . относительное изменение магнитной проницаемости рА и механическое напряжение G связаны зависимостью — = т„Л,В, (1) где ЦН вЂ” начальная магнитная проницаемость

Аg — начальная магнитострикция.

Изменение магнитной проницаемости ф в результате изменения натяжения вызывает изменение магнитного потока ф что приводит к появлению напряжения Qи на измерительном плече моста 3, зави. сящее от механического напряжения 6 и величины воздушного зазорй d ъФежду индуктивным датчиком 2 и поверхностью полосы t:

789729 где О Ь вЂ” постоянные коэффициенты, определяемые параметрамиэлементами индуктивности;

К вЂ” коэффициент, зависящий от свойств полосы.

Изменение напряжения Ц.я» на индуктивной катушке приводит к разбалансу моста 3, т.е. к появлению на диагонали моста сигнала и (3, который после усиления поступает в блок 5 разложения на активную ()» и реактивную Up составляюющие. Активная составляющая,00 поступает на регулируемое активное плечо моста 3 и на вторые входы формирователей 1.3 и l4, а реактивная составляющая ()р поступает на регулируемое реактивное плечо моста 3 и на первые входы формирователей l 2-l 4.

На выходе формирователя l 2 появится сигнал натяжения полосы, вычисленный в зависимости от значений полного си|и ав ла lJ и его реактивной составляющей Up по следующей формуле б С„О С ) где С С вЂ” постоянные коэффициенты, 1 определяемые параметрами индуктивного датчика.

Формула (3) получена из формулы (2) путем преобразования, причем

Ор = K„ Imp% > t4) 29 где К вЂ” коэффициент пропорциональности

- ток в обмотке;

- круговая частота питания моста, 1Д вЂ” число витков обмотки индук- тивного датчика; — плошадь поперечного сечения м магнитопровода;

Д - величина воздушного зазора.

В формирователе l3 на основе поступивших на входы значений активной Ц». и реактивной Up составляющих сигнала формируется сигнал, пропорциональный толщине полосы гле ) ° -базовый ток, протекающий по. обмотке индуктивного датчика при номинальной толщине полосы

К - коэффициент пропорциональнос ти.

Наличие сигнала на выходе формирователя 14 зависит от значения сигналов

5 на его входах. При наличии дефекта возрастают и превышают свои пороговые, значения активная 0с» и реактивная Up составляющие, что вызывает появление сигнала на выходе блока l4.

16 Предлагаемые способ и устройство для его осуществления позволяет не только повысить точность измерения натяжения полосы, но также определить толщину и наличие дефектов полосы в

1» процессе прокатки на современном высоко скоростном стане, что приведет.к увеличению производительности. и выхода годного BpOKGT&

Формула изобретения

1. способ определения натяжения, толщины и поверхностных дефектов стальной полосы на стане холодной прокатки путем косвенного измерения магнитного

25 потока, создаваемого индуктивным датчивом, нормально направленного к поверхности полосы, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что с целью повышения точности и расширения функциональных воэможностей, 30 сигнал с индуктивного датчика сравнивают с эталонным сигналом, раздельно вьщеляют активную и реактивную составляющие этого сигнала; по сумме активной н реактивной составляющих сигнала н отношения этой суммы составляющих сигнала к его реактивной составляющей опреде ляют величину натяжения полосы; по однонаправленному синхронному изменению величин активной и реактивной составляюф0 щих сигнала определяют толщину полосы, и по величинам одновременного превышения заданных значений активной и реактивной составляющих сигнала определяют наличие поверхностного дефекта.

2. Устройство для осуществления способа .по и. l, содержащее индуктивный датчик в виде П-образного магнитопровода, усеченной частью расположенного к объекту измерения, с обмоткой, выхо50 дами подключенной к измерительному плечу моста, диагональ которого подключена ко входу усилителя, .о т л и ч а ю« щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит три формирователя сигналов и блок разложения сигнала на активную и реактивную составляющие, вход которого подключен к выходу усилителя и первому входу первого формирователя сигнала; второй вход которого подключен к регу789729

Составитель В. Шевель

ТехРед H.ÁàáÓPêà КоРРеитоР К». Макареко

Редактор П. Коссей

Заказ 9024/37 Тираж 103 9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

ЪХ3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП. Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лируемому реактивному плечу моста, а также к выходу по реактивной составляюшей блока разложения сигнала на активную и реактивную составляющие и первьп входам; второго и третьего формирователей сигналов, вторые входы которых подключены ко второму выходу по активной составляюшей блока разложения сигнала на активную и реактивную составляюшие и к регулируемому реактивному плечу моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Григорян Г. Г. и др. Настройка, стабилизация и контроль процесса тонколистовой прокатки.: М., Металлургия, 3. 975.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 249037, кл. GO3. В 7/3.0, l954 прототип) .