Гидроэлектрический датчик для контроля параметров прокатываемой полосы

 

О0 ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческмк

Республик (iii986530 (6! ) Дополмительное к авт. свнф-ву(22) Заявлено 30.10.81 (21 ) 3350310/22-02. (5!)М. Кл. с присоединением заявки М

В 21 В 37/00

Гевуаауствеккьш кемктет

СССР ю левам «звбретеккй н еткрытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.01.83. Бюллетень М 1. (53) Уд К 621. 77..23.002.56 (088. 8) Дата опубликования описания 07.01.83

\ (72),Авторы мзобретения с к

И. И. Онищенко и В. В. Полойик

1 и с

Запорожский индустриальный институт (71) Заявитель (Я)ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТ4ИК ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ПАРАМЕТРОВ APOKATbfBAEHOA ПОЛОСЫ

Изобретение относится к прокатному производству и предназначено для контроля параметров прокатываемой полосы, в частности таких параметров как длина, ширина, диаметр, неплоскостность, прогиб, поперечные перемещения и другое непосредственно в технологическом потоке.

Известно устройство для индикации металла, содержащее подводящую электропроводную.жидкость, трубу с насадкой, являющейся электродом и

Формирующей свободную струю электропроводящей жидкости, источник питания и усилитель, которое снабжено дополнительным электродом, выполненным в виде оголенного конца про водника с водостойкой изоляцией и расположенными коаксиально в свободной струе электропроводящей жид- 26 кости P1).

Это устройство имеет повышенную надежность за счет исключения ложных срабатываний, при загрязнении

2 поверхности опорных изоляторов, в условиях интенсивного парообразования, при наличии брызг воды, пыли, окалины, технологической смазки. Однако получить большую длину компактной части струи не удается из-за возмущения потока жидкости проволочным электродом, что существенно уменьшает диапазон контролируемых параметров.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является гидроэлектрический датчик, содержащий изолятор, подводящую трубу, сочлененную с трубчатым электродом и электрод-насадку, причем электрод-насадка через фазочувствительный усилитель соединен с выходом потенциометра, первый вход которого соединен с первым полюсом источника питания и с трубчатым электродом, а:второй вход соединен с вторым заземленным полюсом источника питания, в корпусе изолятора выполнена полость, внутри

6530

40 контроля параметров прокатываемой поФ лосы работает следующим образом.

Ь

S5

3 98 которой установлен электрод-насадка, вставленный в кольцевой канал, соединяющий электрод-.насадку с трубчатым электродом, причем s верхней части электрода-насадки закреплен обтекатель, образующий с внутренней поверхностью корпуса изолятора кольцевой зазор, а в боковой стенке изолятора выполнен канал подвода воздуха, Это устройство обладает повышенной надежностью в сложных металлургических условиях и позволяет получить повышенную длину компактной части струи. Однако обеспечение . высокой надежности при загрязнении опорных изоляторов при наличии брызг воды требует повышенных расходов сухого сжатого воздуха, что приводит к возмущению струи и ограничению длины ее компактной части. Кроме то го, применение сухого сжатого воздуха усложняет конструкцию датчика, вызывает дополнительные энергетические затраты, создает необходимость иметь в наличии воздухопроводные магистрали и сопутствующие устройства(2).

Целью изобретения является повышение надежности датчика.

Цель достигается тем, что гидроэлектрический датчик, содержащий изолятор, подводящую трубу, сочлененную с трубчатым электродом, и электрод-насадку, причем электроднасадка и трубчатый электрод установлены s кольцевой канал, выполненный в изоляторе и соединяющий электрод-насадку с трубчатым электродом электрод-насадка подключен на вход усилителя, а первый полюс источника питания подключен к трубчатому электроду, снабжен дополнительным кольцевым электродом, суммирующим операционным усилителем и регистрирующим устройством, причем кольцевой электрод установлен на наружной поверхности изолятора, охватывает его по замкнутому контуру, подключен к второму полюсу источника питания и общей шине суммирующего операционного усилителя. Выход операционного усилителя заземлен на конструкцию стана и соединен с общей шиной усилителя через регистрирующее устройство.

На чертеже изображен гидроэлек" трический датчик.

35 ф

Гидроэлектрический датчик для контроля параметров прокатываемой полосы содержит опорный изолятор 1, выполненный из негигроскопического диэлектрика и являющийся корпусом гидроэлектрического датчика. В верхней части корпуса установлен электрод-насадка 2, сочлененный с кольцевым каналом 3, совместно с ним в нижней части канала 3 установлен трубчатый электрод 4. Водопроводящий трубопровод 5, выполненный из диэлектрического материала, сочленен с трубчатым электродом 4 и через стабилизатор 6 давления жидкости подключен к питающей магистрали 7. Свободная струя 8, направленная насадкой 2 на поверхность контролируемого проката 9, замыкает электрическую цепь, в которую включены валки 1О прокатной клети. Дополнительный кольцевой электрод 11 установлен на наружной поверхности изолятора 1, охватывает его по замкнутому контуру. Электрод-насадка 2 подключен на вход суммирующего опе1 рационного усилителя 12, а общая шина усилителя 12 подключена к дополнительному кольцевому электроду

11 непосредственно и к трубчатому электроду 4 через источник 13 электрического питания, Выход суммирующего операционного усилителя 12 заземлен на валки 10 прокатной клети и металлические конструкции 14 прокатного стана. Выход усилителя 12 так же соединен с общей шиной через регистрирующее устройство 1 .

Гидроэлектрический датчик дпя

Электропроводная жидкость из питающей магистрали 7 с некоторым избыточным давлением через стабилизатор

6 давления посредством трубопровода

5 подается в кольцевой канал 3. Поток электропроводной жидкости в кольцевом канале 3 контактирует с трубчатым электродом 4 и электродом-насадкой 2, установленным в верхней части изолятора 1, Одновременно электроднасадка 2 формирует свободную струю

8, направленную на контролируемый прокат 9. Длина струи 8, а следовательно, ее омическс1е сопротивление изменяется в зависимости от прогиба проката 9, поскольку опорный изолятор 1 ж естко установлен на металли5 98б ческие конструкции 14 прокатного стана на фиксированном расстоянии от оси, прокатки. Столб электропроводной жидкости, размещенный в кольцевом канале 3, выполняет роль эталонного S резистора, который подключен трубчатым электродом 4 и электродом-насадкой 2 на вход операционного усилителя 12 через источник 13 электрического питания калиброванным по амплитуде напряжением. Свободная струя

8 образует измеряемый резистор, который включен в цепь обратной связи операционного усилителя 12, между его выходом и входом, посредством электрода-насадки 2, контролируемого проката 9 и заземленных валков 10 прокатной клети. Выходное напряжение

ОВу суммирующего операционного уси" лителя 12 измеряется регистрирующим М устройством 15, которое соединяет выход усилителя с общей шиной и связано с напряжением, поступающим от источника 13 электрического. питания, зависимостью И

U, Ььi Q YOAOH где Й - омическое сопротивление реСтрун зистора, образованного сво- щ бодной струей 8;, К - омическое сопротивление эталон эталонного резистора, образованного столбом электропрОвОднОи жидкОсти в кОль цевом канале 3.

Выходной сигнал информации U î прогибе проката 9 при стабильном диаметре струи 8 зависит практически

40 только от длины струи и не зависит от колебаний удельной электропроводности жидкости, поскольку применен компенсационный метод измерения.

Когда в процессе работы датчика

45 опорный изолятор 1 покрывается струями воды, смазки и другими токопроводящими компонентами, между электродом-насадкой 2 и металлической конструкцией 14 прокатного стана образуются нестабильные цепи резисторов

»6 утечки В„ и R (на чертеже изображены штриховой линией). Однако в предлагаемой конструкции датчика они не оказывают влияния на стабильность работы, поскольку резистор Й4 подключен на вход операционного усилителя 12 электродом-насадкой 2 и дополнительным кольцевым электродом

530 6

11, охватывающим по замкнутому конту» ру изолятор 1. Так как потенциал собственного входа операционного усилителя, охваченного обратной связью„ практически равен потенциалу общего провода, то через резистор к4 утеч- ки ток протекать не будет,т,е. электрически цепь будет разомкнутой. Резистор

Й.д утечки также не оказывает влияния на стабильность работы, поскольку он под ключен дополнительным кольцевым элене тродом 11 и металлической конструкцией 14 прокатного стана параллельно выходу операционного усилителя 12, обладающего достаточно высокой нагрузоччой способностью и малым выходным сопротивлением.

Выходной сигнал U» информации, измеряемый регистрирующим устройством 1, при постоянном поперечном сечении струи 8 имеет практически линейную градуировочную зависимость, Это позволяет произвести как суммирование, так и вычитание электрических сигналов с нескольких гидроэлектрических,датчиков с высокой точностью простыми средствами и использовать датчики в устройствах для контроля длины, ширины, диаметра гюперечных перемещений и других параметров проката непосредственно в технологическом потоке.

Таким образом, датчик, снабженный дополнительным кольцевым электродом, установленным на наружной поверхности изолятора, охватывающим изолятор по замкнутому контуру и подключенным к суммирующему операционному усилителю, обладает более высокой надежностью в сложных условиях эксплуатации и имеет линейную градуировочную зависимость. llo сравнению с известными техническими решениями упрощается устройство датчика, исключается необходимость наличия,воздухопроводных магистралей и сопутствующих устройств, снижаются энергетические и эксплуатационные затраты, связанные с эксплуатацией пневмоаппаратуры. Датчик позволяет получить повышенную длину компактной части струи устранением возмущающих факторов газового потока, в результате расширяется диапазон измерений контролируемогр параметра прокатываемой полосы. Испытан макет гидроэлектрического датчика с использованием операционных усилителей ти"

9865 па К140УД1Б и К140УД26, с согласующим каскадом на выходе и источником калиброванного напряжения частотой

10 кГц. Испытания показали линейную градуировочную зависимость, высо- 5 кую стабильность и надежность гидроМ электрического датчика, когда опорный изолятор очищен и когда опорный изо" лятор покрыт струями воды.

Экономический эффект от применения на одном листопрокатном-стане составляет 20 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

fS

Гидроэлектрический датчик для контроля параметров прокатываемой полосы, содержащий изолятор, подводящую трубу, сочлененную с трубчатым элек- 2В тродом, и электрод-насадку, причем электрод-насадка и трубчатый электрод охватывают кольцевой канал, выполненный в изоляторе и соединяющий электрод-насадку с трубчатым элек- 25

30 8 тродом, и источник питания, первый полюс которого подсоединен к трубчатому электроду, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, датчик снабжен дополнительным кольцевым электродом, суммирующим операционным усилителем и регистрирующим устройством, причем электрод-насадка подсоединен к входу усилителя, дополнительный кольцевой электрод установлен на наружной поверхности изолятора, охватывает его по замкнутому контуру, подсоединен к второму полюсу источника питания и общей шине усилителя, выход усилителя заземлен на конструкцию стана и соединен с общей шиной через регистрирующее устройство.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ь 622525 кл. 8 21 8 37/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

И 818689. кл. 8 21 В 37/00, 1979 (прототип).

Составитель 8. Этинген

Редактор С. Титова Техред А.бабннец КорректорА. Дзятко

Заказ 10385/2 Тирам 814 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открмтий

113035, Иосква, 3-35, Рауаская наб, д. 4/5 ! » е е» ююе амююет еюавю мам

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4