Устройство для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы

Устройство для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах управления прокатного листа (полосы) в черной и цветной металлургии для измерения натяжений прокатываемой полосы в различных зонах по ее ширине с целью оценки их неравномерности и исключения коробления прокатного листа, его серповидности и т. п. С целью повышения точности измерения и надежности устройства оно содержит разрезной ролик, длина которого соответствует ширине полосы и по образующим которого через 90° выполнены пазы, в которых размещены магнитоупругие датчики усилия по числу зон контроля, источник питания, узлы преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения, трансформатор, бесконтактный узел съема информации с разрезного ролика и блок обработки информации, при этом выходы каждого узла преобразования соединены со входами бесконтактных узлов съема информации с ролика, одни их входы соединены с соответствующими датчиками усилия, другие - с выходом выпрямителя-стабилизатора, установленного на торце ролика и соединенного с обмоткой вторичной половины разрезного трансформатора, установленного на торце ролика соосно с неподвижной половиной разрезного трансформатора, обмотка которой подключена к источнику питания. 1 с.п. ф-лы, 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 21 В 37/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Г я

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4639341/02 (22) 17.01.89 (46) 07 08.91. Бюл, М 29 (71) Киевский институт автоматики им.XXV съезда КПСС (72) А.В.Магдич, М.Н.Гуманюк, С.Л.Богорский и Э.В.Голован (53) 621.771.2.08(088,8) (56) Stilund Gisen, 1977, т. 97, вып. 21, с, 1029-1033.

Pamphlet АЧ83-102Е, January, 1971, Edition 1. Pamphlet AV86-103Е, October, 1971. Edition 2. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПО ШИРИНЕ ПРОКАТЫВАЕМ0А ПОЛОСЫ (57) Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах управления прокатного листа (полосы) в черной и цветной металлургии для измерЕния натяжений прокатываемой полосы в различных зонах по ее ширине с целью оценки их неравномерности и исключения коробления прокатного листа, его серпоИзобретение относится к приборостроению и может быть использовано в системах управления прокаткой листа (полосы) в черной и цветной металлургии, для измерения натяжений прокатываемой полосы в различных зонах по ее ширине с целью оценки их неравномерности и исключения коробления прокатного листа, его серповидности и т.п, Цель изобретения — повышение точности измерения и надежности устройства.

На фиг. 1 и 2 приведена конструкция устройства для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы; на фиг. 3—

„„Ы) „„1667973 А1 видности и т.п. Цель изобретения — повышение точности измерения и надежности устройства. Устройство содержит разрезной ролик, длина которого соответствует ширине полосы и по образующим которого через

90 выполнены пазы, в которых размещены магнитоупругие датчики усилия по числу эон контроля. источник питания, узлы преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения, трансформатор, бесконтактный узел съема информации с разрезного ролика и блок обработки информации, при этом выходы каждого узла преобразования соединены с входами бесконтактных узлов съема информации с ролика. одни их входы соединены с соответствующими датчиками усилия, другие — с выходом выпрямителя-стабилизатора, установленного на торце ролика и соединенного с обмоткой вторичной половины разрезного трансформатора, установленного на торце ролика соосно с неподвижной половиной разрезного трансформатора, обмотка которой подключена к источнику питания. 3 з.п, ф-лы, 9 ил, блок-схема устройства; на фиг, 4 — конструкция магнитопровода магнитоупругого датчика усилия; на фиг. 5 — принципиальная схема для преобразователя усилия в последовательность импульсов напряжения (генераторы Роэра); на фиг. 6 и 7 — конструкция трансформатора; на фиг, 8 и 9 — конструкция бесконтактного узла съема информации с разрезного ролика.

Устройство содержит (фиг, 1) разрезной ролик 1. длина которого соответствует ширине полосы и по образующим которого через 90 выполнены пазы 2, в которых

1667973

10 размещены магнитоупругие датчики 3 усилия по числу зон контроля (конструкция маг1 нитопровода датчика 3 усилия приведена на фиг, 4), узлы 4 преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения. например генераторы Роэра (фиг, 5) по числу магнитоупругих датчиков 3 усилия, установленные в полости 5 разрезного ролика

1, выпрямитель-стабилизатор 6, источник 7 питания, трансформатор, первичная обмотка которого расположена на неподвижном кольцевом мэгнитопроводе 8 и соединена с источником 7 питания, а вторичная обмотка расположена на кольцевом магнитопроводе 9, установленном на торце разрезного ролика 1, и соединена через выпрямительстабилизатор 6 с узлами 4 преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения, бесконтактный узел съема (светодиоды 10 и фотодиоды 11 и 12) информации с разрезного ролика 1 и блок

13 обработки информации.

Выходы магнитоупругих датчиков 3 соединены с первыми входами соответствующих узлов 4 преобразователей усилия е последовательность импульсов напряжения, а выходы узлов 4 преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения — с соответствующими входами (входами светодиодов 10) бесконтактногс узла съема информации с разрезного ролика, выходы которого(выходы фотодиодов 11 и 12) соединены с входами блока обработки информации.

Магнитопроводы 8 и 9 трансформатора выполнены из Ш-образных пластин, установленных в кольцевых обоймах (фиг. 6, 7), причем обмотки трансформатора расположены в кольцевых пазах магнитопроводов 8 и 9.

Бесконтактный узел съема информации с разрезного ролика 1 содержит светодиоды

10. установленные на торце разрезного ролика 1 в виде линеек, расположенных по диаметрам торца под углом 90 одна относительно другой(фиг. 1, 2 и 8), причем входы светодиодов 10 являются входами бесконтактного узла съема информации с разрезного ролика 1, и фотодиоды 11 и 12, установленные напротив торца разрезного ролика 1 в виде двух линеек, расположенных под острым углом (фиг, 1 и 9), одна иэ которых (фотодиоды 11) установлена вертикально, причем выходы фотодиодов 11 и 12 являются выходами бесконтактного узла съема информации с разрезного ролика 1.

Блок 13 обработки информации содержит (фиг. 1-3) усилители-формирователи 14 по числу фотодиодов 11, установленных на первой линейке, а также счетчики 15 по чис15

55 лу фотодиодов 12, установленных на второй линейке, причем выходы всех усилителейформировэтелей 14 соединены со счетными входами счетчиков 15, выходы которых и генератор 16 соединены через сумматоры

17 с индикаторами 18. Входы усилителейформирователей 14 и управляющие входы счетчиков 15 являются входами блока 13 обработки информации

Устройство работает следующим образом, При подключении сети энергоснабжения источника 7 питания к обмотке первичной (стационарной) части 8 трансформатора в нем возбуждается магнитный поток. Обе половины трансформатора — первичная и вторичная — конструктивно аналогичны и отличаются только числом витков обмоток, Подвижная половина мэгнитопровода 8 трансформатора располагается против стационарной (магнитопровод 9), так, что их оси совпадают, а кольцевые пазы одного мэгнитопровода располагаются напротив пазов другого магнитопровода, Между торцами стержней магнитопроводов 8 и 9 остается воздушный зазор порядка 1-2 мм. Магнитный поток преодолевает этот зазор и наводит во вторичной обмотке напряжение, величина которого не зависит от взаимного положения магнитопроводов и скорости вращения подвижной части трансформатора относительно стационарной. Вторичная обмотка подключена к выпрямителю-стабилизатору 6, который служит источником питания узлов 4 преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения (генераторов Роэра), представляющих два транзистора и два резистора (фиг, 5), к которым подключены обмотки соответствующего магнитоупругого датчика 3 усилия.

Частота на выходе узла 4 преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения пропорциональна усилию, воздействующему на магнитоупругий датчик 3 усилия, Изменение этой частоты или обратной ей величины — периода колебаний является однозначной функцией изменения усилия, воздействующего на магнитоупругий датчик 3 усилия, Для использования этой информации в целях управления процессом прокатки, ее нужно вывести из вращающегося разрезного ролика 1. С этой целью выходы каждого иэ узлов 4 преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения (генераторов Роэра) подключены к соответствующему светодиоду 10 (фиг. 3), вспыхивающему при поступлении на него каждого иэ импульсов генератора Роэра.

1667973

35

При диаметре ролика 300 мм протяженность эоны, в пределах которой на магнитоупругий датчик 3 усилия действует измеряемое усилие, составляет 50 — 60 мм. При максимальной скорости вращения ролика 40 об/с этому соответствует протяженность времени воздействия 0,00035-0,00042 с.

При экспериментальной проверке датчика на выходе генератора 4 Роэра усилию, равному О, соответствовала частота 13,46 кГц, а усилию 3000 кГс — 37,357 кГц. Нелинейность зависимости усилие — частота составляла + 0,6, Фактический диапазон изменений нагрузки на магнитоупругий датчик 3 усилия составляет до 300 кГс, чему соответствует изменение частоты (приращение на 300 кГц) порядка 2400 Гц. Приняв нагрузку на магнитоупругий датчик 3 усилия при отсутствии усилия равной 1500 кГс получают, что частотный диапазон составляет

18600 — 20460 Гц. Следовательно, за время воздействия усилия на датчик 3 (0,000350,00042 с) на светодиод 10 поступают 6 — 8 импульсов. Этого достаточно для того, чтобы с необходимой точностью (0,5-1 ) измерить период колебаний.

В момент, когда данный очередной магнитоупругий датчик 3 усилия оказался в начале эоны воздействия на него полосы, световые импульсы его светодиода 10 начинают поступать на фотодиод 12 команды на начало измерений. С выхода фотодиода 12 сигнал поступает на управляющий вход соответствующего счетчика 15. По этому сигналу начинается счет импульсов, поступающих на соответствующие фотодиоды 11, и с них через усилители-формирователи 14 — на счетчики 15. По этому же сигналу открываются входы регистров сумматора 17 (связь между фотодиодами 12 и соответствующими сумматорами не показана) для прохождения на него импульсов с генератора 16 стабильной частоты. После прохождения на счетчики 13 заданного количества импульсов, например 4, 5 или 8, Bxoä сумматора 17 для импульсов генератора 16 закрывается. В одном иэ регистров фиксируется число Тг, кратное периоду прохождения импульсов от генератора 4 Роэра, нагруженного усилием магнитоупругого датчика 3, Аналогично на второй регистр поступают импульсы, количество которых Т1 кратно периоду прохождения импульсов от генератора 4 Роэра. не нагруженного усилием магнитоупругого датчика 3.

Величина измеряемого усилия P пропорциональна разности частот f2 нагруженного усилием магнитоупругого датчика 3 и

f1 не нагруженного магнитоупругого датчика 3

P = K hf = К(г — f1) = K(— T ) =

1 1 г Т1, T1-Тг

Т1 Тг

Эта величина вычисляется сумматором

17 и поступает на индикатор i8. При использовании в управлении процессом прокатки

ЭВМ эта функция может быть возложена на нее.

Использование предложенного устройства позволит повысить точность измерений натяжения по ширине прокатываемой полосы и повысить надежность за счет бесконтактного питания магнитоупругих датчиков усилия и съема с них информации, а также снизить стоимость устройства, поскольку отпадает необходимость использования серебра, применяемого в контактных токосъемных узлах известных устройств, Формула изобретения

1. Устройство для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы, содержащее разрезной ролик, длина которого соответствует ширине flолосы и по образующим которого через 90 выполнены пазы, в которых размещены магнитоупругие датчики усилия по числу эон контроля, источник питания и блок обработки информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения точности измерения и надежности устройства, оно дополнительно содержит узлы преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения по числу магнитоупругих датчиков уси- лия, выпрямитель-стабилизатор, трансформатор, первичная обмотка которого расположена на неподвижном кольцевом магнитопроводе и соединена с источником питания, а вторичная обмотка расположена на кольцевом магнитопроводе, установленном на торце разрезного ролика, и соединена через выпрямитель-стабилизатор с узлами преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения, и бесконтактный узел съема информации с разрезного ролика, при этом выходы магнитоупругих датчиков усилия соединены с первыми входами соответствующих узлов преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения, выходы узлов преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения соединены с соответствующими входами бесконтактного узла съема информации и разрезного ролика, выходы которого соединены с входами блока обработки информации.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что магнитопроводы разрезного

1667973

T 358 трансформатора выполнены из Ш-образных пластин, установленных в кольцевых обоймах, причем обмотки трансформатора расположены в кольцевых пазах магнитопроводов, образованных Ш-образ- 5 ными пластинами.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что бесконтактный узел съема информации с разрезного ролика содержит 10 светодиоды; установленные на торце разрезного ролика в виде линеек, расположенных по диаметрам торца под углом 9Q" относительно друг друга, и фотодиоды, установленные напротив торца разрезного ро- 15 лика в виде первой и второй линеек, расположенных под острым углом, одна из которых установлена вертикально, причем выходы фотодиодов являются выходами бесконтактного узла съема информации с разрезного ролика, а входы светодиодов являются входами бесконтактного узла съема информации с разрезного ролика.

4. Устройство по и. 1,отл ича ю щеес я тем, что блок обработки информации содержит усилители-формирователи по числу фотодиодов, установленных на первой линейке, а также счетчики по числу фотодиодов, установленных на второй линейке, причем выходы всех усилителей-формирователей соединены со счетными входами счетчиков, выходы которых и генератор соединены через сумматоры с индикаторами, причем входы усилителей-формирователей и управляющие входы счетчиков являются входами блока обработки информации.

1667973

1667973

1667973

F

У

12

270

Редактор В.Данко

Заказ 2605 Тираж 326 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Яд

ФБ а.д

Составитель А.Абросимов

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова