Устройство для контроля распределения натяжения по ширине прокатываемой полосы

.87. Бюл, Иводственное объе ов, А. В, Г. Зинов улик ские 4, 1976.РАСНЕ ПРОГОСУДАРСТ 8 ЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯПРЕДЕЛЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПО ШИРИКАТЫВАЕМОЙ ПОЛОСЫ(57.) Изобретение относится к средствам контроля технологических параметров прокатного производства, вчастности к устройствам слежения заформой прокатываемой полосы из ферромагнитного материала путем контроля распределения натяжения по ее ширине, Цель изобретения - повышениедостоверности контроля путем уменьшения влияния магнитных полей рассеяния соседних датчиков в воздушномзазоре и взаимодействия магнитныхполей в контролируемой полосе. Существо изобретения заключается в том,что поперек прокатываемой полосы расположено несколько бесконтактных магнитоанизотронных экранированных датчиков механических напряжений переменного тока. Уменьшение влияния магнитных полей достигается за счет того, что все датчики разделены не менее чем на две группы с чередованием датчиковразличных групп, а причем каждый второй датчик одной группы развернут относительно предыдущего датчика той же группы на угол 90 . Первичные катушки каждой Сгруппы датчиков подсоединены к соответствующему источнику переменного тока с различйыми частотами. Вторичные катушки датчиков через фильтры подсоединены к измерительному блоку,ка 13 питания с частотой Г у второй - к выходу с частотой Р , у тре тьей - к выходу с частотой Р , В3 этих группах средние датчики 4 - б развернуты вокруг оси симметрии нао 90 относительно крайних датчиков 1,7; 2,8 и 3,9, т.екаждый второй (четный) датчик одной группы развернут относительно предыдущего датчика той же группы вокруг его оси симометрии на 90 между плоскостями соответствующих магнитопроводов, первым по порядку расположен датчик 1из группы с частотой питаниявторым - датчик 2 из группы с частотой питания Р , третьим - датчик 3из группы с частотой питания Р,Вторичные катушки датчиков группыс частотой питания Р (датчики 1,4 и 7) соединены с полосовыми Фильтрами 14, резонансная частота которых равна Р , Аналогичным образомвторичные катушки датчиков групп счастотами Р(датчики 2,5 и 8) и Р(датчики 3,6 и 9) соединены с полосовыми фильтрами,.резонансные частогы которых равны соответственноР (фильтр 15) и Р (Фильтр 16),Выходы фильтров соединены с блоком19 обработки сигналов.Устройство работает следующим образом,При измерении напряжений по ширине полосы проводку 10 с датчиками1-9 устанавливают на определенномрасстоянии от полосы 11. Полюса магнитопроводов всех датчиков обращенык полосе, Магнитный поток магнитопроводов с первичной катушкой замыкает-.ся через метапл полосы 11, в которомизмеряются напряжения. При появлениив полосе растягивающих напряжениймагнитная проницаемость вдоль и поперек полосы изменяется неодинаково. Вдоль действия напряжений магнитнаяпроницаемость изменяется намного интенсивнее, Магнитное поле в полосе искривляется часть магнитного потока замыкается через магнитопровод со вторичной катушкой, и на выходе последней появляется ЭДС, величина которой зависит от разности магнитной проницаемости вдоль и поперек полосы и пропорциональна натяжению полосы,Выходные сигналы датчиков с Вторичных катушек поступают на полосовыеФильтры 14 - 16 первой гармоники, гдес целью повышения линейности характеристик датчика отфильтровываются 1 -1297958 2Изобретение относится к средствамконтроля технологических параметровпрокатного производства, в частностик устройствам слежения за Формойпрокатываемой полосы из ферромагнит 5ного материала путем контроля распределения натяжения по ее ширине.Целью изобретения является повышение достоверности контроля распределения натяжения по ширине прокаты1ваемой полосы,На фиг, 1 схематично изображенорасположение и ориентация экранированных магнитоаниэотропных датчиковустройства для контроля распределения 15натяжения по ширине прокатываемойполосы; на Фиг, 2 - графики влиянияполей рассеивания и полей взаимодействия двух экранированных магнитоанизотропных датчиков в зависимости 20от расстояния между ними при различных воздушных зазорах и различнойвзаимной ориентации; на Фиг, 3 -блок-схема устройства для контроляраспределения натяжения по ширине 25прокатываемой полосы,Устройство состоит, например,из девяти экранированных магнитоанизотропных датчиков 1 - 9 диаметром Й, установленных в линию на расстояниях 1 между ними в защитнойпроводке 10, расположенной перпендикулярно направлению прокатки контролируемой полосы 11, Все датчики кабелями 12 соединены с источником 13питания датчиков и Фильтрами 14 -16 (Фиг. 3),Конструктивно каждый датчик пред -ставляет собой два П-образных магнитопровода 17 и 18, собранных из лис- д 0товой трансформаторной стали, Магнитопроводы расположены крестообразноопод углом 90 друг к другу и подуглом 45 относительно направлениядействующих в полосе напряжении. Намагнитопроводе 17 намотана первичнаякатушка, на магнитопроводе 18 - вторичная, Все датчики экранированы другот друга цилиндрическими кожухами измагнитного материала, 50Источник 13 питания датчиков выполнен в данном случае трехчастотным и,имеет три выхода с частотаминапряжения питания датчиков Р 12и Р , Датчики 1-9 образуют группы3(датчики 1,4 и 7; датчики 2,5 и 8;датчики 3,6. и 9), в которых первичныеобмотки подсоединены соответственно:у первой группы - к выходу источнинысшиеармоники, присутствующие в спектре выходного сигнала датчика.С выхода фильтров сигналы датчика поступают на входы блока 19 обработки сигналов, где они образуются в удобную для регистрации форму: детектируются, сглаживаются, нормализуются и т,д,,Разделение частот питания датчиков в устройстве, применение полосо - Ю вых фильтров первой гармоники выходных сигналов датчиков, а также соответствующая ориентация датчиков должны умен ьшит ь влия ни е полей р ас сеи вани я датчиков на процесс измерения распределения натяжения по ширине полосы. Разворот каждого второго (четного)датчика одной частоты питания относительно предыдущего той же частотыавокруг оси симметрии на 90 обусловлен минимумом взаимодействия полейрассеивания этих датчиков, А так как. дат чи ки одной частоты ра с положенына расстоянии не менее двух диаметров, то погрешность от взаимодействияполей рассеивания датчиков одной частоты не менее чем на порядок уменьшается (фиг, 2),Соседние датчики, имеющие различ- ЗОные частоты питания, развернуты вокоруг осей симметрии на 0 и 90(фиг, 1), при этом погрешность отвзаимодействия полей рассеивания вслучае одночастотного питания былабы значительно выше и за счет нулевого угла разворота и за счет близкого расположения датчиков, С цельюприведения уровня погрешности отвзаимодействия полей рассеивания соседних датчихов до величины погрешности в описанном случае соответственно выбирается коэффициент затухания полосовых фильтров первой гармоники этих датчиков. Необходимоезатухание фильтра первой гармоникичастотой Р на частоте питания соседнего датчика Р определяется пографику (фиг. 2).Зависимости А и Б получены при паОраллельной (=0), а В и Г при ортогональной (У=30 ) ориентации осейсимметрии датчиков,По оси абсцисс расстояние междудатчиками приведено в относительныхединицах - где 1 - расстояние межС 1 Фду датчиками; д - диаметр датчика.Ло оси ординат вылияние полей рассеянпя приведено также в относительных единицах К = - - , где П , . - выН 611,ы.а,ходное напряжение измерительного канала датчика, обусловленное влияниемпо,ей соседнего датчика; У- верхний край диапазона измерения,Зависимости А и В получены привоздушном зазоре 8 = 3, а зависимости Б и Г - при с=8 ма где 8и 3 соответственно минимальное имаксмаксимальное значения рабочего диапазона измерения воздушного зазорамежду полюсами датчиков и контролируемой полосой,При заданном расстоянии между датчиками с частотами возбуждения Р, иР , определенном угле разворота (ч)датчиков друг относительно друга(=0, ч=90 ) по графику (фиг. 2)определяют уровень влияния (погрешности) датчиков друг на друга. Дляуменьшения этого уровня выбирают необходимый коэффициент затуханияфильтра Р на частоте Р и фильтраР на частоте Р , Например, расстояние между датчиками 1=Й, 1/6=1 иМ=О , тогда уровень погрешности Ф;207.Для уменьшения уровня погрешности до27 необходимо выбрать коэффициентзатухания фильтра Р на частоте Р и1фильтра Р на частоте Р не менее20 дБ,Ограничение в различии частот напряжения питания датчиков 10-157обусловлено перегибами полосы черезнаправляющие ролики, неоднородностьпо деформации по толщине и другимиособенностями холодной прокатки. Приразличных частотах питания датчиковглубина проникновения электромагнитного поля в материал полосы такжеразлична, что может привести к погрешности измерения. Исследованияпока-.ывают, что различие частот питания датчиков на 1 О - 157. не приводит к погрешности измерения болеечем 1,57. Такой уровень погрешностиизмерения соответствует высоким требованиям к качеству металла по планшетности. Предлагаемое устройство для контроля распределения натяжения по ширине полосы позволяет более чем вдвое увеличить число датчиков по ширине прокатываемой полосы при одновременном снижении уровня погрешности от влияния датчиков друг на друга и погрешности при измерении локальных поширине дефектов формы. Формула изобретения Устройство для контроля распределения натяжения по ширине прокатываемой полосы преимущественно из магнитного материала, содержащее несколько расположенных в линию поперек 10 полосы бесконтактных магнитоанизотропных экранированных датчиков, каждый из которых состоит из двух перекрещивающихся под прямым углом П-образных магнитопроводов с первичной 15 катушкой на одном и вторичной на другом и развернут относительно соседних датчиков вокруг своей оси симометрии на угол 90 , источник питания датчиков переменным током, фильтры и 20 блок обработки сигналов, причем первичные катушки датчиков соединены с выходом источника питания датчиков, вторичные - с фильтрами первой гармо 25 19 795ники, а выходы фильтров - с блокомобработки сигналов, о т л и ч а -ю щ е е, с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля распределения натяжения по ширине прокатываемой полосы, источник питанияьдатчиков содержит нескольно выходов,различных по частоте выходного напряжения, датчики разделены на несколько групп с чередованием датчиковразных групп н месте их расположения,причем каждый второй (четный) датчикодной группы развернут относительнопредыдущего датчика той же группывокруг его оси симметрии на угол 90между плоскостями соответствующихмагнитопроводов, первичные катушкидатчиков каждой группы соединены ссоответствующим для данной группывыходом источника питания, а вторичные - с фильтрами первой гармоникиэтой же группы, а выходы фильтровсоединены с блоком обработки сигналов.1297958 д истеку о 5 птпощцчесиаго регумиробонин поорт пояосыФиг о Составитель Ю. Рыбьевецкая ТехредП.Сердокова Корректор А,Редактор О. Производственно-полиграфическое предприятие жго л, Проектна Заказ 848/12 ЗНИИПИ Государстве по делам изобре 113035, Москва, Жраж 481 Подписноеого комитета СССРений и открытийРаушскан наб., д. 4/5