Устройство для определения положения сварного шва

)5 В 21 С 51/О ОПИСН АВТО НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВУ У СВИ.06.88 Р 3техн 09.90, Бюл ецкий пол 3 ический ин Ф.Кузнецов и етельство ССС С 51/00, 196 ерный В.А.и роизводства стали. - М.: 54-58.епьство СССР С 51/00, 197 дрф холод Ме. Авторское св В 865472, кл, В (54) УСТРОЙСТВО ЖЕНИЯ СВАРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ О алк металлур+ катному ть использох системах ми процесого и лен-. вышение досположенияучшеиия пометчик предлоез; на фиг,2 о сигнала. ии накладГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР тут(57) Изобретение относится к млургии и .может использоваться Изобретение относчтся гии, а именно к листопро производству, и может бы вано,в автоматизированнь управления технологическ сами для контроля полосо точного проката.Цель изобретения - по .товерности в определении .сварного шва за счет ул хоустойчивости.На Фиг.1 изображен да .женного устройства, разр и. 3 - диаграммы выходног устройства прииопределен. матизированных системах управления1 листопрокатного производства. Цель изобретения - повышение достоверности определения положения сварного шва за счет улучшения помехоустойчивости. В схеме устройства используется датчик броневого типа с намагничивающей катушкой и двумя измерительными, размещенными на торцах наружного магнитопровода по диаметру. Выходы каждой катушки через усилитель и детектор подключены соответственно на прямой и инвертирующий входы сумматора. Выход сумматора через детектор подключен на вход умножительного блока, К другому входу последнего подается сигнал с датчика тока, включенного в цепь намагничивающей катушки. Устройство позволяет автома-тически изменять режим настройки стана при прохождении сварного шва по клетям. 4 ил.. ного и сварного шва соответственно;на Лиг.4 - блок-схема устройства,Устройство содержит броневой ци-.линдрический магнитопровод 1, на центральном стержне которого установленанамагничивающая катушка 2. Под внешним полюсом магнитопровода размещены ,. защищенные немагнитной крышкой 3 двеизмерительные катушки 4 и 5, установленные на диаметральной оси ивключенные между собой последователь" , но-встречно. Внутренняя полость магнитопровода 1 залита эпоксидным компаундом с кварцевым наполнителем,Устройство работает следующим ббрйэамвВ металле возбуждается круговой радиально направленный магнитный поток ф. Согласно закону магнитостатики:,ф(2,+Е, +Е ) ф 1 (1)10 где Е 1, Ер, 2, - соответстщнно комплексные магнитныесопротивления магнитопровода, воздушного зазора У 15между датчиком иконтролируемым материалом;" намагничивающая сиЮла катушки 2. 20Всли длина магнитной силовой линии в листе 1, а 8 - поперечное сечение листа, через которое проходит магнитный поток, то величина магнитного сопротивления контролируемого 25 .Материала зависит от толщины металла 21Ф ,1Я 1еееее ееещее ее (2)ыЬ Ь30 Вгде рН ф Ь - толщина металла;Ь . ширина сечения металла,через которое проходит поток,Как видно иэ Формулы (2), принеизменных значениях 1, Ъ, р магнитное сопротивление Езависит от толщины металла Ь.,тогда магнитный поток ф, пронизывающий измерительныекатушки, при неизменных Е и Е зависит только от толщины металла.Величина ЭДСнаводимая магнитным потоком в измерительных катушках, также зависит только от толщины металла при прочих равных параметрах.На Фиг.2 привеДена временная диаграмма выходного сигнала датчика припрохождении под его полюсами накладного сварного шва,Измерительные катушки 4 и 5 условна обозначены ю и 6 . При отсутствии сварного шва толщина металлапод катушками а и 6 одинакова, следовательно, потоки, пересекающиекатушки е и 6, также одинаковы и в. силу встречного включения катушек суммарный сигнал Ф-Ч при отсутствии шва равен нулю.При подходе шва к измерительнойкатушке ю из-за увеличения толщиныметалла уменьшается сопротивлениеметалла магнитному потоку, в результате чего последний возрастает.Увеличение потока, проходящего черезкатушку щ , приводит к резкому увеличению сигнала, снимаемого с этойкатушки, При этом сигнал, снимаемыйс катушки 6, остается прежним, соответствующим исходнойтолщине листа.ЪРазность сигналов 7"-Фрезко возрастает, что указывает на прохождениешва под катушками.Из диаграммы видно, что послепрохождения шва на выходе датчикаФормируются два разнополярных сигнала 7-Ч 6. С целью получения единственного сигнала, Фиксирующего прохождение шва, сигналы с катушек щ иподаются по двумпараллельным каналам(Фиг.4) на усилители У 1, У 2, детекторы Д 1, Д 2, после чего на сумматорепроисходит вычитание этих сигналов,Разность сигналов Н -Ч подается наю 6детектор ДЭ, который пропускает сигнал только одной полярности (Фиг.4) .Таким образом, на выходе ДЭ Формируется единственный сигнал, Фиксирукиций прохожпение сварного шва(кривая Уз) .Чувствительность датчика к изменению толщины металла и при накладном, и при стыковом шве достаточновысока (диаграммы выходного сигналадля стыкового шва приведены на Фиг.З).Существенную погрешность в показания датчика может вносить изменение зазора в момент прохожденияшва под одной из измерительных катушек датчика. Как видно из уравнения(1), при прочих равных условиях Фзависит от Ер,При увеличении исходного зазорапоток, прохбдящий через катушку 2,может уменьшиться до такого значения, которое соответствует выходномусигналу датчика в случае, когда шовотсутствует. Однако эта погрешностьисключается тем, что в устройствепредусмотрен узел отстройки от зазора, включающий в себя датчик тока,в котором используется ток намагничивающей катушки индуктивного датчика, Поскольку перемагничиваниематериала осуществляется радиальношва по клетям. Кроме этого, устройство 5 159015 направленным круговым магнитчым полем, то суммарное значение магнитной проницаемости, измеренное по различным направлениям в плоскости листа,Э остается неизменным при любом качестве стали.Следовательно, изменение тока в намагничивающей катушке 2 является только мерой воздушного зазора. При увеличении зазора уменьшается индуктивное сопротивление намагничивающей катушки, что приводит соответственно к возрастанию тока,и наоборот. В П- образных индуктивных преобразователях индуктивный измеритель зазора (та же намагничивающая катушка) несет информацию не только о величине зазора, но и о магнитных свойствах металла, поскольку магнитная цепь индуктивного 20 преобразователя включает в себя участок контролируемого металла. Поэтому при контроле электрических сталей сигнал П-образных индуктивных измерителей зазора при не измененном воэдуш ном зазоре существенно отличается в зависимости от свойства металла. Последнее приводит к ложным показаниям датчика, Поэтому предлагаемая форма магнитопровода датчика позволяет без 30 применения специальных измерителей зазора решить вопрос отстройки .от зазора.Узел отстройки от зазора (фиг.4) включает в себя датчик тока ДТ и множительное устройство, на один вход которого поступает сигнал с измерительных катуыек 4 и 5 датчика, на другой - сигнал с датчика тока, зависящий от зазора между полюсами датчика и полосой.Узел работает следующим образом.Если зазор изменяется в те моменты времени, когда шов под полюсами датчика отсутствует, то сигнал датчиЧ 4Чф Ч О при этомвыхода умножителя Ч =Ч (Чц-У) также равен нулю.Если зазор увеличился в момент прохождения шва, то сигнал существенно снижается (до уровня помехи), однако сигнал датчика тока существенно возрастает. При этом произведение сигналов Ч (Ч-Ч) также возрастает до уровня сигнала, соответствующего наличию шва при правильно выбранном коэффициенте передачи по току для 3канала датчика тока и измерительных катушек.Сигнал с устройства поступает" в УВИ прокатного стана, что позволяет автоматически изменять режим настройки стана при прохождении сварного может быть использовано в автомати" зированной системе управления техно". логическим процессом обеэуглероживаю" щего отяига, который предусматривает, изменение технологических параметров (скорости транспортировки полосы, температуры в зонах камеры нагрева и т.д.) при поступлении на обработкуновой плавки, имеющей другие паспортные данные. При этом сигнал, поступающий с устройства в УВИ в моментпрохождения межплавочногошва, оп"ределяет изменение режима обработкиметалла. Формула изобретения Устройство для определения положения сварного шва, содержащее бесконтактный индуктивный датчик в виде магнитопровода с намагничивающей и измерительными катушками, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности в определе.- нии положения шва за счет улучшенияГ помехоустойчивости, в него введены два усилителя, три детектора, сумматор, множительный блок и датчик тока намагшчивающей катушки, а бесконтактный индуктивный датчик выполнен в виде броневого магнитопровода открытого типа, на внутреннем стержне которого находится намагничивающая катушка, а измерительные катушки размещены на диаметрально противоположных сторонах торца наружной части магнитопровода, при этом выход датчика тойа намагничиваюцей катушки подключен к первому входу множительного блока, второй вход которого через первый детектор соединен с выходом сумматора, к неинвертирующему входу которого через первый усилитель и второй детектор подключен выход первой измерительной. катушки, а к инвертирующему входу сумматора через второй усилитель и третий детектор подключен .выход второй измерительной катушки.1590153Стьюо 8 оц ао 8 авитель В.Ткачен Тех Редактор И.11 мако Сердюкова КорректоР Л,Пата Подписно оизводственно-издательский комбйнат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 Заказ 2596 Тираж 485ВНИИПИ Государственного комитета по из113035, Москва, Ж,етениям и открытиям при ГКНТ СССушская наб., д. 4/5