Устройство для определения положения проката

Союз Советск ниСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 923205оо долзи изобретений и открытий(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОКАТА Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, преимущественно к фотоэлектрическим бесконтактным устройствам, предназначенным для определения положения и размеров обьектов, и может быть использовано,5 например, для определения положения конца движущегося горячего проката. Известно устройство для определе"1 ония положения конца движущегося горячего проката, содержащее коллиматор,выполненный в виде ряда параллельныхсветопроводящих каналов, и блок фотоэлектрического преобразования, сопря 15женный с выходами указанных каналов,реализующее "фотоэлектрический способопределения положения движущегосягорячего проката" 1,Однако данное устройство характеризуется недостаточно высокой помехо"устойчивостью при определении положения проката в условиях воздействия помех оптического и электрического характераНаиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для определения положения проката, содержащее коллиматор, выполненный в виде ряда параллельныхсветопроводящих каналов, и блок фотоэлектрического преобразования, сопряженный с выходами указанных каналов 12,Однако известное устройство такжеобладает недостаточно высокой помехоустойчивостью при определении положения проката в условиях воздействияпомех. Цель изобретения - улучшение помехоустойчивости устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем коллиматор, выполненный в виде ряда параллельных светопроводящих каналов, блок фотоэлектрического преобразования,973205 3сопряженный с выходами указанных каналов, светопроводящие каналы коллиматора расположены так, что продольнаяось каждого канала составляет с осьюпрокатки в направлении движения проката острый угол.Кроме того, в светопроводящих каналах коллиматора установлены перегородки, параллельные продольным осямканалов. 10На фиг, 1 приведена схема устройства; на фиг, 2 - графики, поясняющие работу устройства.Устройство предназначено для определения положения переднего конца про ката 1. Положение А переднего концапроката отсчитывается от координаты,заданной на технологической линиипрокатного стана. Устройствс, установлено сбоку от проката, параллельноего боковой поверхности (поперечноесечение проката имеет форму прямоугольника),Устройство содержит коллиматор 2,выполненный в виде Б параллельных д 5светопроводящих каналс , и блокфотоэлектрического пре 5 разования,выполненный в виде фотоприемников 3,сопряженных с выходами указанных каналов. Передние торцы 4 каналов расположены на одной линии вдоль направления движения проката. Каналы коллиматора расположены так, что продольная ось каждого канала наклонена всторону, противоположную направлениюдвижения проката, На фиг. 1 показанапродольная ось В третьего канала(линия Г перпендикулярна направлениюдвижения проката),40Коллиматор позволяет уменьшить, а в некоторых случаях и полностью исключить дополнительную погрешность измерения, которая могла бы возникнуть вследствие случайных поперечных смещений проката 1 вдоль оси, перпендикулярной направлению, Указанная погрешность возникает также и вследствие изменений поперечного размера (ширины) проката при переходе с одно 0 го сортамента проката на другой,Параметр А определяется по числу электрических сигналов 5, формируемых фотоприемниками 3 в процессе перемещения проката. В варианте устройст-ва в светопроводящих каналах. коллиматора установлены перегородки б, парал лельные продольным осям каналов. фУстройство работает следующим образом,В процессе перемещения прокат последовательно входит в поле зренияпервого, второго и последующих каналов коллиматора 2, вследствие чегона выходах фотоприемников 3, воспринимающих излучение, появляются сигналы5, по числу которых можно определитьтекущее положение конца проката. Прокатперемещается мимо первого ивторого каналов. Второй канал расположен так, что продольная ось каналанаклонена в сторону, противоположнуюнаправлению движения проката. Первыйи второй каналы выбраны идентичнымипо длине, ширине и полю зрения, чтодостигается, в частности тем, что одна из диагоналей второго канала расположена перпендикулярно направлениюдвижения проката,На графике показана зависимость уровня оптического сигнала 0, воспринимаемого фотоприемником 3 при пе. ремещении конца горячего проката 1 в поле зрения первого канала. Этот канал воспринимает излучение с боковой поверхности проката. Кривая имеет наибольшую крутизну в зоне, расположенной в створе первого канала, так как в этой зоне излучение, идущее от каждого элементарного участка боковой поверхности проката, воспринимается в большем телесном угле, чем излучение с участков, расположенных вне пределов указанной зоны. На графике И линией, проходящей через точки Е, Ж и 3, показана зависимость уровня оптического сигнала О, воспринимаемого Фотоприемником 3 при перемещении конца горячего проката 1 в поле зрения второго канала. Эта зависимость получена в результате суммирования двух оптических сигналов, один из которых соответствует излучению, идущему с торца проката, а другой - с боковой поверхности проката. Сигналу, идущему с боковой поверхности, соответствует линия, переходящая через точки 3 и И, идентичная линии И, так как протяженность боковой поверхности проката, контролируемой первым и вторым каналами одинакова. Сигналу, идущему с торцевой поверхности проката, соответствует линия, проходящая через точки Е, Ж и К (этот сигнал может быть достаточно интенсивным, например при конт 973205ропе положения проката после его раскроя,так как "свежий"т.е.имеющий болеевысокую температуру и не успевший покрыться темным слоем окалины) поперечный срез (т. е, передний торец проката) имеет значительно большую яркость,чем боковая поверхность проката, Кривая, проходящая через точки Е, Ж и Кимеет максимум в зоне, расположеннойв створе второго канала.10Сопоставление зависимостей, характеризующих изменение уровней сигналов,имеющихся на выходах первого и второго каналов, показывает, что в предлагаемом устройстве сигнал имеет боль" 1 фшую амплитуду и явно выраженный максимум,Таким образом, если контроль появления конца проката в поле зрения канала выполняется по моменту превыше- фния сигналом заданного пороговогоуровня, то в предлагаемом устройствеэтот пороговый уровень может быть установлен более высоким, чем в известном устройстве. Если же амплитуда сигфнала претерпевает существенные изменения вследствие больших колебанийяркости проката, то предлагаемоеустройство позволяет в этом случаеконтролировать наличие конца проката в поле зрения канала путем анализа темпа нарастания сигнала, в частности, путем установления момента,при котором сигнал достигает своегомаксимума (момент, когда первая про- Зизводная сигнала, которому соответствует кривая, проходящая через точкиЕ, И и 3 становится равной нулю). Поскольку максимум сигнала находитсяв створе канала, положение конца про-Юката в указанный момент будет зафиксировано достаточно точно. Наибольший положительный эффект достигается в тех случаях, когда со 4 отношение между шириной канала коллиматора и шириной проката таково, что передний торец проката полностью. перекрывает створ канала или его поле зрения. В частности, в известных устройствах гри повороте продольной оси каналов на угол, при котором до" стигается указанное перекрытие, уровень сигнала, воспринимаемого от "свежего" среза проката, возрастает более, чем в два раза (ширина фф проката 800 мм, длинна канала 500 мм, ширина канала 10 мм, число каналов 1000). В тех ситуациях, когда боковая поверхность проката имеет недостаточно яркое свечение, обусловленное, например, наличием на этой поверхности большого числа мелких частиц окалины, уровень сигнала при указанном повороте может возрастать еще в большее число раз.Достижение заданного положительного эффекта не связано с усложнением устройства, так как не требует введения в устройство новых или применения более сложных составных элементов.Вариантом реализации предлагаемого технического решения является устройство, в котором в каналах коллиматора установлены перегородки 6, параллельные продольным осям каналов (см. третий канал на фиг. 2). Это устройство обладает более высокой точностью вследствие меньшего поля зрения каждого канала, что допускает более плот ное размещение каналов вдоль направления движения проката. При такой конструкции устройства достигается более четкая фиксация момента появления конца проката в поле зрения канала, так как сигнал 5 на выходе коллиматора имеет большую крутизну и меньшую "размытость", чем это имеет место для первого и второго каналов.В рассматриваемой конструкции уст. ройства улучшение точности достигает ся за счет снижения уровня сигнала, поступающего на фотоприемник 3. Это происходит ввиду того, цто из светового потока, поступающего на вход каждого канала, выделяется меньшая часть лучей, цем в первом и втором каналах. Вследствие этого реализация данного варианта устройства может рассматриваться как целесообразная лишь при наличии наклона продольных осей каналов (как второго и третьего каналов), так как в этом случае указанное снижение чувствительности устройства компенсируется увеличением уровня сигнала на входах каналов (за счет того, цто каналь 1 воспринимают излучение с более яркой (торцевой) поверхности проката),Наличие перегородок в каналах позволяет также согласовать размер Д фоточувствительной поверхности Фотоприемников 3 с требуемой величиной поля зрения каналов без необходимости увеличения при этом габаритов устрой205электрического обженны"пре аэой с выходамир вания, сопряуказанных каналово т л и ч а ю щФцельюеесяулучшения помехо стем, что, ссветоппроводящие кхоустойчивостианалы коллимато а1расположены таким бр мдольная оим о разомим р м, что проя ось каждого каналас осьюла составляетпрокатки в напния п окравлении движепроката острый угол2 строиство по п. 1ч а ю е е с яп., отлитем, что в светопводящих каналахпролены перегх коллимато ар установегородки, па аллм осям каналов. 7ства т, е. б973 налов колл ).е. беэ увел,ченияллиматора).П редлагаемое техниническое решение позволяет расширить с еустройсь сферу применения счет б"ств рассмат ивр аемого типа зат о еспечения возмож5 пол ожения проката вможности контроляа в условиях интеного воздействия помех и ля проката пох или контроа, поверхность кото ог ет недостаточрого имеключающчно яркое св ечение, ис Оее возможность обуемой идостижения тре.и помехоустойчивости и известнымити и точностии техническими сре дствами.формула изобретения 1. Устройство для оп ежения и оопределения полопроката, содержа еевыполне нныи в виде ря а ищ е коллиматорсветопда параллельных 26роводящих канало бв, и лок ФотоИ сточники информа ип инр ятые во вниманиеции,1, Авторскоепри экспертизевторское свидетельство СССРй 557258, кл. С 01 В 11/00, 1975,2 свидетельство СССРАвторское сви00 51 к5 85 , кл. В 21 С 51/00, 1972,973205 НИИПИ Заказ 8578/9 Тираж 845 Порписн филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4