Гидроэлектрический датчик для контроля параметров прокатываемой полосы

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соеэ СоветсиикСоциалистическиРеспублик и 986530(5)М. Кл. с присоединением заявив М В 21 В 37/00 Гевудауетвеыкемтат СССР ав юеав збретй етбытийДата опубликования описания 07.01.83(5 Й)ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОКАТЫВАЕИОЙ ПОЛОСЫ1Изобретение относится к прокат- ному 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 электро" проводящей 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 жидкости 11.Это устройство имеет повышенную надежность за счет исключения ложных срабатываний, при загрязнении 2поверхности 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 уменыает диапазон контролируемых параметров.Наиболее близким техническим решением к изобретению является гидроэлектрический датчик, содержащий изолятор, подводящую трубу, сочленен. ную 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, внутри6530 40 контроля параметров прокатываемой поФ лосы работает следующим образом. 45 Ь 50 553 98 которой установлен электрод-насадка, вставленный в кольцевой канал, соединяющий электрод-.насадку с трубчатым электродом, причем в 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 того, применение сухого сжатого воздуха усложняет конструкцию датчика, вызывает дополнительные энергетические затраты, создает необходимость иметь в наличии воздухопроводные магистрали и сопутствующие устройства 23. Целью изобретения является повышение надежности датчика.Цель достигается тем, что гидроэлектрический датчик, содержащий изолятор, подводящую трубу, сочлененную с трубчатым электродом, и электрод-насадку, причем электрод" насадка и трубчатый электрод установлены в 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, под" ключен к второму полюсу источника питания и общей вине 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. 5 15 20 25 30 35 4Гидроэлектрический датчик дляконтроля параметров прокатываемойполосы содержит опорный изолятор 1,выполненный из негигроскопическогодиэлектрика и являющийся корпусом гидроэлектрического датчика. В верхней части корпуса установлен электрод-насадка 2, сочлененный с кольцевым каналом 3, совместно с нимв нижней части канала 3 установлентрубчатый электрод 1. Водопроводящий трубопровод 5, выполненный издиэлектрического материала, сочленен с трубчатым электродом ч и через стабилизатор б давления жидкости подключен к питающей магистрали 7, Свободная струя 8, направленная насадкой 2 на поверхностьконтролируемого проката 9, замыкаетэлектрическую цепь, в которую вклюцены валки 1 О прокатной клети. Дополнительный кольцевой электрод 11установлен на наружной поверхностиизолятора 1, охватывает его по замкнутому контуру. Электрод-насадка 2подключен на вход суммирующего опе 1рационного усилителя 12, а общаяшина усилителя 12 подключена к дополнительному кольцевому электроду11 непосредственно и к трубчатомуэлектроду 4 через источник 13 электрического питания, Выход суммирующего операционного усилителя 12 заземлен на валки 10 прокатной клетии металлические конструкции 1 ч прокатного стана, Выход усилителя 12 так 1 же соединен с общей шиной через регистрирующее устройство 15. Гидроэлектрический датчик дпя Злектропроводная жидкость из питающей магистралис 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 М и электродом-насадкой 2, установленным в верхней части изолятора 1, Одновременно электрод- насадка 2 формирует свободную струю 8, направленную на контролируемый прокат 3, Длина струи 8, а следовательно, ее омическое сопротивление изменяется в зависимости от прогиба проката 9, поскольку опорный изолятор 1 ж естко установлен на металли5 98 б ческие конструкции 14 прокатного стана на фиксированном расстоянии от оси, прокатки. Столб электропроводной жидкости, размещенный в кольцевом канале 3, выполняет роль эталонного % 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 1 электрода-насадки 2, контролируемого проката 9 и заземленных валков 10 прокатной клети. Выходное напряжение ОВЬк суммирующего операционного уси" лителя 12 измеряется регистрирующим Эе устройством 15, которое соединяет выход усилителя с общей шиной и свя" зано с напряжением, поступающим от источника 13 электрического. питания, зависимостью И где Й - омическое сопротввление реструи зистора, образованного сво- щ бодной струей 8; , К - омическое сопротивление эщлон эталонного резистора, образованного столбом электропроводнои жидкости в кольцевом канале 3. Выходной сигнал информации Оь,о прогибе проката 9 при стабильном диаметре струи 8 зависит практически40 только от длины струи и не зависит от колебаний удельной электропроводности жидкости, поскольку применен компенсационный метод измерения, Когда в процессе работы датчика45 опорный изолятор 1 покрывается струями воды, смазки и другими токопроводящими компонентами, между электродом-насадкой 2 и металлической конструкцией 14 прокатного стана образуются нестабильные цепи резисторовз 6 утечки В и й на чертеже изображены штриховой линией), Однако в предлагаемой конструкции датчика они не оказывают влияния на стабильность работы, поскольку резистор Й 4 подключен на вход операционного уси" лителя 12 электродом-насадкой 2 и дополнительным кольцевым электродом 530 611, охватывающим по замкнутому конту" ру изолятор 1. Так как потенциал соб" ственного входа операционного усилителя, охваченного обратной связью практически равен потенциалу общего провода, то через резистор к 4 утеч- ки ток протекать не будет,т,е. электрически цепь будет разомкнутой. Резистор В утечки также не оказывает влияния на стабильность работы, поскольку он под 1- 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 Овьаинф рмации измеряемый регистрирующим устройством 1, при постоянном поперечном се" чении 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 ис. пользовать датчики в устройствах для контроля длины, ширины, диаметра гюперечных перемещений и других параметров проката непосредственно в тех" нологическом потоке.Таким образом, датчик, снабженный дополнительным кольцевым электродом, установленным на наружной поверхности изолятора, охватывающим изоляторпо замкнутому контуру и подключенным к суммирующему операционному усилителю, обладает более высокой надежностью в сложных условиях эксплуатации и имеет линейную градуировочную зависимость. По 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"9865па К 1 ЙОУД 1 Б и К 140 УД 2 Б, с согласующим каскадом на выходе и источником калиброванного напряжения частотой 10 кГц. Испытания показали линейную градуировочную зависимость, высо кую стабильность и надежность гидроМ электрического датчика, когда опорный изолятор очищен и когда опорный изо" лятор покрыт струями воды.Экономический эФФект от применения 1 в на одном листопрокатном-стане состав" ляет 20 тыс. руб. в год.Формула изобретения1 ЗГидроэлектрический датчик для контроля параметров прокатываемой полосы, содержащий изолятор, подводящую трубу, сочлененную с трубчатым элек тродом, и электрод-насадку, причем электрод-насадка и трубчатый элек.трод охватывают кольцевой канал, выполненный в изоляторе и соединяющий электрод-насадку с трубчатым элвк 30 8тродом, 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 ннФормации, принятые .во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР ь 622525, кл, 8 21 В 37/00, 1977.2. Авторское свидетельство СССР И 818689, . 8 21 В З 7/00, 1979 (прототип).. Редактор С, Титова Техред А.Бабинец КорректорА. Дзятко 1 ЮВВ Ю ЮЮЮЮВВВЮЮВВВЮЮЮЮВЕЮ Филиал ППП "Патентф, г. Уагород, ул. Проектна каз 10385/2 Тирам ВНИИПИ Государств ло делам изобре 11303, Москва, 3ного коний и5, Раувю ю вввв ю ю Подписимитета СССРткрмтийская наб , д.