Устройство для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы

(54) УСТРО ТЯЖ ЕНИЯ МОЙ ПОД (57) ИЗОборостсистемах у лосы) в че измерения сы в разл оценки их короблени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Киевский институт автоматики им.ХХЧсъезда КПСС(56) 30 опб 6 зеп, 1977. т. 97, вып, 21, с,1029-1033.Рап)рЫет АЧ 83-102 Е, апоагу, 1971,ЕбЮоп 1. Рзп)рйес АЧ 86-103 Е, ОссоЬег,1971. Ебтоее 2,ЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НА ПО ШИРИНЕ ПРОКАТЫВАЕ бретение относится к области прироения и может быть использовано еправления прокатного листа (порной и цветной металлургии для натяжений прокатываемой полоичных зонах по ее ширине с цельюнеравномерности и исключения я 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 прокатыеаемой 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 -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 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 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 которых5 10 размещены магнитоупругие датчики 3 усилия по числу зон контроля (конструкция маг 1нитопровода 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 которогорасположена 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 выпрямитель- стабилизатор 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 в последовательность импульсов напряжения, а выходы узлов 4 преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения - с соответствующими входами (входами светодиодов 10) бесконтэктного 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 чис 15 20 25 30 35 40 45 50 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 усилителей- формирователей 14 и управляющие входы счетчиков 15 являются входами блока 13 обработки информации30 35 40 45 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 (0,00035- 0,00042 с) на светодиод 10 поступают 6 - 8 импульсов. Этого достаточно для того, чтобы с необходимой точностью (0,5-1 о ) 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 11 (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, вход сумматора 17 для импульсов генератора 16 закрывается. В одном иэ регистров фиксируется число Т 2, кратное периоду прохождения импульсов от генератора 4 Роэра,нагруженного усилием магнитоупругого датчика 3, Аналогично на второй регистр поступают импульсы, количество которых Ткратно периоду прохождения импульсов от генератора 4 Роэра. не нагруженного усилием магнитоупругого датчика 3.Величина измеряемого усилия Р пропорциональна разности частот 12 нагруженного усилием магнитоупругого датчика 3 и т 1 не нагруженного магнитоупругого датчика 3 5 10 15 20 25 30 25 Р =КЛЕМ =К(12 - 1) =К( Г - Т ) =1 1 2 Т 1, Т 1-ТгТ Т 2Эта величина вычисляется сумматором 17 и поступает на индикатор 18. 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 полосы 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 разрезного3, 2 трансформатора выполнены из Ш-образных пластин, востановленных в кольцевых обоймах, причем обмотки трансформатора расположены в кольцевых пазах магнитопроводов, образованных Ш-образ 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 90 О относительно друг друга, и фотодиоды, установленные напротив торца разрезного ро 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 п.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 12 УуФ 12 270 Редактор В.Данко Заказ 2605 Тираж 326 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 10Яд 1 дфца.д Составитель А.АбросимовТехред М.Моргентал Корректор О.Кравцова