Устройство для контроля профиля валка Советский патент 1984 года по МПК G01B7/34 

Изобретение относится к области конт ропьяо-иэмерительной технике и может баыть использовано опя измерения нрофиJa поверхности тел вращения в процессе их о юботки, в частности, пля ксжтроля 1ФОФИЛЯ прокатных валков в процессе wz ишифобвания. Известно устройство измерения профиля валка в процессе его ш/шфования , содержащее ксяггакшый патчик перемеше ния, установленный в вентре опиракяцейся на о батьюаемый валок сюэбы, при перемещении которой вдоль образующей валю в кажпом его сечении датчиком за меряется отклонение радиуса вашса от заданного значения l . Недостаток етого устррйства заключа ется в значительной вогрешнсюти нзМере нвя, кот()вя об словссена потерями контакта ско€ы п датчика с пове{ишостью о %1а€атг 1ваемого изделшх его вибрашш« а также вз-эа наличия на ней охяаждакю sMymiCHH, а6 разивной к мефйЯ1Шческ4 ваиш. Известны также способ и устройство шш измер пзя точки прокатных валков на прокатных стенах в процессе прокатки с номощыэ шести бесконтактных оатчиков заз(фа, расооложешшк симметричнымв гууюивми на диаметрально pa ieceBRiiDc относительно продольнс оси валка балках, которые формир гвхг сигнагал, хар цстери1 гюшие суммарные зазоры по краям в в середине бочки валка, при этом продольшы профиль валка определя ют как разшхль днаметрса в центре и по краям валка ||2|. Однако отсутствия полной инфа(|«ашш о арсцкольиом профиле валка (профиль койтролефуется только по трем сечениям) R необходимости шести датчвшзв и дааметралыи плоское ти ваяка ооособ Ш1 вальшшшс сязальных станках не может быть реализован. Нййбооее бшеким к изобретению по тетжическЫ сушгости является устройство для ксжтрола профшш валка, содержащее первый, второй и третий вихретоковые прёобразсжатели, выполненные )ю автогенерат(ой схеме, соответственно три узла выделения сигналов ра вюстнс частофы, связанные по пе1жым выход1зм с автга евераторами соот«етствукяцих преобразователей, опорпий генератор, подключенный выходе к второму входу вторсиго узла выделения сигнала разностной частоты, три функциональных преобра зователя, входы которых соединены с выходами соответствующих узлов выделения сигналов разностной частоты, выходы соответственно через первый, второй и третий масштабирующие усилители с коэффициентами а, 2 Ь, связаны с входами узла алгебраического суммирования, вихрет жовые преобразователи размещены на общем основании в плоскости, перпендикулярной к оси контролируемого валка, и их оси пересекаются в одной точке, траектория которой при относительна перемещении оснсхвания и валка прокодит по оси валка шга в непосредственной близости от нее, а масштабирующие коэффициенты Л и b первого и третьего усвлитеявй выбраны из соотношений S4vi(Q,+(г) + p) где оС и - углы, осями соответственно первого и третьего вихретоковых преобразователей с осью второго преобразователя. Результат совместной обработки промасштабированных сигналов датчиков формируется в узле алгебраического суммирования в виде 6-аР, + ЪР2-2Р2 Данное устройство обеспечивает контроль всего продольного профиля изделия с повьш1енной точностью за счет исключения влияния на результат измерений как самого объекта контроля, так и основания с датчиками з , . Однако обеспечиваемая известным устройство точность контроля недостаточна. Целью изобретения является повьшюние точности контроля. Цель достигается тем, .что устройство для контроля валка, содержащее первый для к жтроля профиля валка, содержащее первый, второй и третий вихретоковые преобрезсюатеяи, выполненные по автогенераторной схеме, соответственно три зла выделения сигналов разностной частоты, связанные по первым выходам с автогенераторами соответствующих вихретошжых преоО)азователей, опорный генератор, подключенный ы 1ходом к второму входу второго узла выделения сигнала разностной частоты, три функциональных преофазователя, входы которых соединены с выходами соответствующих узжш выделения сигналов .разностной частоты, а выходы соответственно через первый. Второй и третий масштабирукадие усилители с коэффициентами а, 2 , Ъ связаны с входами узла алгебраического суммирования, вихретоковые преобразователи размешены на обш,ем основ шии в плоскости, перпендшсулярнс к оси конт ролируемого валка, и их оси пересекают ся в одной точке, траектория которой при относительном перемещении основани и валка проходит по оси валка в непосрепственной близости от нее, а масштабирукщие коэффициенты а и Ь первого и третьего усилителей из сооо ношений (.oo(i) ( где ot и j3 - углы, образуемые осями соответственно пе явого и третьего вйхретоковых преобра:зователей с осыо второго преобразователя, снабжено ъчотрым опорным генератором, к выходу котсфого подключены BToie ie входы перв(ях и третьего узлов выделения сигналов разностной частоты, опорные генератори выполнены разностными в соответствии с соотношением - il () {5 .«SAnottsinp) где i| - частота первого сшорного гене ратора и среднего датчика в отсутствие металла, 2 - частота второго опорного гене ратора и крайних датчиков в отсутствие металла. На чертеже приведена блок-схема устройства для контроля профиля валка. Устройство содержит воспринимающую изменение высоты поверхности конт юлнруемого валка систему из трех вихретоковых автогенераторных преобразовате. лей 1-3, размещенных на ос- новании 4 в один ряд таким образ 4, что их оси измерения лежат в одной плоское/ ти и пересекаются под углами оС и В оотюсительно оси среднего преобразователя 2. Основание вьтолнено подвижным имеет скользящие по поверхности валка олоры 5, с помощью которых осуществля ется привязка устройства к объекту конт роля. При этом основание 4 устанавливается таким образом, что плоскость, в ко торой лежат оси преобразователей 1 3, перпендикулярна к оси валка, а траектория точки О их пересечения при перемещении основания вдоль валка совпадает с осью валка или проходит вблизи нее. Преобразователь 2 имеет возможность перемещения в вертикальной плоскости с помощью ввнтсесяго механизма 6 для обеспечения между этим преобразователем и поверхностью валка зазора, соот ветствуюшего зазорам крайних преобраэ1 вателей 1 и 3, величина котор1 х (итределяется скользящими (жорами 5. AsftoTQKepa.tOfsn вихревых преофазователей 1-3, связаны соответственно с узлами 7-9 шлделения сигнале разностной частЬтн. Второй вход узла 8 выделешш разностной частоты подклю-., чен к первому свк жсялу генератору. 1О, а вторые вкощл узлов 7 и 9 - к второму сяюрнедлу генератору 11. С выходами узаоъ 7-9 выделения раз1юстной частота соединены входы функоирнадьных преофазователей 12 14 кыходы через масшта срующие усшттели 15 - 17 соединены с входами узла аш браического суммиро вания, выход которого является выходом устройства. Узлы 7-9 выделения раеносшой частоты мсятут быть выполнены по принципу выделения биений на диодных см сителях. В качестве ( генераторов Ю и 11 могут быть использованы Ьс генерафс яы. Частота генератора 1О (2) счастотой генератора 11 (fi) А г ( 4«i«Clt9;nfif связана соотношением Линеаризующие преоб|)аз жатели 12 14 в шолнены на преобразователях час- . тога - ток с логарифмической зависимостью тока от частоты. Узлы 15 - 17 масщтйб1фования построены не резистивных делителях (потенцис 4етрвх) при следующем выборе коэффициенте усиления: узел 15, масщтабирукнций сигналы первого крайнего датчика(образованного узлами it 7, 12), имеет коэффициент ,о, 2«-4 5in() узел 16, масштабирующий сигналы второго среднего датчика (элементы 218-13), имеет коэффициент 2К, узел 17, масштабирующий сигналы второго крайнего датчика (элементы 39-14), имеет коэффициент k-t-Svc . в1п(Л + (Ы i - любой постоянный коэффиииУзел 18 алгебраическетч) суммирования вьшолнен на операоионнсяи усилител Устройство работает следующим образом. В отсутствие изделия (основание 4 поднято над валком) начальная частота преобразователя 2 равна частоте | ге не ратсч а 10, а начащ ные частоты преобразователей 1 и 3 - частоте i 2 ® нератора 11. Разностные частоты на вы ходах узлов 7 - 9 выделения разнсюта частотъ равны нулю (с точностью до начальной балансировки). При устаноЕже оснсжания 4 опорами на валок частоты преобразователей 1 3 отклон$потся от начальных значений, и на выходах узлов 7-9 выделения разностной частоты появляются сигналы разностной частоты bi (отклонение частоты преобразователя 1 от сшорной частоты i-i , (отклонение часто ты преобразователя 2 от опорной часто ты i, } w. (отклонение частоты преобразователя 3 от опорной частоты f Сигналы . bi 2 , посту пают на вхоЦы функциональных преобразователей 12 - 14, формируюпдай соотвественно на своих напряжения U2 --k,biift ,bui2oU kve«&Ui которые затем в узлах 15-17 приводятся к масштабу - умножаются на коэф финиентыОь, 2k, bk и поступают на вх ды узла 18 в виде, MS J a5inj5 ,,, и 2че«&121, ,|tt 7l -iSir o6 я , Т ГйТгГ. при этом в узле 18 алгефаического суммирования согласно выражению (оо 4- Uo - и о ) формируется некоторая выходная величина, которая находится в зависимости от расстояний между вихретоковыми преобразователями 1171 3 и поверхностью валка (от зазора) в месте исходной установки устройства и представляет собой начальное значение 11(5 . Величина UQ может быть для удобства контроля приведена к нулю путем подбора зазора Kg среднего преобразователя 2 с помощью винтовго механизма 6. На этом установка устройства в исходное состояние заканчивается. Далее при перемещении основания 4 с вихретоковыми преобразователями 1 3 вдоль бочки валка зазоры Х, , Xg , X 3 изменяются, а выходной сигнал : представляет в каждой точке (вдоль оси валка) текущее значение отклонения диаметра (в масштбабе, определяемом коэффициентом 2 ККд) от начального значения в точке, где был выставлен О, т.е. описывает в процессе перемещения продольный профиль валка. При появлении в процессе перемещения основания 4 по длине валка в зоне его преобразователей 1-3 участков поверхности с другими магнитными свойствами или с изменением их разогрева при щлифовке изменяется и глубина проникновения электромагнитного поля в этих участках и выходные сигналы узлов 12 - 14. Однако, благодаря наличию второго опорного генератора и заданному соотношению частот первого и второго генераторов, показания устройства не зависят от изменения электромагнитных свойств изделия - составлякнцая выходного сигнала, определяемая изменением этих свойств, при суммировании в уз 18 равна нулю. Таким образом, исключается влияние неоднородности (вдоль валка) электромагнитных свойств изделия на результаты контроля его профиля и повьпиается точность измерения. Использование устройства контроля рофиля валков обеспечит по;ч чение экоомии металла при изготовлении валков и при их эксплуатации, поскольку повышение точности размерной обработки ваЯков позволит вести прокатку в минусовых допусках.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОФИЛЯ ВАЛКА, содержащее первый, второй и третий вихретоковые преобразователи, выполненные по автогенераторной схеме, соответственно три узла выделе ния сигналов разностной частот, связанные по первым выходам с автогенера торами соответствующих преобразователей, опорный генератор, подключенный выходом к второму входу второго уэла выделения сигнала разностной частоты, три функциональных преобразователя, вхошы которых соединены с выходами соответствующих узлов выделения сигналов разностной частоты, а выходы соотвественно через первый, второй и третий масштабирующие ycилv тeли с коэффициентами а , 2, b связаны с входами узла алгебраического суммирования, вихретоковые преофазователи размещены на оснсжании в плоскости, перпендикулярной к оси контролируемого валка, и их оси пересекаются в одной , траектория которой при отаосительном перемещении основания и валка проходит по оси валка или в непосредственной близости от нее, а масштабирующие коэффициенты а и Ъ первого и третьего усилителей выбраны из соотношений einpi 61П(Л -, e(ott(Jr .i«(o(-tp) где об и 5 - углы, образуемые осями (Л соответственно первого и третьего вих- С ретоковых преобразователей с осью второго преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено вторым опорным генератором, к выходу которого подключены вторые входы первого и эо vi Четьего узлсж выделения сигнале разностной частоты, генераторы выполнены раэночастотными в соответствии с соотнсшением , 91П -2 (einot- ) где iI - частота первого опорного генератора и среднего датчика в отсутствие металла, 1 - частота второго опорного генератора и крайних датчиков в отсутствие металла.