Устройство для измерения температуры движущейся электропроводной поверхности Советский патент 1992 года по МПК G01K13/08 

Изобретение относится к технике, связанной с измерением температур, и предназначено, в частности, для производственного контроля температуры тонких лент проката цветных и черных металлов в процессе их производства и термообработки.

Известно устройство, позволяющее частило устранять неточность измерения температуоы Т, связанную с поперечной волнистостью контролируемых поверхностей. Основной особенностью его является

размещение пгоского измерительного электрода на каретке с 2-мя колесами, расставленными поперек движения ленты.

Недостатком устройства является сохранение погрешности при размере поперечной волны, сравнимом с расстоянием между колесами, при продольных аолнах - из-за приближения края плоского электрода к контролируемой поверхности при наезде каретки на волну или спуска с нее, а также невозможность сохранения точности и стабильности измерений при косых волнах на контролируемой поверхности.

Известно также устройство с одноколесной кареткой и электродом, расположенным в плоскости колеса, и с согласованными профилями обода колеса и электрода. Это устройство практически устраняет погрешность; измерения при поперечной волнистости контролируемой поверхности (за исключением случаев изменяющегося профиля волны), но при продольных и косых волнах его погрешность остается такой же, как и у датчика.

Цель изобретения устройства - повышение точности измерений при всех видах волн на контролируемой поверхности: поперечных, продольных и косых.

Указанная цель достигается за счет того, что в устройство для измерения темпера- туры движущейся электропроводной поверхности, содержащее измерительный электрод со сферической рабочей поверхностью, жестко закрепленный на каретке, снабженной колесом с полукруглым ободом, стержень, амортизатор и неподвижную опору введена балка, консольно закрепленная в неподвижной опоре с возможностью поворота вокруг оси,параллельной оси стержня, а каретка снабжена дополнительным колесом, идентичным первому и расположенным симметрично ему относительно продольной оси измерительного электрода, и закреплена через амортизатор на одном конце стержня с возможностью перемещения вдоль его оси и возможностью поворота вокруг оси, параллельной осям вращения колес и расположенной посередине между ними или ближе к переднему колесу, при этом другой конец стержня, выполненный в виде цапфы, закреплен на свободном конце балки.

Каретка содержит два колеса, расположенные в одной плоскости, и тем, что она сочленена с амортизатором на стержне с помощью оси, допускающей одну степень свободы перемещений каретки (поворот) от- носительно амортизатора со стержнем, и каретка через стержень с амортизатором ведома в процессе измерений с помощью консольной балки с шарнирным креплением на неподвижной опоре.

На чертеже (фиг,1-3) представлено предлагаемое устройство в трех проекциях.

Устройство содержит стержень 1, каретку 2, колеса 3, 4 каретки, измерительный электрод 5, контролируемую поверхность 6, ось 7 сочленения стержня 1 с кареткой 2, цапфу 8 (верхний конец стержня), подшипник 9 свободного конца консольной балки 10, амортизатор 11 с пружиной, рычаг 12

цапфы 8, пружины 13 стабилизационное элемента поворота каретки, выступы 14 на подшипнике 9, цилиндрическое шарнирное соединение 15 балки 10с неподвижной опо5 рой 16, пружины 17 стабилизирующего элемента поворота балки 10, несущую Vfl конструкцию.

Кроме того, на фиг.1 - 3 обозначены: $ - центр кривизны рабочей поверхности и|г

0 мерительного электрода, Oi и 02 - центры кривизны ободов колес.

Основу устройства составляет удерживаемая стержнем 1 и с его помощью ведомая по контролируемой поверхности

5 каретка 2, состоящая из рамки 2 и двух колес 3,4с полукруглыми ободами, установленные ми в одной плоскости друг за другом. Каретка несет на себе измерительный электрод 5, расположенный между колесами в одной

0 плоскости симметрии с ними. В поперечном сечении поверхность ободов колес - полукруг или сегмент круга радиусом R. Поверхность электрода 5 должна представлять собой полусферу (или часть ее) радиусом г

5 R - б, где 5 - расстояние от электрода до контролируемой поверхности 6, на которой установлена каретка. В предлагаемом устройстве электрод 5 симметрично (можно и несимметрично) усечен со стороны колес

0 плоскостями параллельными его оси и перпендикулярными плоскости колес до размера а с радиусом закругления кромок г1. Это позволяет сблизить колеса, уменьшить базу каретки и тем самым снизить погрешность

5 измерения температуры контролируемого объекта с малыми размерами продольной волны. Стержень 1 сочленен с кареткой 2 с помощью горизонтальной оси 7, параллельной осям и колес. Поворот каретки относи0 тельно нижнего конца стержня вокруг этой оси - свободный. Для большей стабильности работы устройства, ось 7 может располагаться не только симметрично колесам каретки 3, 4, но и ближе к переднему колесу

5 3. Верхний конец стержня 1 выполнен в виде продольной ему оси (цапфы) 8 и вставлен в подшипник 9 консольной балки 10. Цапфа 8 в подшипнике 9 не имеет подвижности вдоль своей оси симметрии. Для

0 амортизации каретки 2 на волнах контролируемой поверхности 6 стержень 1 содержит амортизационное устройство (например, пружину) 11, действующее вдоль его оси. Вращательное движение цапфы 8 вподшип5 нике 9 подпружинено стабилизирующим элементом, состоящим, например, из рычага 12, установленного на цапфе, и пружин 13. Пружины 13 одними концами укреплены на рычаге 12, а другими - на подшипнике 9

симметрично с двух сторон. Для этой цели

могут быть предусмотрены дополнительные выступы 14. Этот стабилизирующий элемент способствует возврату каретки 2 в основное (исходное) направление движения после отклонения ее косой волной на конт- ролируемой поверхности. Балка 10 с помощью цилиндрического шарнирного соединения 15, ось которого параллельна оси стержня, связана с неподвижной опорой 16 и служит для незакрепленного в го- ризонтальной плоскости (параллельной ровной контролируемой поверхности) ведения каретки по контролируемой поверхности. Поворот балки 10 в шарнире 15 также подпружинен стабилизатором ее положе- ния в виде двух пружин 17, укрепленных одними концами на балке 10, другими - на неподвижной опоре 16. Этот стабилизирующий элемент обеспечивает возврат в исходное состояние балки 10 с кареткой 2 на конце после ее отклонения на косой неровности (волне) контролируемой поверхности. Все устройство для измерения температуры крепится над контролируемой поверхностью 6 с помощью неподвижной опоры 16 на любой неподвижной относительно 6 несущей конструкции 18. Для работы устройства его устанавливают с помощью неподвижной опоры 16 над контролируемой поверхностью 6 так, чтобы амортизаци- онное устройство стержня 11 занимало среднее положение. При этом наибольшие выпуклости или подъемы ленты 6 не должны

18

разрушать устройство, а впадины под устройством или опускания ленты не должны приводить к отрыву колес каретки 2 от контролируемой поверхности. Контролируемая поверхность движется в направлении стрелки Д.

Формула изобретения Устройство для измерения температуры движущейся электропроводной поверхности, содержащее измерительный электрод со сферической рабочей поверхностью, жестко закрепленный на каретке, снабженной колесо м с полукруглым ободом, стержень, амортизатор и неподвижную опору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введена балка, консольно закрепленная в неподвижной опоре с возможностью поворота вокруг оси, параллельной оси стержня, а каретка снабжена дополнительным колесом, идентичным первому и расположенным симметрично ему относительно продольной оси измерительного электрода, и закреплена через амортизатор на одном конце стержня с возможностью перемещения вдоль его оси и возможностью поворота вокруг оси, параллельной осям вращения колес и располо- женной между передним колесом и измерительным электродом, при этом другой конец стержня, выполненный в виде цапфы, закреплен на свободном конце балки.

л

X

fS 10 98 Y / Л

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерения температуры на подвижных объектах с переменной рельефностью, например металлического проката в процессе его производства и термообработки. Устройство содержит измерительный электрод со сферической рабочей поверхностью, неподвижно закрепленный на двухколесной каретке, которая через амортизатор соединена с одним концом стержня, другой когец которого выполнен в виде цапфы и закреплен на свободном конце консольио закрепленной а неподвижной опоре банки, имеющей возможность поворота вокруг оси, параллетьной оси стержня. Колеса каретки расположены в одной плоскости симметрично относительно продольной оси измерительного электрода. Каретка имеет возможность свободного поворота вокруг оси, параллельной сслм вращения колес, и возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль стержня при упругом силовом воздействии амортизатора. Вращательные движения коксольной балгол и цапфы ограничиваются стабилизирующими элементами, обеспечивающими возврат каретки в исходное положение после отклонения ее под воздействием неровностей поверхности объекта. При этом обеспечивается постоянство зазора между иэмери гель- ным эпектродом и поверхностью обьекр для продольных, поперечных и косых волнообразных неровностей поверхности объекта. 3 ил.

®uzt

фиг.З