Устройство для измерения деформации клети прокатного стана Советский патент 1992 года по МПК G01B7/24 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения усилия прокатки.

Известно устройство измерения усилия прокатки, включающее силоизмерительный преобразователь, встраиваемый в силовой контур клети.

Недостатками известного устройства являются большие габариты, энергоемкость, зависимость результатов измерений от точности приложения нагрузки к преобразователю, невозможность проведения ре- гламентных и ремонтных работ без останова стана.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является устройство для измерения деформации клети прокатного стана, содержащее магнитоупругий датчик с намагничивающей и измерительной обмотками, элементы крепления датчика к стойке клети, стабилизированный блок питания, блок обработки сигнала, инвертирующий усилитель, разделительную емкость, два компаратора, устройство выборки хранения, суммирующий усилитель, элемент И и формирователь импульсов.

Недостатком устройства является низкая точность измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что иззе:тное устройство для измерения деформации клети прокатного стана, содержащее предназначенный для установки на клети прокатного стана магнитоупругий датчик с намагничивающей и измерительной обмоткачи и кою

д

жухом, соединенный с намагничивающей обмоткой стабилизированный блок питания, блок обработки сигнала, вход которого соединен с измерительной обмоткой, блок выборки-хранения, первый вход которого соединен с выходом блока обработки сигнала, компаратор и измерительный прибор, снабжено вычитающим усилителем, первый вход которого соединен с выходом блока обработки сигнала, а второй соединен с вы- ходом блока выборки-хранения, злемант ИЛИ, выход которого соединен с входом одновибратора, связанного своим выходом со вторым входом блока выборки-хранения, последовательно соединенные первая схе- ма защиты от дребезга контактов и кнопка ручной коррекции, соединенные с первым входом элемента ИЛИ, вторая схема защиты от дребезга, выход которой соединен со вторым входом элемента ИЛИ, последовя- тельно соединенные между собой и со второй схемой защиты от дребезга, реле и линия задержки, датчик тока, выход которого соединен с первым входом компаратора, задающий блок, выход которого соединен со вторым входом компаратора, выход компаратора соединен с входом линии задержки, вход измерительного прибора соединен с выходом вычитающего усилителя.

Включение в состав устройства вычитающего усилителя, одновибратора, элемента ИЛИ, двух схем защиты от дребезга контактов реле, линии задержки, датчика тока, кнопки ручной коррекции, задающего уст- ройства и определенк -ix связей между ними позволяет организовать обнуление выходного сигнала после выхода металла из клети, что обеспечивает повышение точности измерения по сравнению с прототипом, поскольку информационный сигнал на вы- ходе устройства полностью соответствует текущему значению усилия проката.

При выходе металла из клети ток якоря двигателя привода валков уменьшается. Ког- да величина тока становится меньше определенного уровня, свидетельствующего о том, что металл вышел из клети, устройство по сигналу датчика тока вырабатывает управляющий импульс, разрешающий обнуле- ние выходного сигнала в течение времени равного длительности импульса.

Блок-схема предлагаемого устройства для измерения деформации клети прокатного стана представлена на чертеже,

Устройство содержит магнитоупругий датчик 1, установленный на стойке клети 2 и закрытый кожухом 3. Намагничивающая обмотка 4 подключена с стабилизированному блоку питания 5, а измерительные обмотки

6,7 подсоединены ко входам блока обработки сигнала (БОС) 8, выход которого связан с первым входом устройства выборки-хранения (УВХ) 9 и с одним из входов вычитающего усилителя (ВУ) 10, второй вход которого связан с выходом УВХ 9. Второй вход УВХ 9 соединен с выходом одновибратора (0В) 11, связанного своим входом с выходом элемента ИЛИ 12, один из входов которого соединен с первой схемой защиты от дребезга контактов (СЭ) 13, последовательно соединенной с кнопкой ручной коррекции (КР) 14. Второй вход элемента ИЛИ 12 соединен со второй СЗ 15, которая последовательно соединена с реле 15, линией задержки (ЛЭ) 17, соединенной своим входом с выходом компаратора (К) 18, один вход которого связан с датчиком тока (ДТ) 19, а второй - с задат- чиком уровня (ЗУ) 20. Измерительный при-- бор (и) 21 подключен на выход ВУ 10.

Вычитающий усилитель 10, измерительный прибор 21, реле 16, кнопка ручной коррекции 14, компаратор 18, датчик тока 19, устройстзо выборки-хранения 9 являются стандартными блоками, выпускаемыми отечественной промышленностью.

При подключении устройства к сети переменного тока СБП 5 начинает генерировать сигнал в виде стабилизированного тока, которым запитывается намагничивающая обмотка 4 магнитоупругого датчика 1, вследствие чего в чувствительном элементе датчика 1 появляется магнитный поток, который индуктирует ЭДС з двух измерительных обмотках 6 и 7.

При работе прокатного стана его клеть деформируется, жестко связанный с ней чувствительный элемент датчика 1 испытывает деформацию. Происходит изменение магнитной проницаемости чувствительного элемента « соответствующее ему изменение магнитного потока, а также ЭДС, наводимых в измерительных обмотках 6 и 7, Б одной из которых ЭДС возрастает, а во второй - падает.

Переменные напряжения, снимаемые с измерительных обмоток 6 и 7. поступают на БОС 8. где происходит их масштабирование, выпрямление и вычитание. На выходе БОС 8 формируется линейная выходная характеристика с требуемым размахом. Сигнал с выхода БОС 8 содержит в общем случае квазистатическую составляющую, пропорциональную предварительному натягу датчика и разности температурных де- формаций стойки и датчика 1, и динамическую составляющую, определяемую усилием прокатки.

Выходной сигнал, полученный на выходе БОС 8, поступает на вход УВХ 9, которое

служит для выделения квазистатической составляющей по команде, поступающей на его управляющий вход. При этом на выходе его появляется сигнал, пропорциональный квазистатической составляющей, который подается на вход ВУ 10. На второй вход ВУ 10 поступает полный сигнал с выхода БОС 8. Вычитание этих сигналов в ВУ 10 обеспечивает на выходе ВУ 10 выходной сигнал устройства, пропорциональный динамиче- ской составляющей деформации стойки, определяемой усилием прокатки. Команда, поступающая на второй (управляющий) вход УВХ 9 и определяющая запоминание квазистатической составляющей сигнала, формируется следующим образом.

При выходе металла из клети ток якоря двигателя привода валков уменьшается. Когда ток якоря становится меньше уровня, определяемого ЗУ 20, характеризующим от- сутствие металла в клети, на выходе К 18 появляется высокий уровень логического сигнала, который обусловливает замыкание контактов реле 16 с временной задержкой, определяемой ЛЗ 17. Замыкание контактов Р 16 приводит к появлению на выходе С315 высокого логического уровня, поступающего на вход элемента ИЛИ 12. На выходе ИЛИ 12 появляется высокий логический уровень, по переднему фронту которого 0В 11 фор- мирует импульс управления. По этой команде в У8Х 9 происходит запоминание выходного сигнала БОС 8. Так как металла в клети нет, то этот сигнал определяется только квазистатической составляющей и хранится в памяти УВХ 9 вплоть до прихода следующей команды с 0В 11 при очередном выходе металла из клети.

В устройстве имеет возможность ручной коррекции выходного сигнала при от- сутствии металла в клети. Для этого имеется КР 14 и СЗ 3, связанные со вторым входом элемента ИЛИ. Это необходимо для предварительного обнуления выходного сигнала устройства в случае аварийных и профилак- тических остановках стана, что также способствует повышению точности измерения.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения за счет того, что коррекция выходных сигналов выполняется по сигналу от внешнего датчика (датчика тока) в течение времени, равного длительности управляющего импульса, что исключает потерю полезной информации в момент входа металла в клеть. Повышение точности измерения способствует более рациональному выбору технологических режимов, повышению производительности стана и долговечности оборудования.

Формула изобретения Устройство для измерения деформации клети прокатного стана, содержащее предназначенный для установки на клети прокатного стана магнитоупругий датчик с намагничивающей и измерительной обмотками и кожухом, соединенный с намагничивающей обмоткой стабилизированный блок питания, блок обработки сигнала, вход которого соединен с измерительной обмоткой, блок выборки-хранения, вход которого соединен с выходом блока обработки сигнала, компаратор и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено вычитающим усилителем, первый вход которого соединен с выходом блока обработки сигнала, а второй вход - с выходом блока выборки-хранения, элементом ИЛИ, выход которого соединен с входом одновиб- ратора, последовательно соединенными первой схемой защиты от дребезга контактов и кнопкой ручной коррекции, соединенными с первым входом элемента ИЛИ, второй схемой защиты от дребезга, выход которой соединен с вторым входом элемента ИЛИ, последовательно соединенными между собой и с второй схемой защиты дребезга реле и линией задержки, датчиком тока, выход которого соединен с первым входом компаратора, задающим блоком, выход которого соединен с вторым-входом компаратора, выход компаратора соединен с входом линии задержки, а вход измерительного прибора - с выходом вычитающего усилителя.

Изобретение относится к измерениям деформации и силы магнитоупругими датчиками. Цель изобретения - повышение точности измерения. Это обеспечивается тем, что в известное устройство, содержащее магнитоупругий датчик, установленный на стояке клети и закрытый кожухом, с намагничивающей и измерительными обмотками, стабилизированным блоком питания, блоком обработки сигнала, устройством выборки-хранения, компаратором, измерительным прибором,дополнительно введены вычитающий усилитель, одновибратор, элемент ИЛИ, две схемы защиты от дребезга контактов, реле, линия задержки, датчик тс- ка, кнопка ручной коррекции и задающее устройство, что позволяет обеспечить коррекцию выходного сигнала по сигналу внешнего датчика (датчика тока) в момент выхода металла из клети в течение времени, равного длительности управляющего импульса. 1 ил. (Л