Устройство для измерения температуры поверхности движущихся металлических объектов Советский патент 1979 года по МПК G01K13/06 

занное с роликом 2, причем электрическая связь между ними осуществляется проводом 9, выполиеыным из материала Б, токосъемник 10, выполненный из материала Б, и провод И, выполненный из материала А. Остальные провода выполнены из материала Б. Устройство содержит также холодный снай 12 термоэлектрической цени, измерительный прибор 13, например потенциометр, служащий для измерения термоэдс в цепи термопары, горячий спай которой образован в месте контакта рабочего ролика 2 и провода 9. Таким образом, с помощью измерительного прибора 13 определяют температуру ролика 2. Усилитель 14 служит для усиления сигнала в цепи дифференциальной термопары, горячим спаем которой является место контакта ролика 2 с объектом 1, а холодный спай образован рабочим роликом 2 и приводом 9. Электродвигатель 15 служит для привода фрикционного устройства, которое на схеме не показано. Для включения электродвигателя 15 используется выходной сигнал усилителя.

Рабочий ролик 2 иапрессован на втулку 16, выполненную из изолятора. На эту же втулку напрессовано кольцо 8 из материала Б. Электрическая связь между роликом 2 и кольцом 8 осуществляется тонкой полоской из материала Б, один конец которой зажимается между тонкостенной цилиндрической частью ролика 2 и поверхностью, средней выступающей части втулки 16, а второй конец подпаивается к кольцу 8. На фиг. 2 и 3 эта полоска не показана. (На фиг. 1 ее условное изображение обозначено цифрой 9). Таким образом, в месте контакта полоски с тонкостенным ободом ролика 2 создается термопара, показания которой соответствуют температуре поверхности ролика 2, контактирующей с контролируемым объектом 1. Вспомогательный ролик 3 из материала Б напрессован на втулку 17 из изолятора. Вращение роликов осуществляется на оси 18, которая устанавливается в двух выступах корпуса 19.

Токосъемники 6 (из материала А), 7 и 10 (из материала Б) набраны из тонких проволочек и выполнены в виде петель, размещенных в канавках роликов 2 и 3 и кольца 8. Конструкция петлевых токосъемников и их крепление видны на фи1 3. Для этого служат две оси 20, планка 21 и винты 22. К кроиусу 19 устройства крепится электродвигатель 15 со встроенным редуктором (число оборотов выходного вала должно быть возможно меньще).

На вал электродвигателя 15 насаживается муфта 23, на другом конце которой нарезана резьба. Нарезанной частью муфта входит в соединение со щтоком 24. В полости штока устанавливается пружина 25 и вкладыщ 26. Их кренление осуществляется с помощью гайки 27.

Материалы для роликов выбирают таким образом, чтобы один из них, вспомогательный, имел нулевой или очень низки; термоэлектрический потенциал относительно материала контролируемого объекта. Тогда второй ролик является рабочим. Так, например, для измерения температуры медной или латуной ленты при прокате или травлении рабочий ролик может быть изготовлен из константаиа, с вспомогательный - из меди. При таком выборе термоэлектродных материалов температура в месте контакта всномогательного ролика с объектом практически не влияет на иока5 зания устройства, которые зависят, в основном, от-темиературы рабочего ролика.

Поэтому показания устройства будут истинными, если температура рабочего ролика равна температуре новерхностн объекта.

0 С этой целью в рабочий ролик монтируется термопара, измеряющая температуру его поверхности, а датчик снабжается устройством, содержащим подпружиненный вкладыш, помещенный в полость штока.

5 Вкладыш вместе со штоком может перемещаться вдоль продольной оси с иомошью электромотора н вводиться в контакт с поверхностью ролика образуя фрикционную пару. Тепло от трения, выделяюшееся в месте контакта вкладыша и ролика, расходуется на подогрев последнего. Показания устройства фиксируется при равенстве температур рабочего ролика и контролируемого объекта.

5 Устройство работает следующим образом.

Прн введении роликов 2 и 3 в контакт с объектом 1 в месте контакта ролика 2 возникает термоэдс. Поскольку обычно температура поверхности ролика ниже температуры контролируемого объекта, эта термоэдс соответствует некоторой промежуточной температуре. В связи с этим в контрольной цепи дифференциальной термопары (см. фиг. 1), включающей рабочий ролик 2, провод 9, кольцо 8, усилитель 14, ролик 3 и объект 1, возникает термоэдс. Полученный в контрольной цепи сигнал усиливается с помощью усилителя 4 и используется для включения электродвигателя 15. При вращении вала двигателя и муфты 23 шток перемещается поступательно, так как он снабжен выступом (на чертеже не показан), который входит в соответствующий паз кориуса 19. При перемещении штока 24 вкладыш 26 входит в коитакт с поверхностью ролика, вследствие чего она дополнительно подогревается за счет выделяющегося тепла трения. Перемещение

0 штока прекращается в тот момент, когда в контрольной цепи исчезает термоэдс. Это происходит, когда температура рабочего ролика равна температ фе контролируемого объекта. После этого с помощью термопары, встроенной в ролик, и измерительного прибора 13 определяется температура ролика, а следовательно, и истинная температура контролируемого объекта. Использование фрикционной системы подогрева в известном устройстве для измерения температуры поверхности движущихся металлических объектов позволит повысить точность измерений за счет снижения его инерционности особенно при переменной температуре и высоких скоростях движения контролируемого объекта. Формула изобретения Устройство для измерения температуры поверхности движущихся металлических объектов по авт. св. № 498517, отличающееся тем, что, с целью снижения инерционности устройства, в него введена фрикционная система дополнительного подогрева рабочего ролика, выполненная в впде подпружиненного вкладыша, установленного в полости штока, кинематически связанного с приводом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство № 498517, кл. G 01К, 13/06, 1975.

//////////////ШШ ////У

tfue.i

20