Устройство для контроля формы движущейся полосы проката Советский патент 1980 года по МПК B21B38/02 

1

Изобретение относится к прокатному производству, предназначено для использования на листовых станах горячей прокатки.

Известно устройство для контроля формы движущейся полосы проката, по основному авт. св. № 488637, которое содержит трубопровод с электропроводящей жидкостью, участок которого, непосредственно примыкающий к соплу, формирующему свободную струю жидкости, выполнен неэлектропроводящим, схему измерения электрического сопротивления струи, включающую источник измерительного тока, первый зажим которого соединен с полосой проката, а второй - с первым входом измерителя электрического сопротивления, второй вход которого соединен с соплом.

В таком устройстве контроль формы полосы основан на измерении изменения электрического сопротивления электролита - электропроводящей жидкости в зависимости от отклонений формы полосы от номинальной. Сопротивление струи зависит не только от высоты столба жидкости, но также и от ее удельной электропроводности. Удельная электропроводность электролита зависит от концентрации растворенных в жидкости веществ, температуры и других факторов в соответствии с равенством, выражающим закон Ома для тока через электролит j F . d( U)E, где F - число Фарадея;

где п - эквивалентная концентрация растворенного вещества;

d-коэффициент диссоциации; и - подвижность ионов; Е - ЭДС источника тока. Подвижность ионов в свою очередь за10 висит от температуры, например катионы Na изменяют эквивалентную проводимость в воде при изменении температуры от 18 до 25°С более чем на 17,5%. Вода даже при отсутствии растворенных в ней солей является слабым электролитом, приче.м ее удельная проводимость сильно зависит от температуры и может изменяться от 4,41 -10 при 18°С до 18,9 -Ю Ом- при 50°С. Указанные обстоятельства уменьщают точность измерения в основном устройстве при

20 произвольных изменениях концентрации, вида растворенных в электролите веществ и температуры, что соверщенно не исключено в условиях производства горячекатаного листа. Целью изобретения является повышение точности измерения. Эта цель достигается тем, что устройство для контроля формы движущейся полосы проката снабжено схемой компенсации, включающей источник компенсирующего тока, первый зажим которого соединен со вторым зажимом противоположной полярности источника измерительного тока, второй зажим соединен с жидкостью на неэлектропроводящем участке трубопровода, и жидкостный резистор, электрическое сопротивление которого равно сонротивлению свободной струи при номинальной форме полосы, образованной столбом жидкости, находящейся внутри неэлектропроводящего трубопровода на участке от сопла до точки электрического контакта второго зажима источника компенсирующего тока. Кроме того, неэлектропроводящий участок трубопровода от сопла до точки электрического контакта второго зажима источника компенсирующего тока выполнен с возможностью изменения соотношения высоты и сечения столба жидкости, находящейся в нем. Схема компенсации, введенная в устройство, обеспечивает независимость измерений от изменений удельной проводимости жидкости чем достигается то, что ток компенсации проходит через столб жидкости, находящейся в неэлектропроводящем участке трубопровода, электрическое сопротивление которого равняется сопротивлению свободной струи, направлен навстречу измерительному току и компенсирует его. Изменение проводимости свободной струи и жидкости, находящейся в трубопроводе, имеет одну и ту же величину и при равенстве токов приводит к их взаимной компенсации в измерителе сопротивления, что обеспечивает независимость измерения от изменения электропроводящих свойств струи жидкости, т. е. повышается точность измерения. Кроме того, выполнение неэлектропроводящего участка трубопровода от точки контакта зажима источника компенсирующего тока до сопла с возможностью изменения соотношения высоты и сечения столба жидкости позволяет производить регулировку устройства по необходимости, например при изменении расстояния от сопла до полосы, изменении сечения сопла и т. п. случаях. На чертеже приведена схема устройства. Свободная струя 1 электропроводящей жидкости, направляемая соплом 2 на поверхность контролируемой полосы 3, замыкает электрическую цепь, в которую включены источник 4 измерительного тока и измеритель 5 электрического сопротивления струи 1. Источник 6 компенсирующего тока включен последовательно в цепь, образованную измерителем 5 сопротивления и столбом жидкости, находящейся в неэлектропроводяшем участке трубопровода 7. Точка присоединения источника 6 к жидкости выбрана на трубопроводе 7 так, чтобы электрическое сопротивление жидкостного резистора 8 было равно электрическому сопротивлению струи 1 при номинальной форме полосы. Для регулирования величины сопротивления резистора 8 служит участок трубопровода 9, с помощью которого можно изменять соотнощение высоты и сечения столба жидкости, образующей резистор 8. Столб жидкости, находящейся в неэлектропроводящем участке трубопровода 7, от точки контакта источника 6 до заземленного участка трубопровода 10, образует жидкостный резистор 11 большой величины. Устройство содержит также заземленные валки 12 прокатной клети, отстойник 13 и стабилизатор 14 давления жидкости. Поскольку полоса 3 через валки 12 и другие механизмы стана заземлена, должен быть предотвращен прямой электрический контакт сопла 2 и подводимой к нему в трубопровод 7 жидкости с землей, что обеспечивается соответствующей внещней электрической изоляцией сопла 2 трубопровода 7. В качестве электропроводящей жидкости может быть использована водопроводная вода, удельное сопротивление которой невелико, вследствие чего остальные сопротивления в рассматриваемых цепях пренебрежимо малы в сравнении с ее сопротивлением. Трубы водопровода при их обычном исполнении заземлены и это требует принятия специальных мер, предотвращающих непосредственный электрический контакт сопла 2 и участка трубопровода 7 с заземленным трубопроводом 10. Жидкостный резистор 11 должен иметь электрическое сопротивление, превышающее в 8-10 раз сопротивление жидкостного резистора 8, поэтому ток от источников 4 и 6 практически не проходит через него. Участок трубопровода 7 может быть выполнен из пластмассы, резины, керамики и т. п., причем участок 9 может иметь возможность изменять геометрические размеры для изменения электрического сопротивления струи и может быть выполнен в виде резинового или пластмассового гофрированного рукава с фиксирующим приспособлением или иметь регулирующий сечение жидкости вентиль и т. п. Кроме того, в некоторых случаях целесообразно для регулировки сопротивления резистора 8 менять точку контакта зажима источника 6 с жидкостью. Устройство работает следующим образом. Струя 1 жидкости, выходя из сопла 2 и попадая на полосу 3,замыкает электрическую цепь, образованную валками 12, источником 4 и измерителем 5. В этой цепи течет измерительный ток Л„ (на чертеже показан стрелкой), источник 6 компенсирующего тока, столб жидкости в трубопроводе 7, образующий жидкостный резистор 8, сопло 2 и измеритель 5 образуют компенсирующий контур, где течет ток J (на чертеже пока