Гидроэлектрический измеритель параметров прокатываемой трубы Советский патент 1982 года по МПК B21B38/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на трубопрокатных станах для контроля поперечных размеров и овализации труб непосредственно в технологическом потоке. Известно устройство для измерения наружного диаметра труб (фотоимпульсный измеритель диаметра труб ИШП-187 которое может фиксировать только один параметр- диаметр трубы в одном экваториальном сечении 1. Однако в процессе производства труб часто возникает необходимость измерения не только наружного диаметра, но и овальности с целью повышения точности, уменьшения отходов дорогостоящих материалов в стружку, снижения расходного коэффициента. металла. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для индикации металла, которое содержит в качестве контактирующих элементов стру электрогфоводящей жидкости. Для получе ния информации о перемещениях проката в ПЛОСКОСТИ, перпендикулярной оси проката, в нем используют чеунфе попарно встречные струи, распределенные по периметру и электрически соединенные через прокатываемь й металл. Сигналы.. информации о 1фостранственных поперечных перемещениях проката снимаются с диагоналей двух мостов и подаются на вертикально и горизонтально отклоняющие пластины осциллографической трубки. Оба моста питаются от источников постоянного тока. Пространственная ориентация с осциппографической трубки и подключение ее управляющих электродов вьшолняется согласованно так, чтобы нащэавление пространственного перемещения проката совпало с направлением перемещения светящейся точки по экрану осциллографа С ЗОднако это устройство позволяет наблюдать на экране электроннолучевого индикатора только пространственное положение продольной оси прокатываемой трубы в виде светтцейся точки и не позволяет, иметь сведения о диамьтре и овалиаащш трубьи Цель изобретения - обеспечение измерения диаметра и овалиаашш прокатываемых труб. Поставленная цель достигается тем, что гидроэлектрический измеритель состоящий из четырех насадок-олектродов, расположенных в плоскости перпенднкулирной оси прокатки, снаружи трубы, двух измерительных мостовых схем, осцшшографической трубки, дополнитель;не содержит два источника синусоидального напряжения, два суммирующих oneрационных, усилителя и фазовращатель, причем одна пара насадок-электродов , соединена с первым источником синусоидального напряжения, а другая - со вто рым источником синусоидального нагфяжешш через фазовращатель и каждая па ра насадок-электродов через суммщзующие операционные усилители соединена; с отклоняющей системой осциллографической трубки. На чертеже представлена схема гидроэлектрического измерителя параметров прокатываемых труб. Гидроэлектрический измеритель включает датчик, состоящий из коллектчра 1 котчрый подключен штуиером 2 к питающей магистрали с электро1фоводной жидкостью (не показано), К коллектору подсоединены четьфе диэлектрических патрубка 3, оканчивающиеся электродам насадками 4, размещенными на фиксированном расстоянии от оси прсжатьшаемой трубы 5. Из насадок 4 вытекают четьф попарно нахфбшленных встречных струн 6, лежащие в одной плоскости и злектри чески замкнутые между собой через про катываемую трубу 5. Первая горизонтал ная пера встречно направленных струй включена в схему моста, плечи которого образованы омическим сопротивлением горизонтально нахфавленных струй и потенциометра 7. Этот мост питается от источника 8 синусоидальнея о.напряжения. Электроды-насадки 4 горизонтальной пары встречно направленных струй подключены на входы первого сум мщ)ующего операционного усилителя 9 с одинаковым масштабным хоэффшшеНгтом. Выход операционного усилителя 9 подключен к системе горизонтального отклонения луча электронног пучового индикатсра Ю. Втораявзаимно аерпен-г дикулярная пара струй 6, напряженных Вертикально, включена также в схему моста, плечи которого образованы омическим сопротивлением в тикально наюравленныХ струй 6 и потенциометром 11. Этот мост питается ,от синфазного ис- тсиника 12 синусоидального напряжения через фазовращатель 13, сдвигающий фазу питающего нафяжения на 90. Электроды-насадки 4 вертикально на1фавленной пары струй подключены на входы второго суммирующего операционного усилителя 14 с одинаковым масщтабным коэффициентом. Выход операционного усилителя 14 подключен, к системе вертикального отклонения луча электроннолучевого индикатора 10, Устройство работает следующим образом. При попадании трубы 5 в зону дейст-. ВИЯ струй 6 датчика гидроэлектрического измерителя на его струях устанавливается напряжение, пропс шюнальное их длине, т.е. поперечному размеру контролируемой трубы. Сигнал информашш с измерительной диагонали моста, образованного омическим сопротивлением горизонтально направленных струй 6 и потенциометра 7, поступает с электродов-насадок 4, на входы суммирующего операционного усилителя 9. На входе усилителя 9 получается аналоговый сигнал инфс мацйи синусоидальной формы, амплитуда которого пропорциональна размеру трубы в зоне контактирования с горизонтально направленными струями. Аналогично сигнал информации с измерительной диагона/ш моста, образованного омическим сопротивлением вертикально направленных струй 6 и потенциометра 11, поступает с электродовнасадок 4, на входы суммирующего операционного усилителя 14. На выходе усилителя 14 получается аналоговый скг нал информации синусоидальной формы, амплитуда которого фопорц юнальна размеру трубы в зоне контактирования с вертикально направленными струями. Выходы обоих операционных усилителей подключены к отклоняющей системе луча электронно-лучевого шздикатора. Посколысу оба полученные сигнала икфсрмации имеют синусовдальную ферму и подключены соответственно к горизонтальной и вертикальной системе отклонения луча, на экране трубки образуется фигура Лиссажу. При одинаковой частоте двух синфазных источников 8 и 12 электрического питания, фазовом между ними на 9О(с помощью

фазовращателя 13) и равенстве амплитуд сигналов информации о поперечном размере трубы, получаемых с горизонтальных струй, на выходе операционного усилителя 14 на экране электргонно-лучевого индикатора 1О изображается окрузкность. : Причем диаметр окружности пропорционапен диаметру трубы. Если труба имеет овапизапию, то напряжения получаемые на вы: ходах операционных усилителей 9 и 14 не равны по амплитуде и на экране электронно-лучевого индикатора образуется эллипс с соотношением горизонтальной и вертикальной осей пропорциональным овальности контролируемой трубы.

Таким .образом, на экране электроннолучевого индикатора Ю представляется информация о геометрических п аметрах прокатываемой трубы в виде окружности, с диаметром, пропярциональным диаметру трубы, а при наличии овальности - в виде эллипса с осями, пропорциональными размерам горизонтального и вертикально диаметров трубы. Это расш|фяет функциональные возможности известного устройства шздикации металла.

При ведении процесса прокатки оператор на пульте управления непрерывным станом в наглядной форме получает оперативную информацию о параметрах прока тываемых труь (диаметре и овализашш). Это позволяет своевременно влиять на настройку трубощ)окатно1Х) стана, поддерживая размеры проката в более узком попе допусков и таким образом повысить точность проката, уменьшить отходы дорогостояпшх металлов в стружку, снизвпгь расходный коэффициент металла.

Формула изобретения

Гидроэлектрический измеритель параметров щхжаггываемой трубьц состоящий КЗ четьфех насадок-электродов, располо женных в плоскости, перпендикулярной оси щюкатки, снаружи .т-рубы, двух измерительных мостовых схем и осцилло- 1рафичёской трубки, отличаюшиЙ с я тем, что, с целью обеспечения иэмерения диаметра и овалвзации хфокаты ваемых труб, он дополнительно содержит два источника синусоидального напряжения, два суммирующих сшерационныхус лителя и фазо ащатель, одна пара насадсж-электронов соединена с первым источником синусоидального на пряжения, а другая - со вторым источником синусоидального на1 яже1йш через фазо ащатель и каждая пара насадок-алектродов через суммщэующие оперционные усилители соединена с отклоняющей системой осциллографической трубки.

Источники ннформйНия, принятые во внимание при экспертизе

1.Информационный листок института Черметинформация. М., 1975, сер. 8, № 3,

2.Авторское свидетельство СССР

№ 561581, кл. В 21 В 37/00. 1977.