Электрические датчики в современной металлургии

,

где P – усилие прокатки.

Теоретически обе рассматриваемые погрешности могут быть исключены, но для этого дополнительно необходимы измерители скорости, измерители усилия прокатки и относительного обжатия, а также задатчики удельного веса и площади поперечного сечения полосы. Это, с одной стороны, существенно усложняет изм

ерения. С другой стороны, дает несущественное повышение точности в производственных условиях из-за погрешности в установке заданий и в результате суммирования погрешностей каждого преобразования.

При косвенном методе измерения натяжения полосы силоизмерительным датчиком воспринимается не само натяжение, а доля реакции механизма, уравновешивающая натяжение полосы.

На рис. 10, б приведена схема измерения натяжения полосы между клетями четырехвалкового стана косвенным методом. Для измерения полосу при помощи специального измерительного ролика 1 отклоняют от направления прокатки. Измерительный ролик, имеющий превышение над уровнем прокатки, опирается на силоизмерительный датчик, воздействуя на него с усилием

,

где – угол между уровнем прокатки и направлением движения полосы;

Т – натяжение полосы; Q – масса ролика и полосы.

Соотношение между усилием, приходящимся на датчик, и натяжением полосы составляет обычно 1: 10. В рассмотренной схеме в межклетевом промежутке устанавливается только один ролик измерителя натяжения полосы. Измеритель, построенный по этой схеме, называется однороликовым.

Основным его недостатком является изменение превышения ролика над уровнем прокатки при установке в стан рабочих валков различного диаметра. Для устранения этой погрешности применяются измерители с автоматической настройкой превышения ролика. При такой настройке измерительный ролик опускают заведомо ниже уровня прокатки. Заправляют в стан полосу, натягивают ее вращением валков клети и поднимают ролик при помощи специального механизма до соприкосновения с полосой. Затем снимают натяжение, а ролик поднимают на заданную величину превышения над уровнем прокатки. Контролируется превышение при помощи специального отсчетного устройства.

Влияние изменения уровня прокатки устраняют также при помощи трехроликовых измерителей. В трехроликовом измерителе полоса зафиксирована относительно измерительного ролика, и поэтому изменение положения или размеров соседних роликов или валков стана (агрегата) не влияет на показания измерителя. Основным недостатком трехроликовых измерителей является погрешность, обусловленная жесткостью полосы. Исследования показывают, что погрешность уменьшается по мере уменьшения толщины прокатываемой полосы и с ростом ее удельного натяжения. Удельные натяжения при прокатке конструкционных сталей составляют не менее 70…80 МПа. В этом случае погрешность для полос толщиной менее 3 мм практически не зависит от величины натяжения. Систематическая же погрешность может быть учтена при составлении программ прокатки полос.

Силоизмерительные датчики измерителей натяжения.

Кроме требований надежности и точности, к силоизмерительным датчикам для измерителей натяжения полосы предъявляется требование высокой механической жесткости в направлении действия измеряемого усилия, которое является непременным условием исключения возможности возникновения низкочастотных колебаний прокатываемой полосы вместе с измерительным роликом. Поскольку деформируемые (упругие) элементы силоизмерительных датчиков обычно изготавливаются из сталей, можно сформулировать два условия высокой жесткости: использование только деформаций растяжения и сжатия, а также минимизация механических напряжений. В измерителях натяжения полосы применяют тензорезисторные и магнитоупругие силоизмерительные датчики, собственные частоты которых достаточно высоки и одинаковы. В цехах холодной прокатки используют в основном измерители натяжения, разработанные ВНИИАчерметом и ВНИИметмашем. В измерителях ВНИИметмаша применяются силоизмерительные датчики типа ДСТ, работающие на сжатие.

Технические характеристики датчиков типа ДСТ

Номинальная нагрузка, кН . 0,05; 0,1; 0,2;

0,5; 1; 2; 5; 10;

20; 50; 100; 200;

Допустимая погрешность, % ±0,5

Рабочий диапазон температур, °С……………………… – 30…+50;

Допускаемая температурная погрешность, %/°С ……………0,1

Напряжение питания, В……………………………………………12;

Габаритные размеры, мм ………….110X130X42…145X115X105

В измерителях натяжения ВНИИАчермета применяются магнитоанизотропные силоизмерительные датчики специальной конструкции. Имеются датчики двух конструктивных модификаций, отличающихся защитой токоподводящего кабеля.

Технические характеристики датчиков ДМ-5806 и ДМ-7091

Диапазон измерения усилия, кН……………………… 1,0…50,0

Допустимая погрешность, % …………………………. ±1,0

Нелинейность выходной характеристики, % ………… ±1,5.

Перегрузочная способность, % …………………………… 150

Постоянная времени, с………………………………… 0,02

Выходное напряжение переменного тока, В……………. >3,0

Выходное сопротивление, Ом ………………………………….50

Потребляемая мощность, В А …………………………………20

Габаритные размеры, мм:

ДМ-5806 ………………………………………………… 60X90X110

ДМ-7091………………………………………………… 60X90X130

На станах и других агрегатах, обрабатывающих узкие и тонкие полосы, натяжения, а следовательно, и силы, действующие на измерительный ролик, могут не превышать десятки и сотни ньютонов. В этом случае возникают затруднения в обеспечении достаточной точности измерения при помощи силоизмерительных датчиков, работающих на сжатие. Тогда в качестве силоизмерительных датчиков могут быть использованы сильфоны, заполненные жидкостью или газом. При нагружении таких сильфонов измеряемой силой давление внутри их полости растет. По давлению судят о величине измеряемой силы. Измерителем давления может быть либо манометр, либо датчик, преобразующий давление в пропорциональный сигнал электрического тока.

3.4 Измерение толщины

Неотъемлемой частью системы автоматического регулирования является измеритель толщины. В настоящее время известно несколько способов измерения толщины полосы в процессе прокатки, среди которых необходимо выделить непосредственное (прямое) измерение с помощью толщиномеров и косвенное измерение, при котором толщина полосы определяется вычислением через другие параметры. Чаще всего для этой цели используют зависимость Головина-Симса:

,

где P – усилие прокатки; Mk – коэффициент жесткости клети; S0 – первоначальный зазор между валками.

Рассмотрим современные отечественные и зарубежные измерители толщины. В промышленности применяются бесконтактные измерители толщины, различные по конструкции и принципу действия – рентгеновские и радиоизотопные и контактные.

Процесс измерения должен быть бесконтактным, автоматическим и непрерывным.

Бесконтактные измерители толщины

 Скачать реферат