Электрические датчики в современной металлургии

Бесконтактные измерители толщины, которые используются в прокатном производстве, в основном используют - и - излучения радиоактивных изотопов и рентгеновское излучение.

Принцип действия измерителей основан на том, что при прохождении потока излучения через измеряем

ый материал происходит частичное поглощение лучей. Интенсивность прошедшего через измеряемый материал излучения ослабляется. Степень ослабления зависит от толщины материала и его химического состава.

Для одного и того же материала степень ослабления определяется лишь его толщиной, что и положено в основу работы бесконтактных измерителей толщины. Это позволяет измерять, например, толщину движущейся полосы в потоке производства бесконтактным и неразрушающим методами.

Интенсивность излучения после прохождения потока через измеряемый металл

,

где I0 – интенсивность измерения при нулевой толщине металла; – коэффициент поглощения, определяемый видом металла и длиной волны излучения;

h – толщина измеряемого металла.

В бесконтактных измерителях толщины в качестве источников ионизирующего излучения применяются рентгеновские блок-трансформаторы, - и - излучения радиоактивных изотопов. Применение того или иного типа излучателя определяется диапазоном измеряемых толщин. Например, диапазон толщины 0,002…1,2 мм контролируется измерителями с -излучением, а от 0,3 мм и выше с – и рентгеновским излучением.

Измерители с -источниками имеют меньшие габариты, проще в эксплуатации и невысокую относительную стоимость. Измерители с рентгеновскими установками имеют больший рабочий зазор, позволяют достигать высокое быстродействие.

При установке и эксплуатации измерителей толщины полосы на стане или агрегате могут появиться специфические ошибки, связанные с изменением наклона полосы в процессе прокатки, наличием воды, масла, эмульсии на полосе, нагревом полосы при холодной прокатке, неточностью введения в показания измерителя поправок на химический состав и структуру металла полосы. Для уменьшения ошибок в показаниях бесконтактных измерителей толщины необходимо:

– при установке измерителя принять меры, чтобы после перевалок при изменении диаметра рулона и др. изменение наклона полосы и измерительном блоке не превышало ±2°. Для этой же цели имеются стабилизирующие ролики на агрегатах резки и травления;

– удалять сжатым воздухом воду, эмульсию с полосы в месте измерения. При наличии на полосе воды, эмульсии, масла измеритель толщины дает завышенные показания;

– в процессе эксплуатации уточнять температуру полосы при различных режимах прокатки и вводить соответствующую коррекцию в показания измерителя толщины при помощи ручной регулировки. Для стали ошибка может достигать 0,35% при температуре полосы 150 °С после клети;

– на станах и агрегатах параллельно с бесконтактными измерителями толщины установить электроконтактные (например, М-211 завода «Калибр») с дистанционным управлением перемещения измерительного блока и пользоваться ими (в целях сохранения точности) только для проверки бесконтактных измерителей толщины во время заправки полосы, так как разброс химического состава полос в пределах, предусмотренных стандартом, вносит погрешность в их показания. Например, при измерении толщины полосы из стали с содержанием 0,1 и 0,3% С ошибка может составить 0,2%. Значительно большая ошибка возникает при измерении толщины полосы из легированных сталей разных плавок.

Измерители толщины, применяемые в системе автоматического регулирования толщины (САРТ); должны иметь минимальную погрешность измерения и высокое быстродействие. В измерителях толщины, основанных на затухании интенсивности потока излучения при прохождении через металл, выполнение этих требований взаимосвязано. Улучшение одной характеристики приводит к ухудшению другой или к значительному усложнению аппаратуры.

При рассмотрении быстродействия измерителей толщины полосы определяющим является быстродействие главного привода, так как оно в 1,5…2 раза больше, чем быстродействие электропривода нажимных винтов. В случае применения гидравлического нажимного устройства быстродействие измерителя толщины определяется быстродействием гидропривода.

Наибольшее распространение получили измерители рентгеновского излучения.

В табл. 2 приведены технические характеристики рентгеновских толщиномеров полосы конструкции ВНИИАчермета и НПО «СПЕКТР» (РИТ-4) г. Москва.

ВНИИАчерметом, кроме приведенных выше, разработаны более совершенные рентгеновские толщиномеры типов ИТХ-7140 и ТРГ-7138. По своим метрологическим характеристикам они соответствуют современным требованиям и существенно превосходят серийные толщиномеры типов ИТХ-5736, ИТХ-6170, ИТГ-5688.

Толщиномер типа ИТХ-7140 двухлучевой, компенсационного типа, с двумя источниками излучения и одним приемником, с непрерывным уравниванием потоков излучения при помощи компенсирующего клина в рабочем потоке, предназначен для измерения толщины полосы при холодной прокатке. Толщиномер типа ТРГ-7138 также двухлучевой, компенсационного типа, но с одним источником изучения и двумя приемниками для измерения толщины полосы при горячей прокатке.

Таблица 2. Технические характеристики рентгеновских толщиномеров полосы

Управление толщиномерами может быть как дистанционным, так и вручную с пульта управления. В настоящее время современные информационные технологии завоевывают устойчивое место в технологических процессах металлургии. Сбор данных и управление технологическим операциями осуществляют с помощью автоматизированных рабочих мест (АРМ).

 Скачать реферат