CS268701B1

CS268701B1 - Equipment for contactless measurement of steel strip thicknessers

Info

Publication number: CS268701B1
Application number: CS44585A
Authority: CS
Inventors: Petr Ing Simunek
Original assignee: Petr Ing Simunek
Priority date: 1985-01-22
Filing date: 1985-01-22
Publication date: 1990-04-11

Abstract

Účelem je návrh Jednoduchého a spolehlivého zařízeni k bezdotykovému měřeni tlouěíky ocelového péeu ee zanedbatelnou citlivosti systému na přesnou vzdálenost čidel a na umístěni měřeného ocelového pásu vůči čidlům. Uvedeného čile Je dosaženo tim způsobem, že zařízeni je tvořeno vysílacím elektronickým blokem opatřeným výkonovým generátorem impulsů a připojeným k vyhodnocovacímu elektronickému bloku a vysílacímu čidlu impulsů magnetického pole, tvořenému cívkou umístěnou v Jednostranně otevřeném magnetickém obvodu, naproti němuž Je souose situováno přijímači čidlo stejné konstrukce, opojené s přijímacím elektronickým blokem, obsahujícím zesilovač a tvarovač impulsů, Jehož výstup Je propojen a vyhodnocovacím elektronickým blokem, obsahujícím měřič časových intervalů, přičemž vzdálenost čidel Je 5 ež 15krét větěi, než Je průměrné tlouělka měřených ocelových péaů a jejich průměr mé velikost 2 až 4 násobku této vzdálenostiThe purpose is to design a simple and reliable device for non-contact measurement of steel strip thickness with negligible sensitivity of the system to the exact distance of the sensors and to the location of the measured steel strip relative to the sensors. The above-mentioned device is achieved in such a way that the device is formed by a transmitting electronic block equipped with a power pulse generator and connected to an evaluation electronic block and a transmitting sensor of magnetic field pulses, formed by a coil placed in a unilaterally open magnetic circuit, opposite which is coaxially situated a receiver sensor of the same design, connected to a receiving electronic block, containing an amplifier and a pulse shaper, whose output is connected to an evaluation electronic block, containing a time interval meter, whereby the distance between the sensors is 5 to 15 times greater than the average thickness of the measured steel strips and their diameter is 2 to 4 times this distance

Description

Vynález se týká zařízeni k bezdotykovému siřeni tlouěTky ocelového pásu, umístěného v prostoru mezi dvěma čidly*The invention relates to a device for non-contact measurement of the thickness of a steel strip placed in the space between two sensors*

Dosud známá zařízeni pro bezdotykové měřeni tloušťky ocelového páau, pracující na principu ultrazvuku, vyžaduji dokonalou akuatickou vazbu mezi sondami a měřeným plechem. Nevýhodou těchto zařízeni je akutečnoat, že přeanoat měřeni je ve velké siře závislé na přeaném a pevné· uchyceni Sídel a na kolmosti plechu vůči jejich podélné ose. Dále jsou známá zařízeni k bezdotykovému měřeni tlouětky, používající jako Méřlcího média pronikavé radiační zářeni, kde se měří jeho Intenzita po průchodu měřený·, relativně plochý· předmětem-· Uvedená zařízeni ae věak vyznačují výrazně nelineární měřicí charakteriatlkou, jaou technicky velmi náročná a navíc použití pronikavého radiačního zářeni přináěi problémy spojené s vytvořením dokonalé ochrany obsluhy vůči radiaci.Previously known devices for non-contact measurement of steel sheet thickness, operating on the principle of ultrasound, require perfect aqueous coupling between the probes and the measured sheet. The disadvantage of these devices is that the measurement is largely dependent on the desired and firm attachment of the seats and on the perpendicularity of the sheet to their longitudinal axis. Furthermore, there are known devices for non-contact measurement of thickness, using penetrating radiation as the measuring medium, where its intensity is measured after passing through the measured, relatively flat object. However, the aforementioned devices are characterized by significantly nonlinear measurement characteristics, which are technically very demanding, and in addition, the use of penetrating radiation poses problems associated with creating perfect protection of the operator against radiation.

Uvedené nevýhody doeud známých konstrukci jsou odstraněny zařízenía k bezdotykovému měřeni tlouěfky ocelového páau, umístěného v prostoru mezi čidly ti·, že je tvořeno vysilači· elektronickým blokem opatřeným výkonovým generátorem impulaů a připojeným k vyhodnocovacímu elektronickému bloku a k vysílacímu čidlu impulsů magnetického pole, tvořenému cívkou umiatěnou v jednostranně otevřeném magnetickém obvodu, naproti němuž je souose situováno přijímací čidlo atejné konstrukce, spojené s přijímacím elektronickým blokem, obsahujícím zesilovač a .tvarovač impulsů, jehož výstup je propojen s vyhodnocovasím elektronickým blokem, obsahujícím měřič čaaových intervalů, přičemž vzdálenoat čidel je 5 až 15krát větší, než je průměrná tlouěíka měřených ocelových pásů a jejich průměr má velikost 2 až 4náaobku této vzdálenosti.The above disadvantages of previously known designs are eliminated by a device for non-contact measurement of the thickness of a steel strip, located in the space between the sensors, in that it is formed by a transmitting electronic block equipped with a power pulse generator and connected to an evaluating electronic block and to a transmitting sensor of magnetic field pulses, formed by a coil placed in a unilaterally open magnetic circuit, opposite which is coaxially situated a receiving sensor of the same design, connected to the receiving electronic block, containing an amplifier and a pulse shaper, the output of which is connected to the evaluating electronic block, containing a time interval meter, while the distance between the sensors is 5 to 15 times greater than the average thickness of the measured steel strips and their diameter is 2 to 4 times this distance.

Použitím zařízeni k bezdotykovému měřeni tloušlky ocelového pásu, tvořeným dvěma Čidly a vysílacím, přijímacím a vyhodnocovacím blokem, umožni vzhledem k vysoké linearitě systému přímé vyhodnoceni tlouSÉky ocelového pásu bez daliich pomocných llnearizačnlch obvodů-· Dalši výhodou tohoto zařízeni jsou malé rozměry čidel, umožňující jejich snadnou'instalaci na různé typy atrojů a přístrojů a dále pak, vzhledem k zanedbatelné citlivosti systému na přesnou vzdálenost čidel a umístěni měřeného pásu mezi jednotlivými čidly lze použit tohoto zařízeni k bezdotykovému měření tlouěřky ocelového pásu i u strojů s velkými vibracemi, jako např* u velkých lisů*Using a device for non-contact measurement of steel strip thickness, consisting of two sensors and a transmitting, receiving and evaluating block, allows, due to the high linearity of the system, direct evaluation of the steel strip thickness without additional auxiliary linearization circuits. Another advantage of this device is the small dimensions of the sensors, enabling their easy installation on various types of equipment and devices. Furthermore, due to the negligible sensitivity of the system to the exact distance of the sensors and the location of the measured strip between the individual sensors, this device can be used for non-contact measurement of the steel strip thickness even on machines with high vibrations, such as large presses.

Přiklad zařízení k bezdotykovému měření tlouěfky ocelového páau podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkresu, kde obr* 1 představuje schéma zařízeni k bezdotykovému měřeni tloučíky ocelového pásu a obr* 2 znázorňuje časový diagram měření*An example of a device for non-contact measurement of the thickness of a steel strip according to the invention is shown in the attached drawing, where Fig. 1 represents a diagram of a device for non-contact measurement of the thickness of a steel strip by punches and Fig. 2 represents a time diagram of the measurement.

Zařízení k bezdotykovému měření tloušlky ocelového pásu znázorněné na obr* 1 sestává se z vysílacího čidla 1 a z přijímacího čidla 2, která leží souose proti sobě, ve vhodné vzdálenosti, dané výkony elektronických obvodů* Obě čidla mají obdobnou konstrukci a jaou tvořena cívkami s jednostranně otevřeným magnetickým obvodem v podobě poloviny hrníčkového jádra* Vysílací čidlo 1 je spojeno s vysílacím elektronickým blokem 4 obsahujícím výkonový generátor impulsů, přijímací čidlo 2 je spojeno s přijímacím elektronickým blokem 5 obsahujícím zesilovač a tvarovač Impulsů* Oba elektronické bloky 4 a 5 jsou dále propojeny s elektronickým vyhodnocovacím blokem 6, obsahujícím Měřič čaaových intervalů* Měřený ocelový pás 3 se vloží mezi vysilači čidlo 1 a přijímací čidlo 2 impulsů elektromagnetického pole tím způsobem, aby neležel v blízkosti vysílacího čidla 1 a proto je obvykle přijímací čidlo 2 a výhodou zabudované do apodniho držáku, na kterém měřený ocelový pás leží*The device for non-contact measurement of the thickness of a steel strip shown in Fig. 1 consists of a transmitting sensor 1 and a receiving sensor 2, which lie coaxially opposite each other, at a suitable distance, given the power of the electronic circuits. Both sensors have a similar construction and are formed by coils with a one-sided open magnetic circuit in the form of half a cup core. The transmitting sensor 1 is connected to a transmitting electronic block 4 containing a power pulse generator, the receiving sensor 2 is connected to a receiving electronic block 5 containing an amplifier and a pulse shaper. Both electronic blocks 4 and 5 are further connected to an electronic evaluation block 6 containing a time interval meter. The measured steel strip 3 is inserted between the transmitting sensor 1 and the receiving sensor 2 of electromagnetic field pulses in such a way that it does not lie near the transmitting sensor 1 and is therefore usually receiving sensor 2 and preferably built into the bottom holder on which the measured steel strip lies*

Vysílací elektronický blok 4 vysílá periodicky krátký primární Impuls A elektrického napětí, znázorněný na obr* 2 do vysílacího čidla 1, které vytvoří primární Impuls B elektromagnetického pole, tvarovaný integrační časovou konstantou Indukčnosti vysílacího čidla 1* Sekundární Impuls elektromagnetického pole je ne druhé atraně měřeného ocelového pásu 3 snímán přijímacím čidlem 2, v němž je indukován sekundární impuls C elektrického napětí, úměrný derivaci aekundárniho impulsu elektromagnetického pole* Tento indukovaný sekundární Impuls C elektrického napětí je zesílen a tvarován přijímacím elektronický· blok·· 5 do obdélníkového tvaru* Způsob měřeni spočívá v tom, že sekundárníThe transmitting electronic block 4 periodically transmits a short primary pulse A of electric voltage, shown in Fig. 2, to the transmitting sensor 1, which creates a primary pulse B of the electromagnetic field, shaped by the integration time constant of the inductance of the transmitting sensor 1. The secondary pulse of the electromagnetic field is, on the other side of the measured steel strip 3, sensed by the receiving sensor 2, in which a secondary pulse C of electric voltage is induced, proportional to the derivative of the secondary pulse of the electromagnetic field. This induced secondary pulse C of electric voltage is amplified and shaped by the receiving electronic block 5 into a rectangular shape. The method of measurement consists in the fact that the secondary

CS 268 701 Bl inpul· elektromagnetického pole vykazuje oproti priaárnísu inpulsu elektromagnetického pole B určité zpožděni T, které je lineárně úměrné tlouěťce měřeného ocelového pásu. Nejvhodněji! je měřit zpožděni sestupné hrsny h impulsu, protože součssně se zpožděním dochází k částečnému prodloužení inpulsu a sestupná hrana h vykazuje proto větší, a tin i snáze měřitelné hodnoty zpožděni-* Toto zpožděni je vyhodnoceno elektronickým blokem 6» česové zpožděni js po odečteni konstanty lineárně úměrné tloušťce měřeného ocelového pásu* Velikost tohoto zpoždění T js jsn v nepatrné míře závislá ne změnách vzdálenosti čidel 1 a 2 a na poloze ničeného ocelového páau mezi čidly, ale naprosto nezávislá na jeho případných deformacích nebo korozi* Dali! faktor, který částečni ovlivňuje přesnost siření je chemické složení oceli siřeného ocelového pásu* Tuto závislost visk lze hodným tvarováním vysílacího primárního impulsu A a příslušným elektronickým systémem téměř úplně vyloučit*CS 268 701 Bl electromagnetic field impulse exhibits a certain delay T compared to the primary electromagnetic field impulse B, which is linearly proportional to the thickness of the measured steel strip. It is most convenient to measure the delay of the falling edge h of the impulse, because simultaneously with the delay there is a partial extension of the impulse and the falling edge h therefore exhibits a larger, and therefore more easily measurable, delay value. This delay is evaluated by the electronic block 6. The time delay is linearly proportional to the thickness of the measured steel strip after subtracting the constant. The size of this delay T is slightly dependent on changes in the distance between sensors 1 and 2 and on the position of the destroyed steel strip between the sensors, but is completely independent of its possible deformations or corrosion. The factor that partially influences the accuracy of sulfurization is the chemical composition of the steel of the sulfurized steel strip. This dependence on the viscosity can be almost completely eliminated by properly shaping the transmitting primary pulse A and the appropriate electronic system.

Na obr* 2 je znázorněn časový diagram měření, kde pozice A znázorňuje tvar napěťového impulsu vysíleného periodicky elektronickým blokem A, pozice 8 představuje primární impuls elektromagnetického pole vytvořený vysílecím čidlem 1, pozice G označuje indukované elektrické napětí v přijímacím čidle 2 a pozice □ pak označuje nepěťový impuls vzniklý z indukovaného elektrického napětí C zesílením a vytvarováním v elektronickém bloku 5·Fig. 2 shows a time diagram of the measurement, where position A shows the shape of the voltage pulse emitted periodically by electronic block A, position 8 represents the primary electromagnetic field pulse created by the transmitting sensor 1, position G indicates the induced electrical voltage in the receiving sensor 2 and position □ then indicates the non-voltage pulse created from the induced electrical voltage C by amplification and shaping in the electronic block 5.

Zařízeni k bezdotykovému měřeni tloušťky ocelového pásu podle vynálezu lze s výhodou použít tsm, kde je požadováno rychlé, přesné a průběžné měření, jako například v automatizovaných provozech*The device for non-contact measurement of steel strip thickness according to the invention can be used advantageously where fast, accurate and continuous measurement is required, such as in automated operations*

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A device for non-contact measurement of the thickness of a steel strip, located in the space between two sensors, characterized in that it consists of a transmitting electronic block (4) equipped with a power pulse generator and connected to an evaluating electronic block (6) and to a transmitting sensor (1) of magnetic field pulses, formed by a coil placed in a unilaterally open magnetic circuit, opposite which a receiving sensor (2) of the same construction is coaxially situated, connected to the receiving electronic block (5), containing an amplifier and a pulse shaper, the output of which is connected to an evaluating electronic block (6), containing a time interval meter, the distance between the sensors being 5 to 15 times greater than the average thickness of the measured steel strips and their diameter being 2 to 4 times this distance.