DE1108493B - Temperature controller for continuous heat treatment devices with thermoelectric temperature sensor for the escaping goods - Google Patents
Temperature controller for continuous heat treatment devices with thermoelectric temperature sensor for the escaping goodsInfo
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Description
Temperaturregler für Durchlauf -Wärmebehandlungsvorrichtungen mit thermoelektrischem Temperaturfühler für das austretende Gut Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturregler für Durchlauf-Wärmebehandlungsvorrichtungen mit thermoelektrischem Temperaturfühler für das austretende Gut, dessen Spannung einer Vergleichsspannung entgegengeschaltet ist, die der der Regelstrecke zugeführten Wärmeleistung entspricht.Temperature controller for continuous heat treatment devices with thermoelectric temperature sensor for the exiting good The invention relates on a temperature controller for continuous heat treatment devices with thermoelectric temperature sensor for the exiting material, the voltage of which is a Comparison voltage is connected in opposition to that supplied to the controlled system Heat output corresponds.
Eines der schwierigsten Probleme bei der kontinuierlichen, insbesondere induktiven Wärmebehandlung von bandförmigem bzw. drahtförmigem Material ist die Überwachung der Temperatur des Bandes, wenn ein enger Toleranzbereich, meistens eine kritische Umwandlungstemperatur, für die aufrechtzuerhaltende Temperatur vorgeschrieben ist. Durch den Mangel an genauen und schnell ansprechenden überwachungsmitteln werden oft Fehlerstellen im Material verursacht, so daß das Material für die vorgesehenen Anwendungszwecke nicht mehr brauchbar ist.One of the most difficult problems with continuous, in particular inductive heat treatment of strip-shaped or wire-shaped material is the Monitoring the temperature of the strip, if a close tolerance range, mostly a critical transition temperature, prescribed for the temperature to be maintained is. Due to the lack of accurate and quickly responsive surveillance tools often causes imperfections in the material, so that the material is intended for Applications is no longer usable.
Es ist bekannt, Temperaturregler mit thermoelektrischem Fühler bei elektrischer Beheizung mit einer Vorrichtung auszurüsten, die auf Netzspannungsänderungen anspricht. Ferner ist es bekannt, bei Verwendung von durch Rohrleitungen strömendem Heizmittel mit Hilfe einer Blende die Störgröße zu ermitteln und diese mit der Regelgröße zu vergleichen. Abgesehen davon, daß derartige Regler meist mit beweglichen, dem Verschleiß unterworfenen Steuerelementen versehen sind, ist ihre Arbeitsweise noch zu träge, wenn eine gleichmäßige Wärmebehandlung des Gutes mit engen Toleranzen mit Sicherheit gewährleistet werden muß. Dies wird bei einem Temperaturregler der eingangs genannten Gattung gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Vergleichsspannung an zwei elektrischen Zeitkreisen mit unterschiedlichen Zeitkonstanten liegt, die so zusammengeschaltet sind, daß bei Änderung der Energiezufuhr ein Störwertanteil der Regelspannung mit Vorhaltwirkung in an sich bekannter Weise wirksam wird. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die beiden Zeitkreise über Gleichrichter an die Speisewechselspannung für den Induktor angeschlossen sind, wobei je ein Widerstand der Zeitkreise zusammen mit dem thermoelektrischen Fühler in Reihe geschaltet ist.It is known to use temperature controllers with thermoelectric sensors to equip electrical heating with a device that reacts to changes in mains voltage appeals to. It is also known when using pipelines flowing Heating means to determine the disturbance variable with the help of an orifice and this with the controlled variable to compare. Apart from the fact that such regulators usually with movable, the Control elements that are subject to wear and tear are still in operation too sluggish if a uniform heat treatment of the goods with tight tolerances must be guaranteed with certainty. This is the case with a temperature controller initially mentioned type achieved according to the invention in that the comparison voltage is due to two electrical time circuits with different time constants that are interconnected in such a way that when the energy supply changes, a disturbance value component the control voltage becomes effective with a lead effect in a manner known per se. Here it is advantageous if the two timing circuits are connected to the AC supply voltage via rectifiers for the inductor are connected, with one resistor each of the timing circuits together is connected in series with the thermoelectric sensor.
An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung näher erläutert.An exemplary embodiment according to the invention is illustrated with reference to the drawing explained in more detail.
Die dargestellte Wärmebehandlungseinrichtung enthält eine Induktions-Heizeinrichtung 10 und einen Regler 26, 11, 17, der die Temperatur des bewegten Bandes 12 gleichhält. Die Heizeinrichtung 10 besteht aus drei an die drei Phasen eines Drehstromgenerators angeschlossenen Spulen 13, 14, 15, deren Ausgangsenden zu einem Stern 21 zusammengeschaltet sind. Die drei Spulen sind koaxial hintereinander angeordnet, so daß ihre zentralen Bohrungen hintereinander liegen und durch diese der Draht 12 hindurchgeführt werden kann. Zwischen die dreiphasige Stromquelle 16 und die drei Spulen 13, 14, 15 ist das Stellwerk 17 des Reglers geschaltet. Die Verbindung zwischen dem Stellwerk und der Induktionseinrichtung wird durch die Leiter 18, 19, 20 hergestellt.The heat treatment device shown contains an induction heating device 10 and a controller 26, 11, 17, which keeps the temperature of the moving belt 12 constant. The heating device 10 consists of three or three phases of a three-phase generator connected coils 13, 14, 15, the output ends of which are interconnected to form a star 21 are. The three coils are arranged coaxially one behind the other so that their central Bores lie one behind the other and the wire 12 is passed through them can. Between the three-phase power source 16 and the three coils 13, 14, 15 is the interlocking 17 of the controller switched. The connection between the signal box and the induction device is produced by the conductors 18, 19, 20.
Zur Führung des drahtförmigen Materials sind Leitrollen 22, 23 vorgesehen, die in an sich bekannter Weise durch in der Zeichnung nicht näher dargestellte Antriebsorgane bewegt werden.Guide rollers 22, 23 are provided to guide the wire-like material, in a manner known per se by drive elements not shown in detail in the drawing be moved.
Das Regelwerk 11 enthält zwei Zeitkreise 24, 25, die mit dem Temperaturfühler 26 zusammengeschaltet sind. Zwei Phasen des Drehstromgenerators 16 sind über Leiter 27, 28 zu den beiden Zeitkreisen 24, 25 geführt. Diese liegen in Serie mit dem Fühler 26 und sind über die Leiter 29 und 30 mit dem Stellwerk 17 verbunden. Der Zeitkreis 24 des Regelwerkes 11 enthält Kondensatoren 31, 32, 33, einen Gleichrichter 34 und Widerstände 35, 36. Der Zeitkreis 25 enthält entsprechende Kondensatoren 37, 38, 39, einen Gleichrichter 40 und Widerstände 41 und 42. Die Gleichrichter 34 und 40 sind so geschaltet, daß die Kondensatoren 33 und 39 auf die Scheitel- Spannung des Drehstromerzeugers 16 aufgeladen werden. Die Größe der Widerstände 35 und 36 wird so gewählt, daß der Zeitkreis 24 eine große Zeitkonstante RC aufweist, während die Widerstände 41 und 42 im Zeitkreis 25 so gewählt sind, daß dieser eine wesentlich kürzere Zeitkonstante als der Zeitkreis 24 hat. Ein Pol des Temperaturfühlers 26, der auf die vom zu erhitzenden Gut ausgesandte Infrarotstrahlung anspricht, ist über die Leitung 30 direkt mit dem Stellwerk verbunden, der andere Pol dagegen über die Widerstände 42, 36 und den Leiter 29.The set of rules 11 contains two time circuits 24, 25 with the temperature sensor 26 are interconnected. Two phases of the alternator 16 are via conductors 27, 28 led to the two time circles 24, 25. These are in series with the sensor 26 and are connected to the signal box 17 via the conductors 29 and 30. The time circle 24 of the set of rules 11 contains capacitors 31, 32, 33, a rectifier 34 and Resistors 35, 36. The timing circuit 25 contains corresponding capacitors 37, 38, 39, a rectifier 40 and resistors 41 and 42. The rectifiers 34 and 40 are connected so that the capacitors 33 and 39 on the apex tension of the three-phase generator 16 are charged. The size of resistors 35 and 36 is chosen so that the timing circuit 24 has a large time constant RC while the resistors 41 and 42 in the timing circuit 25 are chosen so that this one is essential shorter time constant than time circuit 24 has. One pole of the temperature sensor 26, which responds to the infrared radiation emitted by the material to be heated is Connected directly to the signal box via line 30, while the other pole is connected via resistors 42, 36 and conductor 29.
Ein Draht 12, z. B. aus einer Aluminiumverbindung, läuft über die Rolle 22 durch die Induktionsspulen 13, 14, 15, in denen er induktiv erhitzt wird, an dem Fühler 26 vorbei bis zur Umlenkrolle 23, von wo aus er zu einer weiteren Behandlung, die für die vorliegende Erfindung unwesentlich ist, weitergeführt wird.A wire 12, e.g. B. from an aluminum compound, runs over the Roll 22 through the induction coils 13, 14, 15, in which it is inductively heated, past the sensor 26 to the pulley 23, from where it goes to another Treatment, which is immaterial to the present invention, is continued.
Die Temperatur des Drahtes 12 ist abhängig von Änderungen der der induktiven Erwärmungseinrichtung zugeführten elektrischen Energie, von Änderungen derFörderungsgeschwindigkeit und vonÄnderungen der Abmessungen des Drahtes.The temperature of the wire 12 is dependent on changes in the inductive heating device supplied electrical energy, of changes the conveying speed and changes in the dimensions of the wire.
Der Fühler 26, der unmittelbar unter der untersten Induktionsspule 15 der Heizeinrichtung 10 angeordnet ist, spricht auf die Temperaturänderungen des zu behandelnden Drahtes 12 an. Die von dem Fühler abgegebenen Meßimpulse sind ausreichend für die überwachung, wenn die Änderungen der zugeführten Energie, der Laufgeschwindigkeit oder der aufzuheizenden Masse klein sind im Vergleich zur Durchlaufzeit des Drahtes durch die Erwärmungseinrichtung. Jedoch kann der Fühler 26 bei schnellen Änderungen der Spannung des Drehstromerzeugers 16 eine Anpassung über den Regler erst dann veranlassen, wenn der Teil des zu erhitzenden Drahtes, der sich z. Z. der Änderung in der Induktionseinrichtung befand, bis zum Überwachungselement 26 gelangt ist. Hier greift nun die Hilfseinrichtung nach der Erfindung ein.The sensor 26, which is immediately below the lowermost induction coil 15 of the heating device 10 is arranged, speaks to the temperature changes of the to be treated wire 12. The measuring pulses emitted by the sensor are sufficient for monitoring, if the changes in the input energy, the running speed or the mass to be heated are small compared to the passage time of the wire by the heating device. However, the sensor 26 can with rapid changes the voltage of the three-phase generator 16 is only then adapted via the controller cause when the part of the wire to be heated, which z. At the time of change located in the induction device until the monitoring element 26 is reached. The auxiliary device according to the invention now intervenes here.
Wenn der Zeitkreis 24 eine große und der Zeitkreis 15 eine relativ kleine Zeitkonstante hat, so wird - durch die entsprechende Aufladung über die Gleichrichter 34 und 40 - bei einer Änderung der Speisespannung am Widerstand 42 eine Gleichstromspannung entstehen, die ungefähr den augenblicklichen Änderungen der Speisespannung folgt. Andererseits bleibt jedoch die Spannung am Widerstand 36 noch eine gewisse Zeit nach der plötzlichen Spannungsänderung auf der alten Höhe erhalten. Dadurch entsteht eine Spannungsdifferenz zwischen den Punkten A und B, die der plötzlichen Spannungsänderung der Speisespannung proportional ist. Die Größe der Widerstände 35, 36, 41 und 42 wird so gewählt, daß keine Differenzspannung entsteht, wenn keine Änderungen der Spannung eintreten oder wenn die Änderungen nur sehr langsam verlaufen. Die Differenzspannung ist in Reihe mit der von dem Temperaturfühler 26 erzeugten Gleichspannung geschaltet. Sinkt beispielsweise die Speisespannung an der induktiven Heizeinrichtung 10 plötzlich, so wird die Spannung am Widerstand 42 niedriger als die Spannung am Widerstand 36, und die Differenzspannung ist in diesem Fall der vom Temperaturfühler 26 abgegebenen Spannung entgegengerichtet. Dadurch erhält das Stellwerk 17 eine geringere Spannung. Dies ergibt praktisch denselben Effekt, als wenn der Temperaturfühler 26 unmittelbar eine Temperaturverminderung des Metalldrahtes registriert hätte, und das Stellwerk wird unverzüglich im Sinne einer Berichtigung der zu niedrigen Spannung in Gang gesetzt.If the time circuit 24 has a large time constant and the time circuit 15 a relatively small time constant, then - due to the corresponding charging via the rectifiers 34 and 40 - when the supply voltage changes at the resistor 42, a direct current voltage occurs which roughly follows the instantaneous changes in the supply voltage . On the other hand, however, the voltage across resistor 36 remains at the old level for a certain time after the sudden voltage change. This creates a voltage difference between points A and B, which is proportional to the sudden change in voltage of the supply voltage. The size of the resistors 35, 36, 41 and 42 is chosen so that there is no differential voltage if there are no changes in the voltage or if the changes are very slow. The differential voltage is connected in series with the direct voltage generated by the temperature sensor 26. If, for example, the supply voltage at the inductive heating device 10 suddenly drops, the voltage at the resistor 42 becomes lower than the voltage at the resistor 36, and the differential voltage in this case is opposite to the voltage output by the temperature sensor 26. As a result, the signal box 17 receives a lower voltage. This results in practically the same effect as if the temperature sensor 26 had registered a temperature reduction in the metal wire immediately, and the signal box is immediately set in motion to correct the voltage that is too low.
Hieraus ist zu ersehen, daß die Zeitkreise 24, 25 ein Ansprechen des Temperaturfühlers vortäuschen und dadurch praktisch unverzüglich Maßnahmen zur Beseitigung der Fehlerquelle einleiten. Die anderen Größen, beispielsweise die Vorschubgeschwindigkeit und die Abmessungen des Drahtes, ändern sich nur langsam und können daher durch das Temperaturüberwachungsglied 26 direkt ohne merkliche Änderungen der Drahttemperatur nachgeregelt werden.From this it can be seen that the time circuits 24, 25 a response of the Simulate the temperature sensor and take action to eliminate it practically immediately initiate the source of the error. The other variables, for example the feed rate and the dimensions of the wire, change only slowly and can therefore through the temperature monitor 26 directly without any noticeable changes in wire temperature be readjusted.
Die Einrichtung nach der Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, und sie kann auch mit gutem Erfolg sowohl für Bänder aus magnetischem oder nichtmagnetischem Material verwendet werden. Ebenso kann sie grundsätzlich auch an anderen elektrisch- oder auch gasbeheizten Durchlauf-Wärmebehandlungseinrichtungen vorgesehen werden.The device according to the invention is not limited to that shown Embodiment is limited, and it can also be used with good success for both tapes made of magnetic or non-magnetic material can be used. Likewise, it can basically also on other electrically or gas-heated continuous heat treatment devices are provided.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
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