DE1935726A1

DE1935726A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Streckungsgrades von gewalztem Magnetblech

Info

Publication number: DE1935726A1
Application number: DE19691935726
Authority: DE
Inventors: Kuniji Asano; Moritada Kubo
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1968-07-12
Filing date: 1969-07-14
Publication date: 1970-01-15
Also published as: SE357438B; FR2012823A1; US3600672A; JPS4810416B1; GB1266388A

Description

TOKYO SHIBAURA ELBOTRIO 00., LTD., KAWASAKI-SHI, JAPAN

Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Streckungsgrades von

gewalztem Magnetblech

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der Streckung von gewalztem Magnetblech zur überwachung und Einstellung seiner Form,, insbesondere seiner flachen Ausbildung, wenn es in flache Form gewalzt wird.

Beim Walzen von Metallband wird das Material lokal infolge ungleichmäßigen Walzens unterschiedlich stark gestreckt, so daß ein deformiertes Blechband entsteht. Diese Deformation von

Metallband macht sich in Form von Wellungen beziehungsweise Verwerfungen bemerkbar. Diese Wellungen können grob unterteilt werden, in solche, die längs des Kantenbereichs des Blechbandes entstehen (im folgenden als "Kantenwellungen" bezeichnet) und solche, die im mittleren Teil des Blechbandes auftreten (im folgenden als "Mittelwellungen" bezeichnet). Es ist bekannt, daß derartige Mittel- oder Kantenwellungen durch ballige Arbeitswalzen verhindert werden können, oder durch Einstellung ihrer Krümmung oder Anstellung, wodurch in bestimmtem Ausmaß die flache Beschaffenheit eines Metallbandes eingestellt werden kann. Bevor ,jedoch eine derartige Einstellvorrichtung zur Herstellung flachen Metallbandes wirksam angewendet werden kann, ist es notwendig, die Bedingungen der auf der oberfläche des Blechb__andes, das die Arbeitswalzen gerade verlassen hat, genau zu bestimmen.

In. der Praxis bietet jedoch die genaue Messung des Deformationsgrades Schwierigkeiten, da das Blechband mit hoher Geschwindigkeit läuft,und die Messung ohne mechanische Berührung des Blechbandes durchgeführt werden muß, um die Meßvorrichtung zu schonen.

Ferner ergeben sich bei der Einstellung bzw. Überwachung der Form eines Blechbandes folgende Schwierigkeiten: Die im mittleren Teil oder längs der Kante des Blechbandes auftretenden Wellungen besitzen während des Walzens kein festes Muster, sondern verändern sich unregelmäßig. Darüber hinaus stehen der Grad ^der Streckung des Metallbandes und die Wellungen auf seiner Oberfläche zueinander in einem komplizierten Verhältnis. Haben beispielsweise die Wellungen eine große Wellenlänge, so ist der Streckungsgrad gering, obwohl die Wellungen eine feste Amplitude besitzen. Ist die Wellenlänge der Wellungen dagegen kurz, so ist der Streckungsgrad groß. Darüber hinaus schwingt ein schnell bewegtes Blechband "in Richtung der Blechbandstärke, so daß es schwierig ist, seine

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Form genau zu bestimmen. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur wirksamen Bestimmung des Streckungsgrades von gewalztem Magnetblech zur überwachung und Einstellung seiner ebenen Beschaffenheit bzw. Ebenheit zu schaffen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß elektrische Signale gemessen werden,"die die Induktivitätsänderung entsprechend den zeitabhängigen Veränderungen der Verschiebung des Blechbandes in Richtung der Blechbandstärke .. wiedergeben, und daß die gemessenen Signale zuerst differenziert und darauf quadriert werden, wodurch sich Signale ergeben, die die Momentanwerte des Streckungsgrades des Blechbandes wiedergeben.

Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten beispielsweisen Ausführungsform wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Vorrichtung zur Bestimmung des Streckungsmaßes von gewalztem Magnetblech gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt das Schaltbild eines Teils der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.

Figuren 3A bis 30 sind Diagramme, in denen verschiedene Ebenheitsgrade des Blechbandes in seiner Querrichtung dargestellt sind, wie sie von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemessen wurden.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind η Induktionsdetektoren, I₁ bis I_n auf e.iner Seite eines gewalzten Magnetblechbandes"1 angeordnet, das gerade aus einer Arbeitswalzen-Anordnung (nicht gezeigt) hervorkommt. Die Detektoren sind In der .Querrichtung des Blechband-es (x-Richtung) in einem Abstand voneinander in unmittelbarer Nähe desselben

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angeordnet. Jeder Induktionsdetektor I₁ bis I_n besteht z.B. aus einem C-förmigen Kern 2, der mit einer Spule 3 bewickelt ist (Fig. 2). Die Spule 3 ist auf einer Seite an eine Wechselst rombrücke .6 angeschlossen, die wiederum mit einer Wechselstromquelle 5 ^mMeßkreis 4 verbunden ist. Der Strom aus der Wechsel-Stromquelle 5 wird vorzugsweise so eingestellt, daß seine Frequenz beispielsweise zehnmal größer ist als die Maximalfrequenz der auf der Oberfläche des Magnetblechbandes 1 auftretenden WeI-lungen. Die Ausgangsklemmen der Wechselstrombrücke. 6 sind mit einem Demodulator 7 verbunden. Der Demodulator 7 besteht beispielsweise aus einer Gleichrichterschaltung oder eine Synchrongleichrichterschaltung. Diese dienen dazu, die Ausgangssignale der Wechselstrombrücke 6 in Signale umzuwandeln, die den Wellenbe* dingungen des Blechbandes entsprechen. Ist die Wechselstrombrücke 6 vorher ohne ein in die Meßanordnung eingeführtes Blechband abgeglichen worden, so ist die Amplitude der Ausgänge der Wechselstrombrücke 6 ein Maß für die von der Amplitudenmodulation der Eingänge der Wechselstromquelle 5 erhaltenen Signale, die als Trägersignale angesehen werden können. Wird die WechselstrombrUcke 6 vorher bei in die Meßvorrichtung eingeführtem Blechband abgeglichen, so werden "die Ausgangssignale der Wechselstrombrücke 6 einer Phasenmodulation unterworfen. Die Ausgangssignale des Demodulators 7 geben den Betrag der Verschiebung des Blechbandes in y-Rlchtung wieder. Hierfür gilt folgende Gleichung:

, y = f_A (t) (I)-

Wird die Richtung der Blechbandstärke <_

als y-Aohse und die Querrichtung' als x-Achse bezeichnet, so bestimmt sich die Verschiebung in der y-Achse von einem gegebenen Punkt x^ auf der x-Achse gemäß Gleichung (1) als Funktion der Zeit t. In Fig. 1 sind eine Anzahl η von Detektoren I| bis I_n mit den Meßschaltungen ^₁ bis 4 verbunden, von denen sich die Ausgangssignale f_t (t), f₂ (t)...f. (t)... bzw..f (t) ergeben. Diese Ausgangssignale werden zur

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Differenzierung Differenzierungsschaltungen 8^ bis 8 und ferner Quadrierschaltungen 9^ bis 9_n zugeführt, wo die differenzierten Ausgangssignale quadriert werden. Die Gleichungen dieser Ausgangssignale lauten:

_dfl (t) 2 ,*y^(t)x²

¹ """""dt ' ν~3ΐ ^} .

Diese Quadrierschaltungen 9^bIs 9_n'.können beispielsweise aus bekannten Schaltkombinationen aus Filtern und Verstärkern bestehen.

Im folgenden "wird nunmehr beschrieben, wie mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens der Streckungsgrad eines Blechbandes bestimmt werden kann. Der Streckungsgrad S₁ eines Blech-, bandes, auf dem eine fortlaufende Welle erscheint, wie sie durch die Gleichung (1 ) wiedergegeben wird, kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

J /df. (t)\ 2

ψ +-(-τ-¹-) ·4* -At

Darin bedeutet Δ t eine sehr geringe Zeiteinheit. Da die Wellen normalerweise im Verhältnis zu ihrer Amplitude eine extrem große Wellenlänge aufweisen, gilt:

df, (t) ' .

—^g-^— «!!.Daher kann Gleichung (2) auch durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

Werden die Signale £^ (t) (1= 1, 2 ....n) von den Meßschaltungen 4^ (1 = 1, 2 ....n) mittels der Differenzierschaltungen S₁ (i = 1, 2 .......n) differenziert und darauf in den Quadrierschaltungen 9_t (1 ='1, 2 ..... .n) quadriert, so· gilt für diese

Signale die Gleichung: /^flj* K 2 . Werden diese Aus gangs signale

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mit einer Konstanten multipliziert, so ergeben sich die Momentanwerte s. (i = 1, 2 ....n) der Streckung des Blechbandes 1 gemäß Gleichung (3) an den Punkten desselben, die gegenüber den Detektoren L· liegen. Auf diese Weise bestimmen die Strekkungsgrade s. des Blechbandes 1 dessen Form. Sind die

schließlich gewonnenen Momentanwerte / ^yi ^ '\2 der

^{ dt~"~' Streckung des Metallbandes 1 in dessen mittlerem Teil groß, wie durch den Kurvenzug "11 in Fig. 3A gezeigt, so ist dies ein Anzeichen für auftretende Mittelwellungen. Sind die Momentan-

werte , ^dyi ^\2 längs der Kanten des Blechbandes 1 groß,

* ^[ TE ^;

wie durch den Kurvenzug in Fig. 3B gezeigt, so treten Kantenwellungen auf. Sind dagegen die Momentanwerte , ^yl * '\2

gleichmäßig über die Querrichtung des Blechbandes 1 verteilt, so treten weder Mittel- noch Kantenwellungen auf. Dementsprechend werden die Streckungen s. so eingestellt, daß sich ein gerader Kurvenzug, möglichst parallel zur Abszisse ergibt. Damit wird, die Herstellung eines von Deformationen freien Bleehbandes ermöglicht. ·

Wie oben erwähnt, kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens (ier Streckungsgrad eines gewalzten Blechbandes an t Jedem beliebigen Punkt genau bestimmt werden und die diesen .Streckungsgrai darstellenden Signale können leicht als Signale zur Einstellung der Balligkeit,der Krümmung und Anstellung einer Arbeitswalzenvorrichtung verwendet werden, wodurch schließlich die Form des Blechbandes während seiner Bewegung eingestellt und überwacht wird.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

'1J Verfahren zur Bestimmung des Streckungsgrades von Metallbändern durch tertihrungslose Messung elektrischer Signale, die den Wellungen von gewalztem Magnetblechband entsprechen, unter Benutzung der gemessenen Signale für die Überwachung und Einstellung der Form des Blechbandes, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Signale gemessen werden, die die Induktivitätsänderungen entsprechend der zeitabhängigen Verschiebung des Blechbandes in Richtung des Blechbandstärke wiedergeben, _: und daß die gemessenen Signale zuerst differenziert und darauf quadriert werden, wodurch Signale gewonnen werden, die die Momentanwerte des Streckungsgrades des Blechbandes wiedergeben..

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus gangs signale der Detektoren, einer Wechselstrombrücke zugeführt werden, und daß die Ausgangssignale der Wechselstrombrücke demoduliert werden.

3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Querrichtung des Blechbandes an mehreren Punkten gemessen wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach- wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3 mit Vorrichtungen zur berührungslosen Messung elektrischer Signale, die den Wellungen auf der Oberfläche des Blechbandes entsprechen, wobei die gemessenen Signale zur Überwachung und Einstellung der Form des Blechbandes verwendet werden, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zur Messung elektrischer Signale, die die Induktivitätsänderung entsprechend den zeitabhängigen Veränderungen der Verschiebung des Blechbandes in Richtung der BIechbandstärke während seiner Bewegung wiedergeben, durch eine Differenzierschaltung (8)

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zur Differenziation der gemessenen elektrischen Signale, und durch eine Quadrierschaltung (9) zur Quadrierung der differenzierten Ausgangssignale zur Erzeugung von Signalen, die die Momentanwerte des Streckungsgrades des Blechbandes wiedergeben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtungen Induktionsdetektoren (2, 3) enthalten, die auf einer Seite des Magnetblechbandes in dessen unmittel-

' barer Nähe angeordnet sind, daß sie Wechselstrombrücken (6) enthalten die an die Ausgänge der Detektoren (2, 3) ange*- schlossen sind, und daß sie einen Demodulator (7) zur Demodulation der Ausgangssignale der Wechselstrombrücke (6) enthalten. ·■-

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von selbsttätig arbeitenden Induktionsdetektoren (2, 3) nebeneinander angeordnet sind, und daß die Ausgänge der Detektoren an eine Anzahl von Differenzier-(8j '"S_n) und Quadrierschaltungen (9^...9_n) angeschlos-. sen sind.

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