DE2204817A1

DE2204817A1 - Continuous strip thickness measurement - by ultrasonic reflection through liquid column

Info

Publication number: DE2204817A1
Application number: DE19722204817
Authority: DE
Inventors: Adolf Heindel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-02-02
Filing date: 1972-02-02
Publication date: 1973-08-09

Abstract

The device comprises an ultrasonic echo sounder, which is connected with the measuring location on the object being checked by a column of liquid serving as sound propagator, and which is connected with a device for evaluating the reflection time of the ultrasonic impulses reflected from the workpiece surfaces. The method is fast and has quick response. It is esp., for use in strip rolling mills.

Description

Anordnung zur Ermittlung der Dicke von laufendem Walzgut Zur Messung der Dicke von laufendem Walzgut sind Meßgeräte bekannt, die außerhalb des Walzspaltes eines Walzgerüstes angeordnet sind und beispielsweise mit das Walzgut abtastenden Fühlern oder mit Röntgenstrahlen arbeiten. Die mechanisch arbeitenden Geräte haben den Nachteil, daß sie bei den heute üblichen hohen Walzgeschwindigkeiten zu träge und insbesondere in Warmwalzwerken dem Verschleiß ausgesetzt sind. Die mit Röntgenstrahlen arbeitenden Geräte sind störanfällig und erfordern einen erheblichen Aufwand an Strahlenschutzeinrichtungen. Beide Geräte eignen sich nicht zur Messung der Walzgutdicke im Walzspalt.Arrangement for determining the thickness of rolling stock for measurement the thickness of rolling stock are known measuring devices that are outside the roll gap a roll stand are arranged and, for example, with the rolling stock scanning Feelers or work with X-rays. The mechanically operating devices have the disadvantage that they are too sluggish at today's high rolling speeds and are particularly exposed to wear in hot rolling mills. The ones with x-rays working devices are prone to failure and require considerable effort Radiation protection facilities. Both devices are not suitable for measuring the thickness of the rolled stock in the roll gap.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, ein Ultraschallecholotgerät über eine als Schallleiter dienende Flüssigkeitssäule mit der Meßstelle des Meßobjektes zu verbinden und an das Echolotgerät eine die Laufzeit der von den Oberflächen des Meßobjektes reflektierten Ultraschallimpulse auswertende Einrichtung anzuschließen. Bei einer vor oder hinter dem Walzgerüst liegenden Meßstelle ist das freie Ende eines an das Echolotgerät angeschlossenen, von der schalleitenden Flüssigkeit durchströmten Rohres derart ausgerichtet, daß die Flüssigkeitssäule senkrecht auf die Oberfläche des Walzgutes auftrifft. Nach einer weiteren dusgestaltung der Erfindung ist das Meßobjekt die Walzenanordnung des Walzgerüstes und die Flüssigkeitssäule radial zu allen Walzen der Walzenanordnung auf eine der außenliegenden Walzen, vorzugsweise auf die unterste Walze, ausgerichtet. Vorteilhafterweise ist das von der Flüssigkeit durchströmte Rohr aus einem Material hergestellt, den Schallausbreitungskoeffizient erheblich von dem der Flüssigkeit abweicht Anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Anordnung zur Messung de-r Walzgutdicke außerhalb des Walzspaltes, Fig. 2 ein Impulslaufzeitdiagramm zu Fig. 1, Sig. 3 eine Anordnung zur Messung der Walzgutdicke im Walzspalt und Fig. 4 ein Impulslaufzeitdl.agramrn zu Fig. 3.To avoid these disadvantages, it is proposed according to the invention, an ultrasonic sounder via a column of liquid serving as a sound conductor to connect with the measuring point of the test object and to the echo sounder a die Time of flight of the ultrasonic pulses reflected from the surfaces of the test object to connect the evaluating facility. With one in front of or behind the roll stand lying measuring point is the free end of a connected to the echo sounder, aligned by the sound-conducting liquid flowing through the pipe so that the column of liquid impinges perpendicularly on the surface of the rolling stock. To In a further embodiment of the invention, the object to be measured is the roller arrangement of the roll stand and the liquid column radially to all rolls of the roll arrangement aligned with one of the external rollers, preferably with the lowermost roller. The tube through which the liquid flows is advantageously from one Material made, the sound propagation coefficient significantly different from that of the liquid differs on the basis of the exemplary embodiments shown schematically in the drawings the invention is explained in more detail below. 1 shows an arrangement for measuring the thickness of the rolled stock outside the roll gap, FIG. 2 shows a pulse travel time diagram to Fig. 1, Sig. 3 an arrangement for measuring the thickness of the rolling stock in the roll gap and Fig. 4 shows a pulse transit time diagram for FIG. 3.

In Fig. 1 ist ein beispielsweise bandförmiges, z.B0 über einen nicht dargestellten Rollgang laufendes Walzgut 1 angedeutet.In Fig. 1, an example is band-shaped, e.g., over a not rolling table shown rolling stock 1 indicated.

An ein bekanntes, Ultraschallimpulse aussendendes und empfangendes Gerät 2 (Echolotgerät) ist ein Rohr 3 angebaut, in das durch einen Rohrstutzen 1 eine als Schalleiter dienende Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, laufend eingeleitet wird. Das freie Ende des Rohres 3 ist derart auf die Meßstelle 5 richtet, daß der aus dem Rohr austretende Teil der flüssigkeitssäule 6 auf der unteren Oberfläche des Walzgutes 1 senkrecht steht. Das Rohr 3 ist vorteilhafterweise aus einem Material, in dem sich der Schall wesentlich schneller als in der Flüssigkeit ausbreitet. Die von dem Echolotgerät empfangenen, von den Oberflächen des Walzgutes reflektierten Echoimpulse werden einer Auswerteeinrichtung 7 zugeführt, die aus der unterschiedlichen Laufzeit dieser Echoimpulse ein Signal bildet, das zur unmittelbaren Anzeige oder zur Dickenregelung mit Hilfe einer Regelenrichtung oder eines Rechners ausgenutzt werden kann In Fig. 2 ist auf einer Zeitachse ein Sendeimpuls 8 aufgetragen, der zunächst am Ende des Rohres @ einen gewachen Echoimpuls 9, dann an der ersten Grenzschicht des Walzgutes eines Echoimpuls 10 und schließlich an der zweiten Grenzschicht des Walzgutes einen Echoimpuls 1 hervorruft. i)ie Differenz zwischen der Laufseit des Echoimpulses 10 und der Laufzeit des Echoimpulses 11 ist der Dicke des Walzgutes proportional.To a known one that sends and receives ultrasonic pulses Device 2 (echo sounder device) is attached to a pipe 3 into which a pipe socket 1 a liquid serving as a sound conductor, for example water, is continuously introduced will. The free end of the tube 3 is directed towards the measuring point 5 that the part of the liquid column 6 emerging from the tube on the lower surface of the rolling stock 1 is vertical. The tube 3 is advantageously made of a material in which the sound propagates much faster than in the liquid. the received by the echo sounder, reflected from the surfaces of the rolling stock Echo pulses are fed to an evaluation device 7, which consists of the different The transit time of these echo pulses forms a signal that can be used for immediate display or used for thickness control with the help of a control direction or a computer can be In Fig. 2, a transmission pulse 8 is plotted on a time axis, the first at the end of the tube @ an awake echo pulse 9, then at the first boundary layer of the rolling stock of an echo pulse 10 and finally at the second boundary layer of the Rolling stock causes an echo pulse 1. i) ie Difference between the transit time of the echo pulse 10 and the transit time of the echo pulse 11 is the thickness of the rolled stock proportionally.

Mit der in Fig. 3 gezeigten Anordnung ist es möglich, die Dicke des Walzgutes im Walzspalt zu ermitteln. Bei dieser Anordnung ist die den Ultraschall leitende Flüssigkeitssäule 6, bzw. das Rohr 3, auf die beispielsweise aus den beiden Arbeitswalzen 12 und zwei Stützwalzen 13 bestehende Walzenanordnung eines Walzgerüstes derart ausgerichtet, daß die Flüssigkeitssäule im wesentlichen in Richtung einer auf den Mittellinien aller Walzen senkrecht stehenden Geraden auf die untere Stützwalze auftrifft. Die Meßstelle und die zugeordneten Berührungsstellen zwischen je zwei Walzen sowie zwischen den Arbeitswalzen und dem Walzgut sind fortlaufend mit den Ziffern I bis VI bezeichnet.With the arrangement shown in Fig. 3, it is possible to increase the thickness of the To determine rolling stock in the roll gap. In this arrangement it is the ultrasound conductive liquid column 6, or the tube 3, for example from the two Work rolls 12 and two backup rolls 13 existing roll arrangement of a roll stand aligned so that the liquid column substantially in the direction of a perpendicular straight lines on the center lines of all rollers onto the lower back-up roller hits. The measuring point and the associated contact points between each two Rolls as well as between the work rolls and the rolling stock are continuous with the Numbers I to VI designate.

Wie Fig. 4 zeigt, löst ein vom Echolotgerät abgegebener Sendeimpuls 8 außer dem am Rohrende entstehenden Echoimpuls 9 an der Meßstelle und den Berührungsstellen in den Zeitpunkten t1 bis tVI Echoimpulse 14 bis 19 aus. Die Laufzeitdifferenz zwischen den Echoimpulsen 16 und 17 (tIV - tIII) ist der Dicke des Walzgutes im Walzspalt proportional. Da der Laufzeitunterschied zwischen den Echoimpulsen 16 und 17, insbesondere bei bandförmigem Walzgut, klein ist, läßt sich die Walzgutdicke auch in der Weise ermitteln, daß von der der Laufzeitdifferenz tVI - ti entsprechenden Strecke die Summe aus den Walzendurchmessern abgezogen wird.As FIG. 4 shows, a transmission pulse emitted by the echo sounder triggers 8 except for the echo pulse 9 generated at the end of the pipe at the measuring point and the contact points in the times t1 to tVI echo pulses 14 to 19 from. The transit time difference between the echo pulses 16 and 17 (tIV - tIII) is the thickness of the rolling stock in the roll gap proportional. Since the delay time difference between the echo pulses 16 and 17, in particular in the case of strip-shaped rolling stock is small, the thickness of the rolling stock can also be in the manner determine that of the route corresponding to the transit time difference tVI - ti the Sum of the roller diameters is deducted.

Durch die Verwendung des Schalleiters kann das Ultraschall-Echolotgerät an einer leicht zugänglichen und geschützten Stelle angebracht werden.By using the sound conductor, the ultrasonic echo sounder be attached in an easily accessible and protected location.

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Claims

Claims 0 arrangement for determining the thickness of running Rolled stock inside or outside the roll gap of a rolling mill stand, characterized in that that an ultrasonic echo sounder device (2) over a liquid column serving as a sound conductor (6) connected to the measuring point (5, I) of the test object (1 or 1, 12, 13) and on the echo sounder shows the transit time of the reflected from the surfaces of the measurement object Ultrasonic pulse evaluating device (7) is connected.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that at one in front of or behind the roll stand the free end of a measuring point to the echo sounder (2) connected pipe (3) through which the sound-conducting liquid flows is oriented such that the liquid column (6) perpendicular to the surface of the rolling stock (1) strikes.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the test object the roll arrangement (12, 13) of the roll stand and the liquid column (6) radially to all rollers of the roller arrangement on one of the outer rollers, preferably is aligned with the lowermost roller (12).

4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the the pipe (3) through which the liquid flows is made of a material whose sound propagation coefficient is differs significantly from that of the liquid.