DE2855081A1 - DEVICE FOR DETERMINING A ROLLED METAL PRODUCT DURING ITS MOVEMENT - Google Patents

DEVICE FOR DETERMINING A ROLLED METAL PRODUCT DURING ITS MOVEMENT

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DE2855081A1
DE2855081A1 DE19782855081 DE2855081A DE2855081A1 DE 2855081 A1 DE2855081 A1 DE 2855081A1 DE 19782855081 DE19782855081 DE 19782855081 DE 2855081 A DE2855081 A DE 2855081A DE 2855081 A1 DE2855081 A1 DE 2855081A1
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Jean-Paul Fischbach
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Description

CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif Vereniging zonder winstoogmerk 47, rue Montoyer Brüssel / BelgienCENTER DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif Vereniging zonder winstoogmerk 47, rue Montoyer Brussels / Belgium

Vorrichtung zur Ermittlung eines gewalzten Metallerzeugnisses während seiner BewegungDevice for detecting a rolled metal product while it is moving

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontaktlosen Ermittlung eines magnetischen bzw. schwach magnetischen gewalzten Metallerzeugnisses während seiner Bewegung, das eine hohe Temperatur führen und sich in einer aggressiven Umgebung befinden kann.The invention relates to a device for the contactless determination of a magnetic or weakly magnetic rolled metal product during its movement, which cause a high temperature and become in a aggressive environment.

Das Vorhandensein eines Produktes läßt sich grundsätzlich durch mehrere in der Praxis benutzten Vorrichtungen feststellen, so z.B. durch:The presence of a product can basically be determined by several devices used in practice, for example through:

- fotoelektrische Zellen bei Erzeugnissen mit ausreichend hoher Temperatur C beispielsweise über 800 C ) sowie bei NichtVorhandensein von Wasser, Dampf und sonstigen lichtundurchlässigen Elementen; und- Photoelectric cells for products with a sufficiently high temperature C, for example above 800 C) and in the absence of water, steam and others opaque elements; and

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- elektromagnetische Vorrichtungen bei Erzeugnissen mit ausreichend niedriger Temperatur (beispielsweise unter 6500G) sowie bei Nichtvorhandensein magnetischer Teile in der direkten Umgebung des Messfühlers.- Electromagnetic devices for products with a sufficiently low temperature (for example below 650 0 G) as well as in the absence of magnetic parts in the direct vicinity of the sensor.

Die erfindungsgemässe Detektorvorrichtung ist nicht nur nicht mit den vorbeschriebenen Nachteilen behaftet, sondern bietet darüberhinaus auch noch den weiteren Vorteil, dass sie einschränkungslos unter den folgenden Bedingungen einsetzbar und funktionsfähig ist:The detector device according to the invention not only does not suffer from the disadvantages described above, but also offers the further advantage that it can be classified without restriction under the following Conditions applicable and functional:

- Temperatur des zu erfassenden Erzeugnisses: beliebig (beispielsweise zwischen 20 und 12000O),- temperature of the product to be detected: any (e.g. between 20 and 1200 0 O),

- bei Vorhandensein von Wasser, Dampf und Zunder,- in the presence of water, steam and scale,

- in der Nachbarschaft magnetischer Teile (auf denen sie ausserdem montierbar sind).- in the vicinity of magnetic parts (on which they can also be mounted).

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ermittlung eines gewalzten Metallerzeugnisses während seiner Bewegung ist im wesentlichen gekennzeichnet durch:The device according to the invention for determining a rolled metal product during its movement is essentially characterized by:

- einen Messfühler aus einer Mehrzahl elektrischer Bauteile, die unter Bildung eines elektrischen Schwingkreises (beispielsweise des Typs L G) zusammenwirken, und- A measuring sensor made up of a plurality of electrical components that form an electrical oscillating circuit (for example of the type L G) cooperate, and

- eine Vorrichtung zur Messung der Frequenz bzw. von Frequenzänderungen dieses Schwingkreises sowie zur späteren Verarbeitung dieses Messwertes.- A device for measuring the frequency or frequency changes of this resonant circuit and for later Processing of this measured value.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Detektorvorrichtung besteht der Messfühler aus einer Spule elektrischer Leiter, wobei die einzelnen Windungen dieser Spule einen so ausreichend grossen Durchmesser aufweisen, dass das zu erfassende Metallerzeugnis durch das Innere der Spule hindurchgeführt werden kann.In a preferred embodiment of the detector device the sensor consists of a coil of electrical conductors, with the individual turns of this coil forming a have a sufficiently large diameter that the metal product to be detected passes through the interior of the Coil can be passed.

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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erf indungsgemässen Detektorvorrichtung weist der Messfühler einen Magnetkreis in U-Form oder in der Form eines mit Spalt versehenen Toruskörpers mit über die Oberfläche gewickeltem Leiterdraht auf, wobei dieses Element so angeordnet ist, dass das gewalzte Metallprodukt den von der Form des Magnetkreises gebildeten Spalt zu passieren vermag. Durch seine Gegenwart verändert es die äquivalente Induktanz des vom Magnetkreis und seiner Spule gebildeten Elements.According to a further preferred embodiment of the erf The detector device according to the invention has the measuring sensor a magnetic circuit in a U-shape or in the shape of a toroidal body provided with a gap with over the surface of wound conductor wire, this element being arranged so that the rolled Metal product is able to pass the gap formed by the shape of the magnetic circuit. Through his presence it changes the equivalent inductance of the element formed by the magnetic circuit and its coil.

Erfindungsgemäss besteht die elektronische Schaltung der Detektorvorrichtung aus einem oder mehreren der nachstehend aufgeführter Teile:According to the invention there is the electronic circuit the detector device from one or more of the following parts:

a) Mitteln zur Erzeugung eines elektrischen Signals von vorgegebener Beschaffenheit und Frequenz entsprechend der Resonanzfrequenz des °chwingkreises,a) Means for generating an electrical signal of a predetermined nature and frequency accordingly the resonance frequency of the ° oscillating circuit,

b) Mitteln zur Filterung dieser elektrischen Signale gemäss a),b) means for filtering these electrical signals according to a),

c) Mitteln zur Umwandlung des elektrischen Signals von vorgegebener Beschaffenheit und Frequenz gemäss a) in ein elektrisches Signal von andersartiger Beschaffenheit, dessen Stärke von der Frequenz des elektrischen Erstsignals abhängig ist,c) Means for converting the electrical signal of a given nature and frequency according to a) into an electrical signal of a different nature, the strength of which depends on the frequency of the electrical signal Depends on the first signal,

d) Mitteln zur Erzeugung eines elektrischen Bezugssignals mit der Frequenz f entsprechend dem Zustand der Kreise unmittelbar vor Eintritt des Metallerzeugnisses in die Detektorvorrichtung; auf diese Weise lässt sich der Einfluss von umgebungsbedingten Abweichungen und insbesondere der Einfluss von Temperatur, vorhandenem Wasser oderDampf, Schlackenspritzern usw. ausschalten,d) means for generating an electrical reference signal with the frequency f corresponding to the state of the Circles immediately prior to entry of the metal product into the detector device; this way you can the influence of environmental deviations and in particular the influence of temperature, existing Turn off water or steam, slag splashes, etc.

e) Mitteln zum Vergleich der beiden Werte des erzeugten elektrischen Signals gemäss a) bzw. d) und zur Abgabe eines aus dem Vergleich resultierenden neuen Signals,e) Means for comparing the two values of the generated electrical signal according to a) or d) and for the delivery a new signal resulting from the comparison,

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f) und vorzugsweise auch Mitteln zur Steuerung der ordnungsgemässen Funktionsweise der Detektorvorrichtung. f) and preferably also means for controlling the proper functioning of the detector device.

Hinsichtlich Anwendung der erf indungsgemässen Vorrichtung umfasst diese im allgemeinen eine oder mehrere der folgenden Zubehöreinrichtungen:With regard to the application of the device according to the invention, it generally comprises one or more of the following accessory devices:

- eine Wasserkammer, welche die Detektorvorrichtung vor etwaiger Überhitzung schützt,- a water chamber, which protects the detector device from possible overheating,

- ein Überwachungselement» welches sicherstellt, dass die zum Schütze der Detektorvorrichtung vor Überhitzung erforderliche Wassermenge vorhanden ist, und - a monitoring element »which ensures that the amount of water required to protect the detector device from overheating is available, and

- ein Führungssystem für das jeweilige gewalzte Metallerzeugnis auf seinem Weg in die Detektorvorrichtung. - A guide system for the respective rolled metal product on its way into the detector device.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Detektorvorrichtung, wobei diese Zeichnung keinerlei Einschränkung darstellt.1 shows an embodiment of the detector device according to the invention, this drawing not representing any restriction.

Diese Figur zeigt ein Führungsrohr (1) für ein aus dem Warmwalzwerk austretendes metallisches Walzprodukt, das dieses Rohr und in seiner Verlängerung angeordnete weitere Rohre von ähnlicher Konstruktion passiert. Eine Leiterdrahtspule (2) mit Einbettung in einem nichtmagnetischen Werkstoff ist zu sehen sowie eine Wasserkammer (3) mit Wasserzufuhr über eine flexible Leitung (4-), die über ein Überwachungselement (5) zur Kontrolle der Wasser menge (6) geführt ist, wobei die Wasserbeschickung der Hauptwasserkammer (8) über die Leitung (7) erfolgt. Die schraffierten Teile können aus magnetischem oder nichtmagnetischem Werkstoff hergestellt sein, ohne dass die Wirkweise der Detektorvorrichtung beeinflusst würde. This figure shows a guide tube (1) for a metallic rolled product emerging from the hot rolling mill , which passes this tube and further tubes of similar construction arranged in its extension. A conductor wire coil (2) embedded in a non-magnetic material can be seen as well as a water chamber (3) with water supply via a flexible line (4-) , which is guided via a monitoring element (5) to control the amount of water (6), the water being fed into the main water chamber (8) via the line (7). The hatched parts can be made of magnetic or non-magnetic material without affecting the mode of operation of the detector device.

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- sr -- sr -

In einer bevorzugten Ausführungsform der Detektorvorrichtung weist der Schwingkreis eine Resonanzfrequenz zwischen 5 und 4-0 kHz auf.In a preferred embodiment of the detector device, the resonant circuit has a resonance frequency between 5 and 4-0 kHz.

In einer Abwandlung umfasst der elektronische Teil der erfindungsgemässen Detektorvorrichtung:In a variation, the electronic part includes the detector device according to the invention:

- einen Oszillator zur Lieferung eines Rechteckwellensignals mit einer Frequenz gleich der Resonanzfrequenz des Schwingkreises,an oscillator for supplying a square wave signal with a frequency equal to the resonance frequency of the oscillating circuit,

- einen Bandfilter mit Bandbreite 10 kHz und Zentrierung auf die Resonanzfrequenz des Schwingkreises,- a band filter with a bandwidth of 10 kHz and centering on the resonance frequency of the oscillating circuit,

- einen llPrequenz-Spannungs"-Wandler zur Erzeugung eines ausgangsseitigen Signals, dessen Stärke von der Frequenz f des Eingangssignals abhängig ist,- a ll Prequenz-voltage "converter for generating an output-side signal whose thickness f of the frequency is dependent of the input signal,

- ein Bezugsgerät, das die Abgabe eines Bezugssignals mit der Frequenz f entsprechend dem Nichtanstehen des zu erfassenden Objekts ermöglicht,- a reference device that enables the output of a reference signal with frequency f corresponding to the failure to pause the object to be detected enables

- eine Vergleichsschaltung, die von den beiden empfangenen elektrischen Signalen (mit der Frequenz f und f ) ausgehend ein "Alles-oder-Nichts"-Signal in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen den EingangsSignalen mit der Frequenz f und f und somit der gemessenen Frequenzänderung liefert, unda comparison circuit based on the two electrical signals received (with frequencies f and f) an "all-or-nothing" signal as a function of of the deviation between the input signals with the frequency f and f and thus the measured frequency change provides, and

- gegebenenfalls einen Schwingschutzwiderstand.- if necessary, an anti-vibration resistor.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Detektorvorrichtung weist das Bezugsgerät eine Meßschleife auf, mit welcher der Einfluss von Temperaturschwankungen und Abweichungen in der Bezugsgrösse der Frequenz f korrigiert werden kann.According to a further embodiment of the detector device, the reference device has a measuring loop with which the influence of temperature fluctuations and deviations in the reference value of the frequency f can be corrected can.

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Jig. 2 veranschaulicht als Blockdiagramm ein Ausführungsbeispiel der Detektorvorrichtung. Jig. 2 illustrates, as a block diagram, an exemplary embodiment of the detector device.

Diese Vorrichtung umfasst einen Messfühler (1) zur Abgabe eines Signals auf einen Oszillator (2), der seinerseits ein Rechteckwellensignal von gleicher Frequenz wie das Eingangssignal aussendet, das nach erfolgtem Durchgang durch ein Bandfilter (3) in einen Frequenz-Spannungs-Wandler (J\) gelangt, worauf die aus dem Bezugsgerät (5) und dem Messfühler (l) anfallenden Signale analysiert in eine Vergleichsschaltung (7) gelangen, der ein "Alles-oder-Nichts"-Signal liefert, wel.ch.es nach dem Passieren eines Schwingschutzwiderstands (8) zu einer Ausgangsebene eines optischen Kopplers gelangt. Die Funktion des Oszillators (2) wird durch ein Überwachungssystem (6) mit Alarmvorrichtung (10) gesteuert.This device comprises a measuring sensor (1) for outputting a signal to an oscillator (2), which in turn emits a square wave signal of the same frequency as the input signal, which after passing through a band filter (3) into a frequency-voltage converter (J \) arrives, whereupon the signals coming from the reference device (5) and the measuring sensor (1) arrive analyzed in a comparison circuit (7), which delivers an "all-or-nothing" signal, wel.ch.es after passing a vibration protection resistor (8) arrives at an output level of an optical coupler. The function of the oscillator (2) is controlled by a monitoring system (6) with an alarm device (10).

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS

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Claims (10)

285508 I - y- PATENTAWSPRÜCHE:285508 I-y- PATENT CLAIMS: 1. Vorrichtung zur kontaktlosen Ermittlung eines magnetischen bzw. schwach magnetischen gewalzten Metallerzeugnisses während seiner Bewegung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Messfühler (1) aus elektrischen Bauteilen besteht, die unter Bildung eines elektrischen Schwingkreises, insbesondere des Typs L C zusammenwirken und das eine Vorrichtung die Frequenz bzw. Frenquenzänderungen dieses Schwingkreises mißt sowie später verarbeitet.1. Device for the contactless determination of a magnetic or weakly magnetic rolled metal product during its movement, characterized in that a measuring sensor (1) consists of electrical components which cooperate to form an electrical oscillating circuit, in particular of the LC type, and the one device the frequency or frequency changes of this oscillating circuit measures and processed later. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Messfühler (1) aus einer Spule (2) elektrischer Leiter besteht, wobei die einzelnen Windungen dieser Spule einen so ausreichend grossen Durchmesser aufweisen, daß das Metallerzeugnis durch, das Innere der Spule hindurchgeführt werden kann.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the measuring sensor (1) consists of a coil (2) of electrical conductors, the individual turns of this coil having such a large enough diameter that the metal product can be passed through the interior of the coil can. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Messfühler (1) einen Magnetkreis in U-Form oder in der Form eines mit Spalt versehenen Toruskörpers mit über die Oberfläche gewickeltem Leiterdraht aufweist, wobei dieses Element so angeordnet ist, daß das gewalzte Metallprodukt den aufgrund der Form des Magnetkreises gebildeten Spalt zu passieren vermag.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sensor (1) has a magnetic circuit in U-shape or in the shape of a gap provided toroidal body with conductor wire wound over the surface, this element being arranged so that the rolled metal product able to pass the gap formed due to the shape of the magnetic circuit. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die elektronische Schaltung umfaßt:4. Device according to claims 2 or 3, characterized in that the electronic circuit comprises: a) Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Signals von vorgegebener Beschaffenheit und Frequenz entsprechend der Resonanzfrenquenz des Schwingkreises;a) Means for generating an electrical signal of a predetermined nature and frequency accordingly the resonance frequency of the oscillating circuit; b) Mittel zur Filterung dieser elektrischen Signale gemäß a);b) means for filtering these electrical signals according to a); 909827/0804909827/0804 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED 28bbüa - /β -28bbüa - / β - c) Mittel zur Umwandlung des elektrischen Signals von vorgegebener Beschaffenheit und Frequenz gemäss a) in ein elektrisches Signal von andersartiger Beschaffenheit, dessen Stärke von der Frenquenz des elektrischen Erstsignals abhängig ist ;c) Means for converting the electrical signal of a given nature and frequency according to a) into an electrical signal of a different nature, the strength of which depends on the frequency of the electrical signal First signal is dependent; d) Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Bezugssignals der Frequenz f entsprechend dem Zustand der Kreise unmittelbar vor Eintritt des Metallerzeugnisses in die Detektorvorrichtung;d) means for generating an electrical reference signal of frequency f corresponding to the state of the circles immediately before the metal product enters the detector device; e) Mittel zum Vergleich der beiden Werte des erzeugten elektrischen Signals gemäss a) bzw. d) und zur Abgabe eines aus dem Vergleich resultierenden neuen Signals;e) Means for comparing the two values of the generated electrical signal according to a) or d) and for the delivery a new signal resulting from the comparison; f) und vorzugsweise auch Mittel zur Steuerung der ordnungsgemässen Funktionsweise der Detektorvorrichtung.f) and preferably also means for controlling the proper Function of the detector device. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis eine Resonanzfrenquenz zwischen 5 und 40 kHz führt.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the resonant circuit has a resonance frequency between 5 and 40 kHz. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Teil umfaßt:6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that the electronic member comprises: einen Oszillator zur Lieferung eines Rechteckwellensignals mit einer Frequenz gleich der Resonanzfrequenz des Schwingkreises;an oscillator for supplying a square wave signal having a frequency equal to the resonance frequency of the oscillating circuit; einen Bandfilter mit einer Bandbreite von 10 kHz und Zentrierung auf die Resonanzfrequenz des Schwingkreises; a band filter with a bandwidth of 10 kHz and centering on the resonance frequency of the oscillating circuit; einen "Frequenz-Spannungs"-Wandler zur Lieferung einer ausgangsseitigen Spannung, deren Stärke von der Frequenz f des Eingangssignals abhängig ist; ein Bezugsgerät, das die Abgabe eines Bezugssignals mit der Frequenz f entsprechend dem Nichtanstehen des zu erfassenden Objekts ermöglicht; und eine Vergleichsschaltung, die von den beiden empfangenen elektrischen Signalen der Frequenz f unf fQ ausgehend ein "Alles-oder-Nichts"-Signal in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen den Signalen der Frequenz f und f liefert.a "frequency-voltage" converter for supplying an output-side voltage, the strength of which is dependent on the frequency f of the input signal; a reference device that enables the output of a reference signal having the frequency f corresponding to the non-standing of the object to be detected; and a comparison circuit which, based on the two received electrical signals of frequency f and f Q , supplies an "all-or-nothing" signal as a function of the deviation between the signals of frequency f and f. 909827/0804 " 9 "909827/0804 " 9 " 2855U8 I2855U8 I. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Teil eine Sicherheitsschaltung beinhaltet, welche die Funktion des Oszillators steuert.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the electronic part includes a safety circuit which controls the function of the oscillator. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugsgerät eine Meßschleife derart aufweist, daß mit ihr der Einfluss von Temperaturschwankungen und Abweichungen in der Bezugsgrösse der Frequenz f korrigierbar ist.8. Apparatus according to claim 6, characterized in that the reference device has a measuring loop such that the influence of temperature fluctuations and deviations in the reference variable of the frequency f can be corrected with it. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Teil eine Schwingschutzwiderstandsanordnung umfaßt.9. Apparatus according to claim 7, characterized in that the electronic part comprises an anti-vibration resistor arrangement. 10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie als weitere Zubehöreinrichtungen aufweist:10. Device according to claims 1 to 9, characterized in that it comprises as additional accessory devices: eine Wasserkammer (3), welche die Detektorvorrichtung vor etwaiger Überhitzung schützt, ein Überwachungselement (5), welches sicherstellt, daß die zum Schütze der Detektorvorrichtung vor Überhitzung erforderliche Wassermenge vorhanden ist, und ein Führungssystem für das jeweilige gewalzte Metallerzeugnis auf seinem Weg in die Detektorvorrichtung.a water chamber (3) containing the detector device protects against overheating, a monitoring element (5), which ensures that the amount of water required to protect the detector device from overheating is available, and a guidance system for the respective rolled metal product on its way into the detector device. 909827/0804909827/0804
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