HU182766B

HU182766B - Measuring apparatus and system for measuring mechanical stress state of a ferromagnetic plate without touch

Info

Publication number: HU182766B
Application number: HU110781A
Authority: HU
Inventors: Peter Ivanov; Janos Graner; Istvan Gaal; Ferenc Tobias; Jozsef Tako; Gabor Manya; Denes Zsambok; Ferenc Friedrich; Gyula Kralik
Original assignee: Mta Mueszaki Fiz Kutato Inteze; Dunai Vasmu
Priority date: 1981-04-29
Filing date: 1981-04-29
Publication date: 1984-03-28
Also published as: EP0064216A2; EP0064216A3; DD202343A5

Description

(57) KIVONAT

A találmány egyrészt mérőkészülék ferromágneses lemez mechanikai feszültség» állapotának érintés nélküli méréséhez, amely mérőkészüléknek a lemezben első iráynban váltakozó mágneses teret létrehozó gerIesztőszerve és a lemezben az első irányra közel merŐeges második irányban fellépő váltakozó mágneses tér mérésével a lemezben lévő mechanikai feszültséget érzékelő szerve van. A mérőkészüléket az jellemzi, hogy a geijesztőszervnek egymással párhuzamosan és tükörsámmetrikusan elrendezett első és második mágnesmagja van, amely első és második mágnesmag bennük azonos fázisú indukciófluxust biztosító, legalább egyegy gerjesztő tekerccsel van ellátva, és a mechanikai feszültséget érzékelő szervnek az első és második mágnesmag közötti szimmetria vonalra közel merőleges irányban, a vonalra szimmetrikusan elhelyezett harmadik mágnesmagja van, amely harmadik mágnesmag legalább egy érzékelő tekerccsel van ellátva. Ez az elrendezés a mechanikai feszültség mágneses méréséhez a harmadik mágnesmag számára homogén mágneses teret biztosít.

A találmány továbbá berendezés ferromágneses lemez mechanikai feszültségi állapotának - és adott esetben látható síkfekvési hibájának — érintés nélküli mérésére a lemez szélessége mentén egymás mellett elhelyezett legalább két mérőfejhez tartozó mérőkészülékkel.

A berendezést az jellemzi, hogy az egymás melletti mérőfejekhez tartozó geijesztőszerve egymástól eltérő frekvenciájú első generátorokkal vannak ellátva. Ezáltal lehetővé válik, hogy a mérőkészülékek mérőfejeit egymáshoz igen közel helyezzük el a hengerállványon, mivel a szomszédos mérőkészülék geijesztőszerve más frekvencián üzemel.

ifi

-1182.766

A találmány tárgya olyan mérőkészülék és berendezés, amely hideghengerlés közben ferromágneses lemezek sikfekvési hibáinak folyamatos és érintés nélküli mérésére szolgál, és alkalmas jeleket szolgáltat a lemez hideghengerlésekor a sikfekvés folyamatos kézi vagy automatikus. szabályozására.

A találmány szerinti berendezés működése azokon az önmagukban ismert elveken alapul, hogy a ferromágneses lemez ldompermeabilitása /az adott hengerelt alakhoz tartozó permeabllitás/ nagyobb, mint a vákuum /levegő/ permeabilitása, és a ferromágneses testek rugalmas feszültségek hatására megváltoztatják mágneses sajátságaikat /magnetöelasztikus effektus/.

A 3ikfekvesi hibák eredete azonos, mégpedig az, hogy a lemez hideghengerlés közben a hengerlés! keresztirány mentén változó képlékeny alakitást szenvedett el. Ennek a keresztirány mentén változó képlékeny alakításnak két, minőségileg különböző megjelenési formája létezik; a látható és a rejtett sikfekvási hiba. A látható sikfekvési hibán azokat a képlékeny alakítás változása által létrehozott hullámformáéiókat értjük, amelyek - geometriai definíciót használva - nem-kifejthető felületeket alkotnak, azaz a lemez pl. egy sik asztalt pontokban vagy íjörbe vonalakkal határolt tartományokban érint. Ezekkel a hibákkal rendelkező lemezeknek két legjellemzőbb képviselője a közép illetve szélhullámos lemez. A rejtett sikfekvési hibán a képlékeny alakítás inhomogenitása által létrehozott visszamaradó mechanikai feszültségeket értjük, amelyek általában akkor okoznak látható sikfekvési hibát, ha a lemezre ható külső feszitő erők megszűnnek /a hengerlés külső feszitő erő mellett történik/, vagy a lemezt feldarabolják. Általános esetben a hidegen hengerelt lemez mind látható, mind rejtett sikfekvési hibával rendelkezik.

Igen gyakran ez az eset még hldeghengerlés'közben is, tehát amikor külső húzóerőt alkalmaznak. Tehat a helyesen működő sikfekvés mérő- és ‘szabályozó rendszerrel szemben támasztott követelmény az, hogy mind a látható, mind a rejtett sikfekvési hibák egyidejű meghatározására ás szabályozására alkalmas jelet szolgáltasson.

Az ismert sikfekvés mérő- és szabályozó rendszerek a fenti követelményt, azaz a látható és rejtett sikfekvési hibák egyidejű helyes meghatározását nem teszik lehetővé.

A látható és/vagy rejtett sikfekvési hibát érintéssel mérő berendezések /pl. az amerikai 3499306; 3324695 ós 3481194. sz. szabadalmi leírások/ közös hátrányai közé tartozik az, hogy a mérést erősen befolyásolja a lemez merevsége, fennáll a veszély a lemez felületének karcolására, a berendezés igen érzékeny szennyeződésre, egyenlőtlen kopásra, a hengerállvány rázkódásaira. Ennek következtében használata, különösen acélhengermüvekben nehézkes.

Az érintés nélkül működő látható sikfekvési hiba mérő berendezések egyik típusa az un. tükrözés! módszeren alapul. Ennek az a lényege* hogy egy fényvonal képét figyelik a lemezen mint tükröző felületen. Azon kivül, hogy ezzel a módszerrel nem lehet mindegyik látható sikfekvési hibát meghatározni /pl. az un. csatorna alakot, azaz a lemez keresztirányú iveltségét/, a módszerrel meghatározható hibátipusoknál is nagy a tévedési lehetőség a lemez felülete, felületi hibái és rezgése miatt.

Érintés nélkül működő rejtett sikfekvési hibákat meghatározó magnetoindukciós berendezéseket ismertetnek az NSZK-beli 1 201 582, az angol 1 160 124, az NSZK-beli 2 .50 725, az

-2182.766 amerikai 2 826 122 és a magyar 174 945 az. szabadalmi leírásokban. Az ismert magnetoindukciós rejtett sikfekvési hiba mérő berendezések az alábbi hátrányokkal rendelkeznek;

a/ Az ismert mérőberendezések nem jelzik egyidőben külön a látható és a rejtett sikfekvési hibákat és nem érzékelik a lemez szélét.

b/ Abban az esetben, ha több rejtett sikfekvési hibamérőfejet egymáshoz viszonylag közel helyeznek el a hengeráll- ványon, a mérőfejek nagy szórt tere meghamisítja a sikfekvési hibák meghatározását. Ezt a problémát egyik berendezés sem oldja meg. Ennek a problémának a megoldását célozzák azok a próbálkozások, amikor egy mérőfejet mozgatnak a mozgó lemez alatt a hengerlést keresztirányban. Azonban ez a megoldás megszünteti ennek a mérési elvnek két nagy előnyét azáltal, hogy mozgó /a hengerállvány rázkódásainak és a szennyeződés veszélyeinek kitett/ alkatrészt tartalmaz, valamint a mozgó mérőfej miatt nem engedhető meg a rövid átlagolás! idő.

c/ Az ismert mérőfejek villamos kimenő feszültség és mechanikai feszültség közti kalibrációs görbéje nem-lineáris a szükséges mérési tartományban.

d/ A mérőfejek fedősikja és a mérendő lemez közti távolság. azaz a légrés okozta mérési hiba csökkentésére tett ismert intézkedések nem kielégitőek.

A találmány szerinti megoldás az alábbi felismeréseken alapulva a fenti hibákat kiküszöböli, és biztosítja a sikfekvési hibáknak az eddiginél nagyobb pontosságú meghatározását.

Felismertük, hogy az említett hátrányokat egyazon illetve egymáshoz közelálló /magnetoindukciós/ mérési elveken működő mérőfejjel és csatlakozó elektronikával célszerű kiküszöbölni, mert igy nem jelentkezik az egymástól különböző elveken működő berendezések kimenő jeleinek problémát jelentő együttes értelmezése.

Felismertük továbbá, hogy hideghengerléskor a lemez sikfekvésszabályozása csak akkor lehet eredményes, ha együttesen és egyidőben mérjük és a mérésnek megfelelően szabályozzuk a hldeglemez keresztirányú helyzetét /a lemez középvonalának egybe kell esnie a hengersor középvonalával/, a látható sikfekvési hibát és a rejtett sikfekvési hlhát.

Felismertük azt is, hogy a szórt tér, azaz a szomszédos mérőfejek zavaró hatása a mérőfej érzékelő szervére hat éa gerjesztŐ’szervére ninos hatással.

Felismertük továbbá, hogy ε. kalibrációs görbe lineáristól való eltérését a gerjesztő tér amplitúdójának az érzékelő vonal menti inhomogenitása és a mérőfej villamos kiegyensúlyozatlansága, nem pedig a mérendő lemez előéletére jellemző mágneses anizotrópia okozza.

Felismertük még, hogy a légréa vált ozás okozta mérési hiba csökkentésére tett önmagában ismert intézkedések mellett gondoskodni kell az un. aszimmetrikus légrésváltozás okozta mérési hiba csökkentéséről is.

A találmány tehát egyrészt mérőkészülék ferromágneses lemez . meohanikai feszülte égi állapotának érintés nélküli méréséhez, amely mérőkéazüléknék a lemezben első irányban váltakozó mágneses teret létrehozó gerjesztőszerve és a lemezben az első irányra közel merőleges második irányban fellépő váltakozó mágneses tér mérésével a lemezben lévő meohanikai feszültséget

-3182.766 érzékelő szexve van. A mérőkészüléket az jellemzi, hogy a gexjeaztőszervnek egymással párhuzamosan és tüköxszimmetxikusan elrendezett első és második mágnesmagja van, amely első és második mágnesmag bennük azonos fázisú indukciófluxust biztosító legalább egy-egy gerjesztő tekerccsel van ellátva* és a mechanikai feszültséget érzékelő szervnek az első és második mágnesmag közötti szimmetria vonalra merőleges irányban , - ahol a merőlegességet csupán a mérési eredményeket nem meghamisító tűréshatáron belül szükséges biztosítani - a vonalra szimmetrikusan elhelyezett harmadik mágnesmagja van, amely harmadik mágnesmag legalább egy érzékelő tekerccsel van ellátva. Ez az elrendezés a mechanikai feszültség mágneses méréséhez, a harmadik mágnesmag számára homogén mágneses teret biztosit.

Egy előnyös kiviteli alakban az első és második mágnésmagon két-két sorbakapcsolt gerjesztő tekercs van elhelyezve, és az első mágnesmagon lévő két sorbakapcsolt gerjesztő tekercs párhuzamosan van kapcsolva a második mágnesmagon lévő két aoroakapcsolt gerjesztő tekerccsel. Ezáltal a lemez ferdesége által okozott mérési hiba nagymértékben kompenzálódik.

Egy további célszerű kivitelben az első és második mágnes magon két-két sorbakapcsolt visszacsatoló tekercs van elhelyezve, és a gerjesztő tekercseket tápláló első erősítő bemenete küiönbségkópző kimenetére van csátlakoztatva, amely különbségképző egyik bemenete a generátor szinuszos jelet adó kimenetéhez, másik bemenete pedig a visszacsatoló tekercsekhez van csatlakoztatva. Ilyen módon a gerjesztőszerv által létrehozott indukciófluxus légrésfüggetlensége biztosítható.

Előnyös az olyan kialakítás, amelyben a mechanikai feszültséget érzékelő szerv .legalább egy érzékelő tekercse vezérelhető erősítésű második erősítőn keresztül fáz is érzékeny harmadik erősítő bemenetére van csatlakoztatva* a második erősítő vezérlő bemenete az első erősítő kimenő jele k megváltozásával arányos jelet adó egység kimenetére van csatlakoztatva, a harmadik erősítő referencia bemenete pedig a generátor négyszögjelet adó kimenetéhez van csatlakoztatva. így a mért jel a légrés változásának függvényében kompenzálásra kerül.

A találmány szerinti mérőkészüléknek egy igen előnyös kivitelében a lemez látható sikfekvési hibáját mérő tekercsrendszere van, amelyben az első és a második mágnesmag közötti részen kívül, az első és a második mágnesmag mágneses teréhez képest szimmetrikusan elhelyezett negyedik es ötödik mágnesmag legalább egy-egy gerjesztő tekerccsel és legalább egy-egy érzékelő tekerccsel van ellátva. Ezáltal egyetlen mérőkészülékkel lehetővé válik a látható és a rejtett sikfekvési hiba mérése.

Egy előnyös kivitelben a negyedik és ötödik mágnesmaghoz tartozó gerjesztő tekercsek a negyedik és ötödik mágnesmagban egymással ellentétes fázisú indukciófluxust biztositó módon vannak sorbakapcsolva, az érzékelő tekercsek pedig az egymással ellentétes indukciófluxusok esetén a bennük indukálódó feszültségjelek összeadását biztositó módon vannak sorbakapcsolva. Ezzel elérjük, hogy az első és második mágnesmag gerjesztő tekercseinek szórt tere által a negyedik és ötödik magnesmag érzékelő tekercseiben indukált feszültségek kiejtik egymást. Célszerű, ha a negyedik és ötödik mágnesmag az első és a második mágnesmaggal közel párhuzamosan van elhelyezve.

Egy további előnyös kivitelben a mágnesmagok U-alakuak, pólusaik egy síkban vannak, és a tekerosek a megfelelő mágnes-4182.766 mag két szárán egyenlően vannak elosztva. Igen előnyös, ha a mágnesmagok olyan geometriai elrendezésűek, hogy d2/dl = 0,40,5í d3/dl = 0,5-0,6i d4/dl = 0,3-0,5 és d5/dl = 1,5 - 1,7, ahol dl az első mágnesmag pólusai közötti távolság, amely megegyezik a második máfjnesmag pólusai közötti távolsággal, d2 a harmadik mágnesmag pólusai közötti távolság, d3 az első és a második mágnesmag közötti távolság, d4 a negyedik mágnesmag pólusai közötti távolság* amely megegyezik az ötödik magnesmag pólusai közötti távolsággal és d5 a negyedik és ötödik mágnesmag közötti távolság.

A találmány szerinti mérőkészülék egy további előnyös kiviteli alakjában az első és a második mágnesmag gerjesztő tekercsei első frekvenciájú első generátorhoz vannak csatlakoztatva, a negyedik é3 ötödik mágnesmag gerjesztő tekercsei pedig az első frekvencia legalább kétszeres értékének megfelelő második frekvenciájú második generátorhoz vannak csatlakoztatva. Ezzel tovább csökkenthető a szórt terek nem kivánt hatása.

A találmány továbbá berendezés ferromágneses lemez mechanikai feszültség! állapotának - és adott esetben látható sikfekvési hibájának - érintés nélküli mérésére a lemez szélessége mentén egymás molett elhelyezett legalább két mérőfejhez tartozó mérő:.észülékekkel, amely mérőkészülékek a lemezben első irányban váltakozó mágneses teret létrehozó ger jesztőszs rvet és a lemezben az első irányra közel merőleges második irányban fellépő váltakozó mágneses tér mérésével a lemezben lévő mechanikai feszültséget érzékelő szervet tartalmaznak. A berendezést az jellemzi, hogy az egymás melletti mérőfejekhez tartozó ger-r'· jesztőszervel egymástól eltérő frekvenciájú első generátorokkal vannak ellátva. Ezáltal lehetővé válik, hogy a mérőkészülékek mérőfejeit egymáshoz igen közel helyezzük el a hengerállványon, mivel a szomszédos mérőkészülék gerjesztőszerve más frekvencián üzemel.

A berendezés egy előnyös kiviteli alakjában a mérőkészülékek mechanikai feszültséget érzékelő szerveihez csatlakoztatott első fázisérzékeny erősítők kimenetelhez a lemez szélesség menti feazültségeloazlását mutató első grafikus megjelenítő van csatlakoztatva. Egy további előnyös kivitelben a berendezésben lévő mérőfejek legalább egy része a lemez látható sikfekvéai hibáját mérő tekercsrendszerrel van ellátva, amely tekercsrendszerhez csatlakoztatott második fázis érzékeny erősítők kimenetelhez a sikfekvéai hibának a lemez szélesség menti eloszlását mutató második grafikus megjelenítő van csatlakoztatva. Ezek a megoldások a hengerlés folyamán a rejtett sikfekvéai hiba /mechanikai feszültség/ és a látható sikfekvéai hiba folyamatos felügyeletét teszik lehetővé.

Ugyancsak igen előnyös a találmány szerinti berendezés olyan kiviteli alakja, amelyben a mérőfejek látható sikfekvési hibát mérőtekercsrendszereihez kapcsolódó második fázisérzékeny erősítők kimenetei a lemez szelességének érzékelésére logikai egység bemenetelre is csatlakoztatva vannak, amely logikai egység kimenete a mérőfejeket a berendezésbe a lemez mindenkori szélességének megfelelően ki- és bekapcsoló kapcsolóegység vezérlő bemenetére van csatlakoztatva. Ezzel változó lemezszélesség mellett a mérőberendezés automatikusan mindig a szükséges számú és elhelyezésű mérőkészüléket üzemelteti.

A találmányt a továbbiakban célszerű lfivitell alakokat szemléltető rajzok alapján ismertetjük, ahol az

-5182.766

1. ábra a találmány szerinti mérőkészüléknek illetve berendezésnek hengerállványon való elrendezés ét szemlélteti. a

2. ábra az 1. ábra szerinti elrendezésnél egy mérőkészülék elhelyezési koordinátarendszerét mutatja, a

3. ábra a találmány szerinti mérőkészülék mágnesmagjainak elrendezését mutatja felülnézetben, a

4. ábra a 3· ábra szerinti magnesmag elrendezését mutatja axonometrikus ábrázolásban, az

5. ábra a 3· ábra szerinti mérőkészülék látható sikfekvési hibát mérő és szélérzékelő szervének tekercsrendazerét szemlélteti, a

6. és 7· ábra az 5· ábra szerinti tekercsrendszer bekötését mutatja, a

8. abra a 3· ábra szerinti mérőkészülék gerjesztőszervének tekercsrendazer ét szemlélteti, a

9. ábra a 3» ábra szerinti mérőkészülék gerjesztőszerve és rugalmas mechanikai feszültséget érzékelő szerve tekercsrendszerének villamos kapcsolási elrendezését mutatja, a

10. ábra a találmány szerinti berendezés egy kiviteli alakjának villamos kapcsolási tömbvázlatát szemlélteti, a

11. ábra szélesszalag hengersoron alkalmazott találmány szerinti mérőfej elrendezést szemléltet, és a

12. ábra késkenyszalag hengersoron alkalmazott találmány szerinti mérőfej elrendezést mutat.

Az 1. ábra a találmány szerinti berendezésnek a hengeréi!· ványon való elhelyezését &a az általunk használt koordinátarendszert szemlélteti, ahol H koordináta a hengerlés! irányt,

K koordináta a hengerlési keresztirányt és N koordináta a normális irányt jelöli. A /II,K/ síkban a II koordináta irányában mozog az la és lb munkahengerek közül kifutó vizsgálandó ferromágneaes 5 lemez, ennek felületére merőleges a normális irány.

A találmány szerinti mérőkészülék illetve berendezés a 2 és 4 vezetőgörgők között a 3 tartóhidra szerelve helyezkedik el a henge r a.1 Ív dny bán.

A 2. ábrán a D éa G vonal a K éa II koordináták által meghatározott síkban van. A G vonal és a II koordináta közötti 6 szög kb. 45°· A D vonal és a G vonal közötti 7 szög kb. 90°· A 6 és 7 szögek a megadott értékektől kb. + 10 -kai eltérhetnek.

A D és G vonalak a találmány szerinti mérőkészülék mágneamagjainak célszerű elhelyezkedésére utalnak.

A 3· ábra a találmány szerinti mérőkészülék illetve berendezés mágnesmagjainak mind a G, mind a D vonalra tükörsaimmetrikus elrendezését mutatja felülnézetben. Az U-alaku 9» 10.

és 12 mágneamagok 9A, 9B, 10A, 10B, 11A, 11B és 12A, 12B pólusait összekötő egyenesek a G vonallal párhuzamosak, az U-alaku 13 mágnesmag 13A és 13B pólusait összekötő egyenes pedig a D vonallal párhuzamos. A 9 ^e9 10 mágnesmag a berendezés gerjesztőszer vehez, a 13 mágnesmag a berendezés rugalmas mechanikai feszültségét /rejtett sikfekvési hibát/ érzékelő szervéhez, a 11 és 12 mágnesmag pedig a berendezés látható sikfekvési hibát mérő és szélérzékelő szervéhez tartozik, természetesen a,, megfelelő tekercsrendszerekkel együtt, amiket alább ismertetünk.

A 9A, 9B, ΙΟΑ,.ΙΟΒ, 11A, 11B. 12A, 12B pólusok közötti távolságok az alábbiak; A dl a 9A es 9B, illetve 1OA és 1OB pólusok. d2 a 13A és 13B pólusok távolsága. Továbbá a d3 a 9 és 10 mágneamagok távolsága, d4 a 11A és 11B, illetve a 12A és

-6182.766 a 37 generátor szinuszos kimenő jelének frekvenciájával, és fázisa ehhez képest állítható. A fázistolással egyrészt az egész mérőrendszer fázistolását, másrészt a vizsgált 5 lemeztől függő fázistolást kell kiegyenlitani. A 40 erősítő erősítését a légrés ingadozásának függvényében kell vezérelni. Ezt egy 30A egység kimenetéről a 40 erősítő vezérlő bemenetére kapcsolt kimenő jel végzi, amely 30A egység bemenetelre egyrészt a 38 erősltő kimenete, másrészt a'41 különbségképző összegző bemenete kapcsolódik. Ez utóbbi kimenő jele a nagy körerősités miatt gyakorlatilag megegyezik a 41 különbségképző kivonó bemenetén lévő, a 60 gerjesztőszerv fluxusával arányos jellel, azaz a.37 generátor szinuszos vezérlő jelével. A 30A egység a két bemeneti jelet egyenirányitja és az egyenirányitott jelek különbségének megfelelő kimenő jelet állit elő, amely jel a légrés ingadozás függvénye. A 39 erősítő 32 kimenete szolgáltatja a mérőkészülék áltál mért mechanikai feszültségnek /rejtett sikfekvési hibának/ megfelelő villamos jelet. A 60 gerjesztőazerv és a mechanikai feszültséget érzékelő 61 szerv elektronikus részei 30 mérőegységet képeznek.

A 10. ábra a találmány szerinti berendezés villamos kanca olás i tömbvázlatát szemlélteti. A berendezés három fő egységből áll, a 8-1, ... 8-n mérőfejekből, amelyek n száma 3 5, 7, stb. lehet, a 35 elektronikus egységből éa a 36 kijelző egységből. A 35 elektronikus egység tartalmazza a 9· ábra szerinti elektronikus 30 mérőegységnek megfelelő 30-1, ... 30-m mérőegységeket, amelyek azonban egymástól eltérő frekvenciájú 37 generátorokat tartalmaznak, továbbá egy a 37 generátorok frekvenciájánál nagyobb frekvenciájú 44 generátort /1,5-10 kHz frekvenciájú szinuszjel/, amely szolgáltatja a teljesitmén^erősitőként kialakított 45 erősítő bemeneti jelet és a fázis érzékeny 46-1, ... 46-n erősítők kapuzó jelét, amelynek a frekvenciája egyezik a szinuszjel frekvenciájával és fázishelyzete állítható. A 44 generátor egyik - szinuszos jelet adó - kimenete a 45 erősítő bemenetére, másik - négyszögjelet adó - klmenete pedig a 46-1, ... 46-n erősítők referencia bemenetére csatlakozik. A 45 erősítő táplálja valamennyi 8-1, ... 8-n mérőfejnek a 10. ábrán nem jelölt gerjesztő 15* 17, 19 θθ 21 tekercseit. A 8-1, ...

B-n mérőfejeknek a 10. ábrán ugyancsak nem jelölt érzékelő 14, 16, 18 és 20 tekercsei a megfelelő a 47-1, ... 47-n különbségképzőbe csatlakoznak, A 47-1, ... 47-n különbségképzők kivonó bemenetére a 45 erősítő kimenetére csatlakozó 48-1, ... 48-n egységek bemenete van kötve. A 47-í, ... 47-n különbségképzőkben a 45 erősítő kimenő feszültségével szinkron frekvenciájú, de attól eltérő fázishelyzetü, a megfelelő 48-1* ... 48-n egységgel előállitott kompenzáló jel kivonása történik. Mivel a látható sikfekvésl hiba mérésnél nagy légrés mellett kis légrés megváltozást kell mérni, ezért az érzékelő 14, 16, 18 és 20 tekercsek által előállitout jelből olyan kompenzáló jelet vonunk ki, amely pl. az 5 lemez névleges távolságának felel meg. A megfelelő fázisérzékeny 46-1, ... 46-n erősítő referencia jelének fázishelyzetét végtelen lemeztáv óla ágnál, azaz légrésnél állítjuk be. Ezzel linearizáljuk a mérést. A különbségi jel a 47-1, ... 47-n különbségképzők kimenetére csatlakozó megfelelő fázisérzékeny 46-1, ... 46-n erősítőre kerül, amelyek 34-1, ...34-n kimenete a 36 kijelző egység bemenetelre kerül. A 36 kijelző egység egy m-csatornás 49 grafikus megjelenítőt és egy n-csatornas 5θ grafikus megjelenítőt tartalmaz.

-7182.766

A 36 kijelző egység m-caatornás 49 grafikus megjelenítőn jeleníti meg aa elektronikus 3θ-1, ...30-m mérőegyaógek 32-1, ...32-m kimenetén lévő jeleket úgy, hogy az a vizsgálandó 5 lemez mechanikai feazültségeloszlását mutassa. Hasonlóképpen az n-csatornás 50 grafikus megjelenítő a 46-1,...46-n erősítők 34-1,...34-n kimenetén lévő feszültségjeleit jeleníti meg· Az 50 grafikus megjelenítő az 5 lemez látható sikfekvésl hibájának megfelelő képet mutatja.

A 30-1,...30-m mérőegységek aktív 8-1,...8-n mérőfejekként, azaz csatornánként ismétlődnek, ahol m az aktiv csatornák száma. A 46-1,...46-n erősítők, a 47-1,.·.47-n különbségképzők és a 48-1,...48-n egységek száma a berendezésben lévő összes 8-1,...8-n mérőfej n szamával egyezik. A 35 elektronl* kua egység egy 42 logikai egységet is tartalmaz. A 42 logikai egység, a 44 generátor és a 45 erősítő az összes 8-1,...8-n mérőfejre vonatkoztatva közösek. A 45 erősítőhöz csatlakozó 15,

X7, 19 és 21 tekercsek az összes 8-1,..·8-η mérőfejre vonatkoztatva soros kapcsolásban vannak.

A 11 és 12 mágnesmsgok mérik és az 50 grafikus megjelenítőn kirajzolódik a látható sikfekvésl hiba. A jelzett tekercskapcsolás biztosítja a kisebb frekvenciás tér 11 és 12 mágnesmagok tekercseibe való beszóródásának minimalizálását, ós igy a fázis érzékeny 46-1,...46-n erősítőket ez a szórt tér nem vezérli túl. A 11 és 12 mágnesmagok és ezek érzékelő 14,16,18 és 20 tekercseinek aszimmetriái, szórási hibái miatt megmaradó kisebb frekvenciájú feszülteégkomponenst a fázis érzékeny 46-1. ...46-n erősítő nagy meredekséggel levágja, és Így az a mérésben nem okoz hibát.

A 46-1, ...46-n erősítők 34-1, ...34-n kimenetel a 42 logikai egység bemenetelre is csatlakoztatva vannak. A 42 logikai egység a kapott szélérzékelő jeleknek megfelelően vezérli a kimenetére csatlakozó 43 kapcsolóegységet, ame'y a 8-1,··.

8-n mérőfejek és a 30-1, ...30-m mérőegységek közé van beiktatva, és az n számú 8-1, ...8-n mérőfej közül mindenkor az 5 lemez pillanatnyi helyzetének megfelelően m számút kapcsol a 30-1, ...30-m mérőegységekhez.

A 11. ábrán egy mérőfej elrendezést mutatunk be arra az esetre, amikor egy szélesszalag hengersoron /700-1500 mm/ különböző szélességű szalagokat hengerelnek. Ekkor célszerűen a 3 tartóhidra beépített 8-1, ...8-9 mérőfejek száma több, mint a 35 elektronikus egység csatornáinak m száma. A 42 logikai egység /10. ábra/ a 8-1,...8-9 mérőfejek szelérzékelő szervei segítségével választja ki az adott mérőfej elrendezésből azt az optimális változatot, amely az adott szalagszélességhez illeszkedik, pl. a 8-4, 8-5, 8-6; 8-3, 8-4, 8-5, 8-6, 8-7; 8-2, 8-3, 8-5, 8-7, 8-8: vagy 8-1, 8-2, 8-5,8-8, 8-9 mérőfejeket. A 8-1,... mérőfejek átkapcsolását a 42 logikai egység kimenetére csatlakozó 43 kapcsolóegység végzi a 42 logikai egység vezérlése szerint. A 8-1,...8-9 mérőfejek külön házban vannak, amely pl. 3 mm-es Al lemezből készülhet.

A 12. ábra egy további mérőfej-elrendezést mutat a 3 tartóhldon, amelyet pl. a keakenyszalag hengersoron /300-600 mm/ alkalmazhatunk. Ebben az esetben nem különálló házban lévő mérőfejeket helyezünk el egy tartószerkezetbe, hanem a 3 tartóhid a mérőfejekkel teljes egységet alkot. A 12. ábra jelölése szerint a szomszédos mérőfejek ellentétes fázisban működnek a szórt tér hatásának csökkentése érdekében·

-8182.766

A találmány szerinti intézkedések az alábbiak szerint érvényesülnek a bemutatott kiviteli alakokban:

a/ A 11 éa 12 mágnesmagos látható sikfekvési hibát mérő szerv jelzi azt, hogy hány 8-1,...9-n mérőfej van teljesen az 5 lemezzel takarva, illetve azt, hogy a szélső takart 8-1,...

8-n mérőfejek részben vagy teljesen takarva vannak-e.

b/ A 9 és 10 mágnesmagos 60 gerjesztőszerv már említett dj5/dl = 0,5-06 beállítása, és a 12 mágneamagos mechanikai feszültséget érzékelő 61 szerv d2/dl = 0,4-0,5 megválasztása biztosítják izotróp ferromágneses szalagra vonatkoztatva a térerősség D vonal menti eloszlásának homogenitását, és igy az anizotrópiára jellemző térerősségkomponens D vonal menti eloszlásának állandó voltát. így a mért felületrész azonos gerjesztési tartományban van, ami által a kalibrációs görbe lineáris, tehát a mérés gyakorlatilag kis, közepes és nagy rugalmas feszültségtartományban azonos érzékenységgel végezhető el.

c/ A 60 gerjesztőszervek és a mechanikai feszültséget érzékelő 61 szervek kisebb frekvencián /100-400 Hz/, de mérőfejenként különböző egymáshoz közel eső frekvenciákon működnek.

A szomszédos 8-1,...8-n mérőfejek mechanikai feszültséget érzékelő 61 szervei önálló egységként működnek, a szórt tér zavaró hatása elhanyagolhatóvá csökkenthető.

d/ A 9 ás 10 mágnesmagokon lévő gerjesztő 23, 25 és 2?, tekercsek 9· ábra szerinti párhuzamos kapcsolása biztosítja az aszimmetrikus légrés okozta hatás elhanyagolható szintre való csökkentését.

Claims

Szabadalmi igénypontok

1. Mérőkészülék ferromágneses lemez mechanikai feszültség! állapotának érintés nélküli méréséhez* amely mérőkészüléknek a lemezben első irányban váltakozó mágneses teret létrehozó gerjesztőszerve és a lemezben az első irányra közel merőleges második irányban fellépő váltakozó mágneses tér mérésével a lemezben lévő mechanikai feszültséget érzékelő szerve van, azzal jellemezve, hogy a ger jea ztőszervnek /60/ egymással párhuzamosan és tükörszimmetrikusan elrendezett első és második mágnesmagja /9,10/ van, amely első és második mágnesmag /9, 10/ bennük azonos fázisú indukciófluxust biztositó legalább egy-egy gerjesztő tekerccsel /23, 25, 27, 29/ ven ellátva* és a mechanikai feszültséget érzékelő szervnek /61/ az első es második mágnesmag /9,10/ közötti szimmetria vonalra /G/ merőleges Irányban, a vonalra /G/ szimmetrikusan elhelyezett harmadik mágnesmagja /13/ van, amely harmadik mágnesmag /13/ legalább egy érzékelő tekerccsel /21, 23/ van ellátva.
2. Az 1. igénypont szerinti mérőkészülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az első és második mágnesmagon /9,10/ két-két sorbakapcsolt gerjesztő tekercs /23* 25; 27,29/ van elhelyezve, és az első mágnesmagon /9/ lévő két sorbakapcsolt gerjesztő tekercs /22, 25/ párhuzamosan van kapcsolva a második mágnesmagon /10/ lévő két sorbakapcsolt gerjesztő tekerccsel /27, 29/.
3· Az 1. vagy 2. igénypont szerinti mérőkészülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az első és második mágnesmagon /9,10/ két-két sorbakapcsolt visszacsatolt tekercs /22, 24j

-9182.766

26,28/ van elhelyezve és a gerjesztő tekercsekhez /23, 25; 27, 29/ egy első erősítő /38/ csatlakozik, amelynek bemenete különbségképző /41/ kimenetére van csatlakoztatva, amely különbségképző /41/ egyik bemenete generátor /37/ szinuszos jelet adó kimenetéhez, másik - kivonó - bemenete pedig a visszacsatoló tekercsekhez /22, 24; 26, 28/ van csatlakoztatva.
4. A 3· igénypont szerinti mérőkészülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a mechanikai feszültséget érzékelő szerv /61/ legalább egy érzékelő tekercse /31, 33/ egy vezérelhető erőaitésü második erősítőn /40/ keresztül fáz is érzékeny harmadik erősítő /39/ bemenetére van csatlakoztatva, a második erősítő /40/ vezérlő bemenete az első erősítő /38/ kimenő jelének megváltozásával arányos jelet adó egység /30A/ kimenetére van csatlakoztatva, a harmadik erősítő /39/ referencia bemenete pedig a generátor /37/ négyszögjelet adó kimenetéhez van csatlakoztatva.
5· Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti mérőkészülék kiviteli alakja* azzal jellemezve, hogy a lemez /5/ látható sikfekvési hibáját mérő tekercsrendszere /62/ van, amelyben az első és a második mágnesmag /9,10/ mágneses teréhez képest szimmetrikusan elhelyezett negyedik és ötödik mágnesmag /11, 12/ legalább egy-egy gerjesztő tekerccsel /15, 17; 19,21/ és legalább egy-egy érzékelő tekerccsel /14, 16; 18,20/ van ellátva.
6. Az 5· igénypont szerihti mérőkészülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a negyedik és ötödik mágnesmaghoz /11, 12/ tartozó gerjesztő tekercsek /15, 17; 19,21/ a negyedik és ötödik raágnesmagban /11, 12/ egymással ellentétes fázisú indukciófluxust biztositó módon vannak sorbakapcaolva, az érzékelő tekerosek /14,16; 18,20/ pedig az egymással ellentétes indukciófluxusok esetén a bennük indukálódó feszültségjelek összeadását biztosító módon vannak sorbakapcaolva.
7· Az 5· vagy 6. igénypont szerinti mérőkészülék kiviteli alakja, azzal jellemezve* hogy a negyedik és ötödik mágnesmag /11, 12/ az első és a második mágnesmaggal /9, 10/ közel párhuzamosan van elhelyezve.
8. A 7. igénypont szerinti mérőkészülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a mágnesmagok /9,...13/ U-alakuak, pólusaik /9A, 9B, ... 13A, 13B/ egy síkban vannak, és a tekercsek /14, ... 29, 31, 55/ a megfelelő mágnesmag /9,·... 15/ két szárán egyenlően vannak elosztva.
9. A 8. igénypont szerinti mérőkészülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a mágnesmagók /9, ...15/ olyan geometriai elrendezésűek, hogy d2/dl = 0,4-0,5» d3/dl = 0,5-0,6; d4/dl = 0,3-0,5 és d5/dl = 1,5-1,7, ahol dl az első mágnesmag /9/ pólusai /9Α, 9B/ közötti távolság, amely megegyezik a második mágnesmag /10/ pólusai /10A, 10B/ közötti távolsággal, d2 a harmadik mágnesms^ /13/ pólusai /13A, 13B/ közötti távolság, d3 az első és a második mágnesmag /9, 10/ közötti távolság, d4 a negyedik mágnesmag /11/ pólusai /11A, 11B/ közötti távolság, amely megegyezik az ötödik mágnesmag /12/ pólusai /12A, 12B/ közötti távolsággal, és d5 a negyedik és ötödik mágnesmag /11, 12/ közötti távolság.

-10182.766
10. Λζ 5-9· igénypontok bármelyike szerinti mérőkészülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az első és a második mágnesmag /9,10/ gerjesztő tekercsei /23, 25; 27, 29/ első frekvenciájú első generátorhoz /37/ vannak csatlakoztatva, a negyedik és ötödik mágnesmag /11, 12/ gerjesztő tekercsei /15, 17; 19, 21/ pedig az első frekvencia legalább kétszeres értékének megfelelő második frekvenciájú második generátorhoz /44/ vannak csatlakoztatva.
11. Berendezés ferromágneses lemez mechanikai feszültségi állapotának - és adott esetben látható sikfekvési hibájának - érintés nélküli mérésére a lemez szélessége mentén egymás mellett elhelyezett legalább két mérőfejhez tartozó mérőkészülékekkel, amely mérőkészülékek a lemezben első irányban váltakozó mágneses teret létrehozó gerjesztŐ3zervet és a lemezben az első irányra közel merőleges második irániban fellépő váltakozó mágneses tér mérésével a lemezben lévő mechanikai feszültséget érzékelő szervet tartalmaznak, aszal jellemezve, hogy az egymás melletti mérőfejekhez /8-1, ... 8-n/ tartozó gerjesztőszervei /60/ egymástól eltérő frekvenciájú első generátorokkal /37/ vannak ellátva.
12. A 11. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakba, azzal jellemezve, hogy a mérőkészülékek mechanikai feszültséget érzékelő szerveihez /61/ csatlakoztatott első fázis érzékeny erősitők /39/ kimenetelhez /32-1, ...32-m/ a lemez /5/ szélesség menti feszültségeloszlását mutató első grafikus megjelenítő /49/ van csatlakoztatva.
13· A 11. vagy 12. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a mérőfejek /8-1. ...8-n/ legalább egy része a lemez /5/ látható sikfekvési hibáját mérő tekercsrendazerrel /62/ van ellátva, amely tekercsrendszerhez /62/ csatlakoztatott második fázisérzékeny erősitők /46-1, ... 46-n/ kimenetelhez /34-1, ...34-n/ a sikfekvési hibának a lemez /5/ szélesség menti eloszlását mutató második grafikus megjelenítő /50/ van csatlakoztatva.
14. A 13. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a /8-1, ...8-n/ második fázis érzékeny .erősítők /46-1* ...46-n/ kimenetei /34-1, ...34-n/ a lemez /5/ szélességének érzékelésére logikai egység /42/ bemenetelre is csatlakoztatva vannak, amely logikai egység /42/ klmenete a mérőfejeket /8-1, ...8-n/ a berendezésbe a lemez /5/ mindenkori szélességének megfelelően ki- és bekapcsolódó kapcsolóegység /43/ vezérlő bemenetére van csatlakoztatva.

8 db rajz

FJc.: Hímet Zoltán

ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL

70 - OTH - 86.049