NO743535L - - Google Patents

Description

Anordning til kontaktfri overvåkning av et glodende legemes bevegelse

Oppfinnelsen vedrorer en anordning til kontaktfri overvåkning av den aksiale translasjonsbevegelsen av et metallisk legeme, som utsender elektromagnetisk varmestråling, i det vesentlige er stangformet langstrakt og for kompensasjon av strålingsbetinget varmetap forloper gjennom tilnærmet koaksialt med legemets akse anordnede varme-induksjonsspoler, hvilket legeme på sin overflate er forsynt med et oksydasjonssjikt som på. grunn av oppvarmingen er sterkt og uregelmessig foranderlig fra punkt til punkt med hensyn til tykkelse og struktur og har betydelig innvirkning på strålingsfaktoren.

Ved induktiv mellomvarming av valsegods i form av valseemner kompenseres varmetapet som folge av stråling ved oppvarming i induksjonsspoler. Det er derved meget viktig at man foruten å overvåke at det foreligger et valseemne i spolene også overvå-ker valseemnets fremmatningsbevegelse. Hvis et valseemne stopper opp i induksjonsspolene, f.eks. som folge av sluring ved inngangen til en påfolgende valsesone, kan emnet ved innkoblet effekt hurtig smelte, hvilket igjen medforer meget ubehagelige skader. Derfor må effekten i et slikt tilfelle oyeblikkelig kobles ut eller i det minste reduseres sterkt.

Ved konvensjonelle overvåkningsmetoder av valseemne-fremmatnin-gen benyttes registreringsruller i forbindelse med takodynamoer. Det skulle være unodvendig å påpeke at slike losninger er konst-ruktivt omfattende og at forstyrrelser lett kan opptre som folge av varmen og vibrasjonene.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å unngå ulempene ved de kjente losninger og registrere den fremadrettede bevegelse av valseemner i induksjonsspolene kontaktfritt, uten bruk av mekaniske måleorganer. Ifolge oppfinnelsen oppnåes dette ved at det er.anordnet en i det vesentlige treghetsfri strålingsdetektor, som er ubevegelig anordnet i en bestemt gjennomsnittsav-stand fra det bevegede legemes overflate og som fortlopende omdanner den stråling som registreres ved bevegelsen - som varierer hurtig og sterkt i intensitet på grunn av den sterke spred-■ ning av oksydsjiktets tykkelse og beskaffenhet mellom nærliggende overflateelementer - til et elektrisk signal, at strålingsdetektoren via en forsterker er forbundet med inngangen til et hoypassfilter som filtrerer ut signalets likestromskomponent og hvis utgang er forbundet med en likeretter, og at likeretterutgangen, som avgir et likestroms-styresignal som bare avhenger av den bevegelsesbetingede vekselstromskomponenten av strålingsdetektor-utgangssinalet, er forbundet med styreinngangen til en bryterinnretning, slik at bryterinnretningen ved stans av det metalliske legeme og derav folgende bortfall av styresignalet ved likeretterutgangen bevirker en betydelig reduksjon av den strom som flyter gjennom varme-induksjonsspolene - en reduksjon som også inbefatter muligheten for fullstendig utkobling - med resulterende reduksjon hhv. utkobling av oppvarmingen av det nå ikke bevegede metalliske legeme.

Strålingsdetektoren er fortrinnsvis en fotocelle av emisjonstypen, men elektronmultiplikatorer, halvlederfotoelementer som fotodioder og fototransistorer og andre typer av halvleder- . fotomotstander kommer også på tale.

i

i

i

i

Oppfinnelsen skal i det folgende beskrives nærmere under hen-visning til tegningen. Valseemnet K passerer gjennom de to induksjonsspolene Spl og Spil. Valseretningen WR er.antydet med en pil til hoyre på tegningen. Emnet som tidligere er blitt oppvarmet til en temperatur på ca. 1000-1100°C i ovnen, har under transporten til valsesonen tapt varme som folge av stråling, slik at temperaturen er falt til ca. 8-900°C for emnet trer inn i induksjonsspolen Spl. Ved induktiv innvirkning av spolene Spl og Spil, som mates av en ikke vist vekselstromkilde, og som in-duserer hvirvelstrommer i valseemnets metall, kompenseres den tapte varme, slik at emnet etter å ha passert gjennom induksjonsspolene igjen har den nodvendige temperatur for valsing på ca. 1000-1100°C.

Nå er det i' alle praktiske tilfelle dannet mer eller mindre glode-skall på det varme emnets overflate. Dette uregelmessige glode-skall-sjikt, som oppviser store variasjoner med hensyn til tyk-keise og beskaffenhet allerede innenfor ringe overflateområder, vil ha avgjorende innflytelse på emneoverflatens strålingsemi-sjonsfaktor, slik at den optiske strålingsintensitet langs emnet varierer sterkt omkring en gjennomsnittsverdi.

Derfor vil strålingen fra det passerende valseemne, som mottaes på et fast punkt - f.eks. mellom de to spolene - i noen avstand fra emnets overflate, foruten en konstant komponent som svarer til strålingens gjennomsnittsverdi, også ha en strålingskomponent som varierer forholdsvis hurtig og uregelmessig som folge av bevegelsen. Dette fenomen utnyttes ifolge oppfinnelsen til overvåkning av emnets bevegelse.

For dette formål avsoker en strålingsdetektor SD, som enten - som vist - er fast anordnet mellom induksjonsspolene eller foran disse, til stadighet det hete valseemnets overflate. Strålingsdetektoren (som, som nevnt, kan være en fotoelektrisk emisjons celle, men også en fotomotstand av valgfri type) vil praktisk talt tregnetsfritt omdanne den mottatte strålingsenergi til et elektrisk signal. Dette består likesom strålingen av en konstant signalverdi med overlagret vekselsignal. Signalet vil selvsagt opptre som spenning eller strdm i avhengighet av om det anvendte fotoelement er av emisjonstypen eller motstands-typen.

Vekselsignalet ved utgangen for SD forsterkes i forsterkeren V. Deretter filtreres likestromskomponenten bort i hoypassfilte-ret HP og den normalt gjenstående vekselstromskomponenten like-rettes. Fra likeretterens GR utgang vil det således ved normal fremadrettet bevegelse av valseemnet K utgå et likestromssignal. Dette signal tjener ifolge oppfinnelsen til registrering og overvåkning av den uavbrutte bevegelse av valseemnet, som passerer gjennom induksjonsspolene, samt til oyeblikkelig drastisk reduksjon hhv. fullstendig utkobling av induktoreffekten ved uonsket stillstand av et emne som nettopp utsettes for induktiv oppvarming.

Ved en slik stillstand, som ved innkoblet effekt, som nevnt, kan medfore meget ubehagelige konsekvenser, forsvinner nevnte vekselkomponent ved utgangen av strålingsdetektoren SD, fordi strålingsdetektoren registrerer en kvasi-stasjonær stråling. Dermed uteblir også likestroms-signalet ved likeretterens GR utgang.

Etter nevnte likeretterutgang er det koblet til en ikke vist bryterinnretning St, som betjenes ved uteblivelse av styresignalet som avgis av GR og kobler ut induktoreffekten eller inn-stiller denne på en valgfri lav verdi (som så vidt kompenserer emnets utstrålte effekt). Hvis bryterinnretningen St trenger et ikke forsvinnende styresignal til utkobling, kan det anordnes et reverseringstrinn mellom utgangen for GR og bryterinnretningen.

Det er videre mulig å knytte en andre målekanal til samme strålingsdetektor SD (antydet med stiplet strek i tegningen), som vidtgående undertrykker vekselstromskomponenten (toppverdidan ner SB) og måler strålingens intensitetstopper, dvs. den ekte valseemnetemperaturen (indikasjonsinstrument TM). Dermed kan to uavhengige funksjoner gjennomfores med anordningen som fo-reslått ifolge oppfinnelsen.

Også fjernmåling hhv. overvåkning kan selvsagt lett gjennomfores. Styresignalet ved utgangen for GR kan sendes til et fjerntliggende sted, hvor også indikasjonsinstrumentet TM kan anordnes. Bortfall av styresignalet kan der utlose en alarm, som angir en uonsket valseemnetilstand; samtidig observasjon av indikasjonsinstrumentet TM og således emnets temperatur mu-liggjør kontroll med at utkoblingen hhv. den drastiske reduksjon av induktoreffekten virkelig har funnet sted. Deretter kan man ta forholdsregler^ for å rette på feilen og gjenoppta valseprosessen.; For noyaktig registrering av temperaturreduk-sjonen er det derved hensiktsmessig ikke å anordne fotocellen mellom to spoler (som vist i figuren), men å orientere cellen mot valseemnet gjennom en liten åpning i en spole.

Claims (5)

1. Anordning til kontaktfri overvåkning av den aksiale translasjonsbevegelse av et metallisk legeme, som utsender elektromagnetisk varmestråling, i det vesentlige er stangformet langstrakt og for. kompensasjon av strålingsbetinget varmetap passerer gjennom tilnærmet koaksialt med legemets akse anordnede varme-induksjonsspoler, hvilket legeme på sin overflate er forsynt med et oksydasjonssjikt, som på grunn av oppvarmingen er sterkt og uregelmessig foranderlig fra punkt til punkt med hensyn til tykkelse og struktur og har betydelig innvirkning på strålingsfaktoren, karakterisert ved at det er anordnet en i det vesentlige treghetsfri strålingsdetektor (SD), som er ubevegelig anordnet i en bestemt gjennomsnittsav-stand fra det bevegede legemes (K) overflate og som fortlopende omdanner den stråling som registreres ved bevegelse - som varierer hurtig og sterkt i intensitet på grunn av den store spedning av oksydsjiktets tykkelse og beskaffenhet mellom nærliggende overflateelementer - til et elektrisk signal, at strålingsde- tektorens (SD) utgang via en forsterker (V) er forbundet med inngangen til et hdypassfilter (HP) som filtrerer ut signalets likestromskomponent og hvis utgang er forbundet med en likeretter (GR), og at likeretterutgangen, som avgir et likestroms-styresignal som bare avhenger av den bevegelsesbetingede vek-sel stromskomponent en av strålingsdetektor-utgangssignalet, er således forbundet med styreinngangen til en bryterinnretning (St), at bryterinnretningen (St) ved stans av det metalliske legeme (K) og derav fSigende bortfall av styresignalet ved likeretterutgangen bevirker en betydelig reduksjon av den strom som flyter gjennom varme-induksjonsspolene (Sp) - en reduksjon som også innbefatter muligheten for fullstendig utkobling - med resulterende reduksjon hhv. utkobling av oppvarmingen av det nå ikke bevegede metalliske legeme (K).

2. Anordning som angitt i krav 1, karakteriserl ved at det for samtidig måling av intensitetstoppene i strålingen og således av den ekte temperatur av det metalliske legeme (K) ved forsterkerens (V) utgang er anordnet ytterligere en målekanal med en toppverdidanner (SB), til hvis utgang det er koblet et indikasjonsinstrument (TM).

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at likeretterens (GR) utgang for fjernmåling hhv. -overvåkning foruten med bryterinnretningen (St) også er forbundet med utlosningsinngangen for en alarminnretning på et fjernt sted, hvor også indikasjonsinstrumentet (TM) er anordnet.

4. Anordning som angitt i et av kravene 1-3, karakterisert ved at strålingsdetektoren (SD) er en fotoelektrisk emisjonscelle.

5. Anordning som angitt i et av kravene 2 eller 3, karakterisert ved at strålingsdetektoren (SD) er et lysomfintlig halvleder-motstandselement.