SU915996A1 - Широкодиапазонный гидроэлектрический датчик - Google Patents

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в устройствах для измерений линейных размеров движущегося холодно- 5 го или горячего проката в технологическом потоке.

Известен гидроэлектрический датчик , в котором измерительная струя является плечом электрического мос- (£ та. Устройство содержит подводящую . трубу с насадкой, изоляционные патрубки,. источник питания и усилитель (1}.

Недостатком известного устройства гидроэлектрического датчика является невозможность сформировать свободную струю с большой длиной компактного участка, имеющего’ постоянное поперечное сечение по _: длине. В результате возникают кратковременные разрывы и значительные флуктуации омического сопротивления струи, снижающие точность измерений, уменьшается ширина диапазона контролируемых размеров, ' .

Наиболее близким к предлагаемому является гидроэлектрический датчик, в котором для формирования струи используется конически сходящаяся насадка-электрод, которая позволяет 3£

2

сформировать струю с большой длиной компактного участка, имеющего постоянное поперечное сечение (2].

Однако дополнительный электрод, помещенный коаксиально в свободную струю, вносит возмущение и значительно сокращает зону компактной части струи, имеющей постоянное поперечное сечение. Таким образом, для формирования свободной струи с большой длиной компактного участка необходимо использовать конически сходящуюся насадку с отсутствием элементов, возмущающих струю.. Несмотря на улучшение метрологических параметров свободной струи конически сходящейся насадкой точность измерений недостаточна, она существенно зависит от колебаний удельного сопротивления электропроводной жидкости. Причиной этому является использование для подключений струи к источнику электрического питания электрода-насадки из электроприводного материала.

Вследствие значительного различия удельного омического сопротивления жидкости и металлического электрода непосредственный электрический контакт осуществляется на выходе из насадки по образующей поверхности струи

3

915996

4

Слои струи, располагающиеся ближе к ее оси, контактируют’с внутренней плоскостью конически сходящейся насадки через частицы электропроводной жидкости. Это приводит к тому, что образованная внутренними слоями струи 5 (эквипотенциальная поверхность, совпадающая с потенциалом электрода-насадки, существенно проникает в полость насадки,вызывая фиктивное удлинение струи. Глубина проникновения экви- Ю потенциальной поверхности в полость насадки колеблется и зависит от удельного сопротивления электропроводной жидкости, при этом с повышением удельного сопротивления 15 глубина проникновения эквипотенциалькой поверхности увеличивается, а с уменьшением, соответственно, уменьшается. Изменение эквивалентной длины струи при случайных колебаниях удель-^п ного сопротивления электропроводной жидкости не удается устранить даже использованием сравнительного'опорного участка струи, включенного в мостовую дифференциальную схему, что __ приводит к снижению точности измерений .

Цель изобретения - повышение точности измерений,

•Указанная цель достигается тем, что датчик содержит трубопровод, сое-’” диненный с водопроводной магистралью, конически сходящуюся насадку из диэлектрического материала, направл!йоадую струю воды на металл, электрода, контактирующие со струей, источник пи- -35 тания, потенциометр, усилитель и регистрирующее устройство, причем потенциометр соединен параллельно с источником питания, один полюс которого заземлен, а другой соединен с 40 первым электродом, первый вход усилителя соединен с другим электродом, а второй - со скользящим контактом потенциометра, а выход усилителя подключен к регистратору; кроме того,45 конически сходящаяся насадка выполнена из диэлектрического материала, в нее помещен электрод, соединенный с источником электрического питания, контактирующая поверхность которого удалена на одинаковое расстояние от центра кольцевого электрода.

На чертеже представлен предлагаемый гидроэлектрический датчик, включенный в электрическую схему, пред- -с назначенную для текущего контроля толщины металлических изделий, например, сляба, листа других профилей проката непосредственно в процессе их производства.

Датчик устанавливается на фикси- ⁶⁰ рованном расстоянии от транспортного ' рольганга. Он содержит подводящий " гибкий диэлектрический трубопровод 1 одним концом соединенный с водопроводной магистралью (не показано), а 65

другим - со штуцером 2, соединенным ’ с камерой 3, которая может быть вы- . полнена из металла. К камере 3 закреплена конически сходящаяся насадка 4, .выполненная из диэлектрического материала. На торце насадки у выходного сопла установлен кольцевой электрод 5, выполненный из фольги, с отверстием, равным диаметру струи гидроэлектрического датчика . В насадку 4 помещен электрод 6, выполненный из металлической сетки. Контактирующая поверхность электрода со стороны формирующейся струи удалена на одинаковое расстояние от центра кольцевого электрода 5, т.е. центральной точки струи О, расположенной в плоскости выходного отверстия насадки.' Электрод 6 подключен к источнику 7 электрического питания проводником 8. Второй полюс источника 7 питания соединен проводником 9 с заземленной конструкцией приемного рольганга 10,

В процессе работы гидроэлектрического датчика электропроводная жидкость поступает пс диэлектрическому трубопроводу 1 с некоторым избыточным давлением, заполняет успокоительную камеру 3. В этой камере происходит снижение скорости потока, а затем успокоенный поток направляется в конически сходящуюся насадку 4. В полость насадки 4 помещен электрод 6, выполненный из металлической сетки. Через ячейки электрода-сеткн электропроводящая жидкость проходит практически беспрепятственно и формируется насадкой в компактную струю 11,. вытекающую из сопла на поверхность контролируемого проката 12. При замыкании струи 11 на прокат 12 происходит подключение ее посредством электрода б и проводника 8 к одному из полюсов источника 7 электрического питания, а проката 12 через ролик рольганга 10 и проводник 9 - ко второму полюсу. Таким образом, струя 11 включается в схему измерительного моста, два плеча которого образованы потенциометром 13, а вторые два плеча - омическим сопротивлением струи 11 и омическим сопротивлением жидкости, заключенной в подости диэлектрической насадки 4, между электродами 5 и б. Сигнал-информация о контролируемом размере снимается с измерительной диагонали моста с помощью кольцевого электрода 5 и скользящего контакта потенциометра 13 и поступает на вход согласующего усилителя 14, на выходе которого подключен регистрирующий дрибор 15.

В процессе измерения предлагаемым датчиком проникновение эквипотенциальной поверхности вглубь диэлектрической насадки всегда имеет предель5

915996

6

ное значение, при колебаниях удельного сопротивления жидкости ее положения ограничивается только сетчатым электродом б, который имеет достаточно высокую плотность проводки ков на единицу площади контактирующей поверхности , поэтому в реально ’ возникающем диапазоне колебаний удельного сопротивления электропроводником жидкости проникновение эквипотенциальной поверхности всегда определяется _β

формой сетчатого электрода«Посколь- »”

ку контактирующая поверхность электрода 6 удалена на одинаковое расстояние от центральной точки О струн 11, расположенной в плоскости выходного отверстия насадки 4, значение продоль- 15 ного градиента напряжения, как в части струи, заключенной в полости конической насадки, так и в цилиндричес- . кой части струи сохраняется стабильным. Это обеспечивает повышение точ- 20 ночти измерений. Следует отметить, что на торце насадки 4 у выходного сопла установлен кольцевой электрод 5, выполненный из фольги. Установка миниатюрного по высоте цилиндрического электрода, охватывающего струю по образующей, также способствует сохранению стабильного значения продольного градиента напряжения по сечению струи. . __

Установка камеры и конически сходящейся. насадки в гидроэлектрический датчик позволяет сформировать свободную струю с большой длиной компактного участка, имеющего постоянное поперечное сечение по дйине, 35 обеспечивая широкий диапазон возможных контролируемых размеров без перестройки исходного положения^ датчика 0ΤΗ00Η·#επΒΗ0 поверхности контролируемого проката. Например, по- 40 является возможность контроля ширины слябов в диапазоне 800 - 1600 мм без изменения установочной базы датчика

при сохранении достаточной точности измерения, возможным становится контроль толщины данной части изделий типа '‘стакан'', ''баллон'* непосредственно в технологическом потоке.

Широкодиапазонный гидроэлектрический датчик с повышенной точностью измерений может найти применение и в других процессах прокатного производства и контрольно-измерительной техники.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Широкодиапазонный гидроэлектрический датчик, содержащий трубопровод, соединенный с водопроводной магистралью, конически сходящуюся насадку, направляющую струю воды на металл, электроды, контактирующие со струей, источник питания, потенциометр, усилитель и регистрирующее устройство, причем потенциометр соединен параллельно с источником питания, один полюс которого заземлен, а другой соединен с первым электродом, первый вход усилителя соединен с другим, электродом, а второй - с скользящим контактом потенциометра,

   ,а выход усилителя подключен к регистратору, 'отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, конически сходящаяся насадка выполнена из диэлектрического материала, в нее помещен первый электрод, контактирующая- поверхность которого.удалена на одинаковое расстояние от центра кольцевого электрода.