УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ГОРЯЧИХ СЛИТКОВ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в машиностроении и металлургии, например, при измерении размеров объекта, движущегося в ограниченном пространстве, в частности, в технологическом процессе для контроля размеров горячих слитков, движущихся по рольгангам машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
Известно интерференционное устройство для измерения перемещений объектов, содержащее устройство монохроматического излучения, две дисперсионные призмы с телескопической системой и двумя отражателями, причем второй отражатель выполнен в виде многоступенчатого зеркала.
При работе устройства пучки света от источников направляются на дисперсионную призму, после прохождения, которой сходятся в один луч, который расщепляется телескопической системой в плоский пучок.
Далее пучок делится светоделителем на два, которые, отразившись от зеркала и отражателя, расщепляются по длинам волн дисперсионной призмой на два пучка и формируют интерференционные картины в виде полос с различной интенсивностью [1].
Недостатком устройства является то, что при изменении пределов измерения изменяется использование активной площади преобразователя света вследствие различной площади отверстий в диафрагме, соответствующих различным пределам измерения. Это ведет к изменению величины выходного электрического сигнала, соответствующего пределу измерения и к изменению характеристик фотоэлектрической схемы измерения и требует проведения тарировки или дополнительной настройки.
Известно устройство, которое содержит три идентичных датчика расстояния, подключенные к соответствующим измерительным преобразователям и блок обработки информации. Два датчика расстояния установлены относительно контролирующего объекта дифференциально, а третий жестко закреплен на постоянном и известном расстоянии от поверхности контролируемого объекта. Блок обработки информации содержит блок сложения, два блока вычитания, три блока умножения, два блока деления и блок памяти. В качестве информативной величины, характеризующей перемещение объекта, принимается перемещение точки, расположенной на одной из граней объекта. Величина деформации определяется по интегральной деформации объекта между его крайними точками [2]. Недостатком данного устройства является высокая стоимость измерительной техники.
Наиболее близким к заявляемому является система контроля размеров движущегося объекта, содержащая датчик наличия объекта, а в качестве измерительных датчиков используют два лазерных дальномера, расположенных по обеим сторонам и на одном уровне с объектом, при этом лучи лазерных дальномеров направлены навстречу друг другу и перпендикулярно направлению движения объекта, а при одновременном параллельном перемещении 2-х объектов дополнительно подключают еще два лазерных дальномера, которые устанавливают ниже уровня движущихся объектов, причем лазерный луч направлен вверх под углом, необходимым для попадания на боковую поверхность объекта [3]. Недостатком данной системы контроля является зависимость срабатывания датчика наличия объекта от температуры объекта.
Техническим результатом является обеспечение возможности измерения размеров перемещающегося объекта посредством осуществления процесса измерения, независящего от скорости перемещения объекта и от температуры объекта.
Технический результат достигается за счет устройства контроля размеров движущихся горячих слитков, содержащего два лазерных дальномера, расположенных по обеим сторонам объекта на одном уровне с объектом и подключенных к блоку обработки информации, и датчик наличия объекта, который включает в себя оптически связанные между собой осветитель и фотоприемник, расположенные по разные стороны на одном уровне с объектом.
Устройство контроля размеров горячих слитков изображена на Фиг.1.
Устройство контроля размеров горячих слитков состоит из дальномеров 1 и 2, осветителя 3 и фотоприемника 4, блока обработки информации 5, которые установлены в специальных тумбах, к ним подведено питание переменного тока и линия связи. Предварительно при настройке системы определяется расстояние между дальномерами - базовое расстояние 6. Длина заготовки получается методом вычитания из базового расстояния 7 и 8 показаний обоих дальномеров.
Принцип работы устройства основан на использовании лазерных дальномеров, позволяющих бесконтактным методом с помощью измерения задержки времени между посланным и вернувшимся лазерным лучом, определять расстояние до поверхности объекта.
Полезная модель работает следующим образом: заготовка, смещаясь по рольгангу, перекрывает луч света, направленного из осветителя в фотоприемник. Изменение сигнала фотоприемника вызывает начало цикла измерений дальномерами. Показания дальномеров в цифровом виде передаются в блок обработки информации. Блок обработки информации осуществляет сбор информации о расстояниях от дальномеров до поверхности заготовки, расчет значений длины заготовок и передачу информации в линию связи.
Устройство предназначено для бесконтактного определения длины каждой отрезанной от горячего слитка заготовки, проходящей по рольгангу.
Пример реализации системы:
В состав устройства входят:
- два лазерных дальномера;
- фотобарьерный датчик;
- осветитель;
- блок обработки и передачи информации;
- кабели питания и связи.
Данное оборудование находится в двух металлических стойках, расположенных напротив друг друга справа и слева от рольганга.
По кабельным трассам информация из устройства поступает на вычислительный центр МНЛЗ для дальнейшей обработки и рассылки абонентам по сети предприятия.
Технические характеристики системы приведены в таблице 1.
Табл.1
Параметры
Значение
Точность измерения длины заготовки, мм
±5
Температура заготовки в зоне замера, °С
от 0 до 900
Кол-во измерений на одной заготовке, раз, не менее
3
Достоверность измерений, %, не менее
95
Температура окружающей среды в месте размещения лазерных дальномеров, °С
от 0 до 40
Характеристики электропитания: напряжение, В потребляемая мощность, Вт
220100
Достоинством предложенного устройства контроля является высокая степень точности определения размеров перемещающегося объекта независимо от его температуры.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-технической информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого технического решения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источников, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемой полезной модели.
Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует критерию "новизна".
Заявляемая полезная модель может быть реализована промышленным способом в условиях серийного производства с использованием известных технических средств, технологий и материалов и отвечает требованиям критерия "промышленная применимость".
Литература:
1. А.с. №1663416, опубл. 15.07.1991 г., бюлл. №26.
2. Патент ИЗ 2247936, опубл. 10.03.2005 г.
3. Патент ПМ 55965, опубл. 27.08.2006 г.