«ипу имени В. А. Трапезникова ран» (стр. 6 из 17)

Показывающий и регистрирующий прибор с ленточной диаграммой (рис. 1.17) также имеет реверсивный двигатель 15, который через шестерни 1-4, 14 и зубчатый сектор 12 управляет индукционным компенсатором 13, а через лекало 5, рычаг 6, шестерни 7-9 — дополнительными выходными индукционными преобразователями 10 и 11. Кроме того, движение от реверсивного двигателя через указанные шестерни и центральную ось передается на лекало 16, по образующей которого катится ролик, прикрепленный к рычагу 17. Рычаг и ролик прижимаются к лекалу пружиной, насаженной на ось рычага. На конце рычага 17 имеется вилка, в которую входит палец 20 каретки, в конструкцию которой входят стрелка 22 с лампочкой подсвета 23, перо 24 и чернильница 21.

Рис. 1.17. Схема автоматического регистрирующего прибора

При вращении центральной оси и лекала 16 рычаг 17 передвигается в вертикальной плоскости и перемещает каретку по направляющим 18 и 19 вдоль шкалы. Диаграммная лента 26 вставляется в прибор через валики 25, 28 и передается в приемное устройство 27. В процессе работы лента с постоянной скоростью перематывается с рулона 26 в устройство 27, проходя под пером 24. Приборы с ленточной диаграммой обычно имеют устройства для переключения скоростей движения диаграммы, например 20, 40, 60, 120, 240 мм в час и т. д.

В качестве реверсивных двигателей в измерительных приборах компенсационного типа применяются электродвигатели, имеющие короткозамкнутый ротор и две обмотки на статоре. Одна из этих обмоток (сетевая)подключается к сети через последовательно включенный конденсатор (см. рис. 1.14) для сдвига фазы напряжения по отношению к фазе напряжения во второй — управляющей обмотке. Электромагнитные поля двух указанных обмоток, сдвинутые по фазе, создают вращающий момент, приложенным к ротору. Конструктивно двигатель выполнен в одном корпусе с редуктором, понижающим частоту вращения вала до 3-6 об/мин. Мощность, потребляемая двигателями, не более 15 В∙А, емкость фазосдвигающего конденсатора 1 мкФ, вращающий момент на выходном валу 4-15 кг·см. Для привода диаграмм в регистрирующих приборах применяются аналогичные синхронные конденсаторные электродвигатели.

Варианты цифровых индикаторов показаны на рис. 1.18 и 1.19.

Рис. 1.18. Мозаичные цифровые индикаторы показаний

Рис. 1.19. Механические цифровые индикаторы показаний

При вращении вала индикатора вращается первый из нескольких барабанов 1, который после завершения одного оборота захватывает зубец связанного с ним зубчатого колесика 2 и, поворачивая его, перемещает следующий барабан на одну десятую оборота. Аналогично действуют и последующие барабаны и колесики. В электрических индикаторах используют лампы накаливания, люминесцентные и газоразрядные элементы и электроннолучевые трубки. Например, газоразрядным цифровым индикатором является лампа, наполненная инертным газом, внутри которой укреплены сетчатый анод и десять катодов из тонкой проволоки в виде цифр от 0 до 9, расположенных одна за другой. При подключении напряжения между анодом и каким-либо из катодов вследствие возникновения тлеющего разряда этот катод-цифра начинает светиться. Из таких индикаторов набирают табло для многозначных цифр.

Регистрация значений измеряемой величины в распространенных промышленных приборах осуществляется при помощи пера, перемещающегося вместе со стрелкой. Запись производится на круглой или ленточной, равномерно движущейся диаграммной бумаге. В многоточечных приборах, на вход которых первичные преобразователи подключаются поочередно и периодически, регистрация на бумаге также осуществляется дискретно при помощи специальной печатающей каретки в виде точек и цифр, обозначающих номера соответствующих данным точкам первичных преобразователей.

1.1.6. Измерение линейных размеров проката

Общие сведения

Широкий сортамент прокатываемой продукции, большие скорости прокатки, высокие температуры, а также сильные вибрации и ударные нагрузки предъявляют высокие требования к приборам для измерения геометрических размеров проката. Повышенные требования к точности прокатываемой продукции обусловили создание автоматических непрерывно действующих приборов для бесконтактного измерения размеров металла в процессе прокатки.

В большинстве случаев приборы для измерения геометрических размеров проката являются узкоспециализированными, предназначенными для измерения, как правило, только одного какого-нибудь параметра: толщины листового проката, толщины стенки труб и полок широкополочных балок, ширины и длины проката, диаметра труб и проволоки, толщины покрытий и др.

Большинство приборов, применяемых для контроля размеров проката, основано на использовании электромагнитного ядерного, рентгеновского и оптического излучений, позволяющих производить измерения без механического контакта с контролируемой средой и практически независимо от внешних условий — температуры, давления, влажности, агрессивности среды.

Измерение толщины полосы методом поглощения

В листопрокатном производстве для бесконтактного автоматического измерения толщины металла методом поглощения используются два вида электромагнитного излучения: рентгеновское и ядерное, различающиеся между собой длиной волны (рентгеновские лучи имеют диапазон длин волн λ = 0,1-5 нм, ядерное излучение — менее 0,1 нм).

Физическая сущность метода поглощения выражается законом ослабления рентгеновских и ядерных излучений при прохождении их через вещество:

, (8)

где J - интенсивность потока электромагнитного излучения на выходе из материала, Вт/м²;

J₀ - исходная интенсивность потока излучения (поток на входе), Вт/м²;

μ - коэффициент поглощения материала, м²/кг;

ρ - плотность материала, кг/м³;

δ - толщин материала, м.

Значение μ практически одинаково для ряда химических элементов, поэтому ослабление излучения зависит от толщины материала и его плотности. Таким образом, измеряя интенсивность ослабления рентгеновского или ядерного излучения при постоянной плотности контролируемого материала, можно определить его толщину.

При осуществлении способа поглощения необходимо иметь доступ к контролируемому материалу с двух сторон: на одной стороне помещают излучатель, на другой — счетчик для регистрации излучения. В качестве источника рентгеновского излучения применяют рентгеновские трубки, а в качестве источника ядерного излучения радиоактивные изотопы стронция ⁹⁰St, цезия ¹³⁷Cs, туллия ¹⁷⁰Тm, таллия ²⁰⁴Т1. В качестве приемников излучений (детекторов) используются ионизационные камеры и сцинтилляционные счетчики.

На рис. 1.20 представлена принципиальная схема рентгеновского толщиномера (типы ИТХ-6170, ИТХ-7140, ИТГ-5680), основанного на измерении ослабления интенсивности ионизирующего излучения при прохождении его через металл.

Рис. 1.20. Схема рентгеновского толщиномера

В схеме использованы два источника излучения: рабочий 1 и компенсирующий 2, генерирующие рентгеновское излучение в разные полупериоды питающего сетевого синусоидального напряжения. Излучатели посылают поочередно импульсы излучения в приемник 3. Излучение рабочего источника проходит через контролируемую полосу 4, клин корректора «нуля» 5 и подстроечный образец 6, а излучение компенсирующего источника — через компенсирующий клин 8 и подстроечные пластины 7 определенной' толщины и из того же металла. Для измерения интенсивности рентгеновского излучения применяют сцинтилляционные счетчики, состоящие из кристалла иодистого натрия, активированного таллием NaI(Tl), и фотоумножителя. Приемник 3 преобразует импульсы рентгеновского излучения в электрические импульсы. Импульсы на выходе приемника зависят от степени ослабления интенсивности соответствующего пучка рентгеновского излучения. В блоке 9 вырабатывается разностный сигнал — сигнал рассогласования, напряжение которого, усиленное усилителем 10, воздействует на реверсивный электродвигатель 11, который поворачивает клин 8 до тех пор, пока не уравновесятся сигналы на входе приемника излучения. Угол поворота компенсирующего клина служит мерой толщины измеряемого металла. Перемещение компенсирующего клина с помощью следящего устройства связано со стрелкой показывающего и самопишущего прибора 12, шкала которого градуирована в долях миллиметра.

Для введения поправки в показания приборов при измерении толщины полос различного химического состава служит блок 13, с помощью которого автоматически через ключ 14 вводится коррекция «нуля», воздействуя на клин 5 (производится во время пауз, когда полоса отсутствует). Заданный ток рентгеновских трубок рабочего и компенсирующего источников поддерживается регулирующим устройством 15. Переключение измерителя толщины с одного диапазона на другой производится с помощью набора подстроечных пластин 7, а также введением или выведением подстроечного образца 6.

Измерительный блок рентгеновского толщиномера типа ИТГ-5680 предназначен для измерения стальной полосы толщиной до 12 мм при температуре полосы до 1200^ºС. Измерительные блоки толщиномеров ИТХ-6170 и ИТХ-7140 работают при температуре полосы до 150ºС и предназначены для измерения толщины полосы до 6 мм.