3 Устройство, работа и характеристика измерителя толщины полосы
Томографическая система RM-312
Система измерения профиля томографическая RМ 312, предназначена для бесконтактных измерений в динамике толщины, ширины, профиля и других геометрических характеристик горячекатаной полосы из стали и алюминия. Система применяется в металлургии для контроля качества проката. Схема системы представлена на рисунке 2.
Принцип действия системы основан на регистрации интенсивности рентгеновского излучения, прошедшего через измеряемый материал проката.
Система состоит из рамы с двумя источниками рентгеновского излучения, располагаемыми над полосой проката, и ряда неподвижных детекторов, расположенных под полосой проката, воспринимающих рентгеновское излучение после прохождения через полосу проката. После облучения полосы проката сигнал с детектора поступает в головной компьютер, где на основании существующих зависимостей рассчитываются значения толщины, ширины полосы проката. Кроме того, на основании результатов измерений толщины и ширины, программное обеспечение позволяет определять значения таких геометрических параметров как: поперечная разнотолщинность полосы, клиновидность, скос кромок, планшетность полосы, положение полосы по высоте, поверхностные дефекты. Одновременно прибор выдает информацию о температуре, скорости перемещения и длине полосы проката.
Предусмотрена автоматическая периодическая калибровка с помощью встроенного магазина с образцами толщины.
Система работает при скоростях перемещения проката не более 25 м/с.
Функции:
Компенсация состава сплава
Разрешающая способность измерения поперечного профиля 5 мм (0.20 дюймов)
Быстродействующий канал автоматической регулировки толщины по осевой линии
Точное измерение ширины
Выдача данных, характеризующих температурный профиль
Продольный профиль
Положение полосы
Рентеновский томограф RadiometrieRМ 312 производства компанииThermoElectronCorporationдемонстрирует целый ряд преимуществ при бесконтактных измерениях горячей полосы. Хотя системаRadiometrieRМ 312 предназначена прежде всего для станов горячей прокатки стальных полос, она может также использоваться и для измерений проката цветных металлов.
Благодаря высокой скорости сбора данных, характеризующих поперечный профиль, томограф RadiometrieRМ 312 идеально подходит для систем автоматических измерений профиля, измерения плоскостности, расчета потока массы и других параметров управления качеством продукции.
Преимущества системы
Позволяет контролировать ширину полосы, толщину по осевой линии, профиль толщины и температуру по всей длине полосы при выходе из чистовой клети прокатного стана. Открывает невиданные ранее возможности управления процессом и обеспечения качества продукции.
Внедрение новых технологических методов непрерывного неразрушающего контроля на станах горячей прокатки позволяет существенно повысить качество продукции. Анализ данных измерений позволяет усовершенствовать технологию в части шлифовки валков, их замене, режимах прокатки и др.
Совершенствование этих операций приводит к повышению точности размерных параметров с соответствующим увеличением эффективности и производительности стана.
Только томограф RadiometrieRМ 312 обеспечивает быстродействие измерений, необходимое для внесения корректировок в процесс проката в оперативном режиме с практически мгновенной оценкой сделанных изменений без остановки производственного процесса.
Функции компенсации
Для оптимизации работы системы RadiometrieRМ 312 при измерении сплавов с различными составами система имеет функции компенсации влияния состава.
Для введения температурной компенсации, необходимость которой вызвана более низкой температуры полосы у кромок полосы по сравнению с ее центральной частью, используется сканирующий пирометр. Это позволяет производить температурную компенсацию более точно измерений каждого датчика.
Сразу после выхода горячего материала из прокатного стана вертикальное положение и ориентация полосы недостаточно определены для того, чтобы позволить точные и достоверные измерения профиля в отсутствие компенсации положения полосы.
Стереоскопическая конструкция RadiometrieRМ 312 позволяет преодолеть это препятствие. Благодаря наличию двух расположенных поперек полосы источников излучения и быстрому переключению их в противофазе, единственная детекторная решетка получает два различных изображения в быстрой последовательности перехода от одной кромки к другой, снятые из различных положений.
Затем, с помощью программного обеспечения, первоначально разработанного для компьютерной томографии, на основе геометрии системы можно рассчитать положения кромок.
Погрешность рассеяния и угловая погрешность могут быть автоматически скорректированы после определения абсолютного положения в пространстве каждой точки вдоль ширины полосы. Погрешность рассеяния корректируется с помощью калибровочных данных, а угловая вычисляется на основе угла наклона полосы.
Экранные страницы системы
Система RadiometrieRМ 312 предоставляет в распоряжение оператора прокатного стана и/или контролера ОТК ряд графических экранных страниц.
Данные измерений обрабатываются в реальном времени; результаты обработки представляются в виде следующих экранных страниц:
Градуированная цветная карта поперечных профилей толщины и температуры.
Градуированная цветная карта продольных профилей толщины и температуры.
Графическое представление поперечных профилей температуры и толщины.
Точечное представление толщины, выпуклости, вогнутости полосы и утонения кромок.
Статистические данные измеренных и рассчитанных параметров в числовом и графическом представлении.
В добавление к указанным экранным страницам система выдает также аналоговые и цифровые сигналы на компьютер управления прокатным станом и для анализа процесса.
Рисунок 2 - Схема системы RadiometrieRМ 312
Работа системы
Система RadiometrieRМ 312 предназначена для 100% определения положения кромок полосы и поперечных профилей толщины, а также температуры по всей длине полосы. При установкеRМ 312 рядом с последней клетью прокатного стана можно проводить динамическую регулировку поперечного профиля толщины за счет замены валков или изменяя их наклон.
Подача сигнала автоматической регулировки толщины выполняется путем расчета текущего положения точки на осевой линии полосы относительно измерителей, определения толщины в этой точке и выдачи сигнала, пропорционального отклонению от заданной величины. Ряд сигналов от отдельных элементов детекторной решетки, сравнимых с показаниями дискретных измерителей ширины, автоматически совместно обрабатывается для выработки выходного сигнала автоматической регулировки толщины с высоким быстродействием и малым уровнем помех. Измерения ширины полосы выполняются с той же частотой, что и измерения профиля ширины, что дает возможность мгновенного сопоставления ширины с профилем толщины, независимо от наклона или подъема полосы. Измерения поперечного температурного профиля производятся 40 раз в секунду с номинальной точностью измерения ±5°С (±9°Р).
Вогнутость и выпуклость полосы, утонение кромок и положение полосы относительно стола прокатного стана рассчитываются и выводятся на экран каждые 100 миллисек. Система генерирует выходные сигналы для предупреждения оператора и управляющего компьютера стана о выходе контролируемого параметра за пределы заданных допусков (толщины, выступов и т.д.)
В томографе RadiometrieRМ 312 предусмотрено резервирование как источников рентгеновского излучения, так и элементов детекторной решетки. Прибор будет работать даже при одном функционирующем источнике рентгеновского излучения или при неисправном элементе детекторной решетки. В случае выхода из строя какого- либо элемента детекторной решетки он автоматически идентифицируется и его показания не принимаются во внимание как при измерении профиля, так и при выработке выходного сигнала автоматической регулировки толщины.
Погрешности измерения за счет скопления грязи и влияние дрейфа устраняются с помощью калибровки, выполняемой по окончанию каждого рулона[3].