專利名稱：用于檢測(cè)不平度缺陷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)沿著縱向方向運(yùn)行的金屬帶制品潛在不平度(平直度)缺陷的方法和裝置。
為此，現(xiàn)代化的軋機(jī)通常都裝配有能校正讓制品通過的間隙外形的裝置。
常常軋機(jī)的機(jī)座都裝配有致動(dòng)裝置，該致動(dòng)裝置壓在工作輥的輥頸座上，以便利用輥的翹曲(凸度)作用，使上述輥更靠近或分開。
在另一種配置中，分步噴灑裝置能用熱的方法作用在輥的外形上。
這樣能作用在至少一個(gè)支承輥的外形上，該支承輥包括一個(gè)延性包層(輥殼)，包層安裝或繞一固定軸旋軸，并用多個(gè)致動(dòng)裝置壓在上述軸上，這些致動(dòng)裝置的位置和壓力都是可調(diào)的，因而上述致動(dòng)裝置分布在帶材的寬度上。
通常，這些調(diào)節(jié)裝置由于測(cè)量裝置給出的信息而受控制，該測(cè)量裝置安設(shè)在軋機(jī)的下游，并且在帶材的寬度上，對(duì)加到上述帶材上的拉伸載荷的變化很敏感，這些變化本身對(duì)應(yīng)于帶材縱向纖維伸長(zhǎng)的變化。
這種測(cè)量裝置一般由偏轉(zhuǎn)輥構(gòu)成，該偏轉(zhuǎn)輥包括一個(gè)圓筒體，它安裝成繞一垂直于帶材縱向運(yùn)行方向的軸旋轉(zhuǎn)。上述帶材在拉伸載荷下貼合到輥外表面的其中一角形扇段上，該輥配置有一系列的傳感器，這些傳感器能測(cè)量帶材局部貼合壓力的變化。這些檢測(cè)器相互間隔開并分布在輥的整個(gè)長(zhǎng)度上，因而將帶材分成一系列的縱向區(qū)，每個(gè)縱向區(qū)都對(duì)應(yīng)于一個(gè)其寬度固定的檢測(cè)區(qū)，在其中將傳感器進(jìn)行的測(cè)量匯集，以便評(píng)定相應(yīng)縱向區(qū)中待校正的潛在缺陷。
為了避免在兩個(gè)相鄰測(cè)量區(qū)上進(jìn)行的測(cè)量之間的干擾，各傳感器有利的是從一個(gè)區(qū)到下一區(qū)錯(cuò)開角度地設(shè)置。
一般說來，測(cè)量輥因此包括多個(gè)檢測(cè)區(qū)，這些檢測(cè)區(qū)分布在輥的整個(gè)長(zhǎng)度上，并且每個(gè)檢測(cè)區(qū)都裝配一個(gè)傳感器，用于當(dāng)這個(gè)檢測(cè)區(qū)通過帶材與輥接觸的角形扇段時(shí)，發(fā)射與相應(yīng)帶材的區(qū)段貼合(接觸)壓力相關(guān)的信號(hào)。
當(dāng)帶材是在拉伸載荷下時(shí)，輥必須保持偏轉(zhuǎn)，并因此通常包括一個(gè)具有足夠厚度的中央管狀體，以便提供必需的強(qiáng)度，并且在其外表面上，裝配多個(gè)凹槽，各測(cè)量傳感器設(shè)置在這些凹槽中，因而每個(gè)凹槽朝外被一保護(hù)壁封閉，以避免傳感器和運(yùn)行帶材之間直接接觸。
在某些已知配置中，在檢測(cè)區(qū)中由帶材貼合施加的壓力，直接用一強(qiáng)度傳感器，例如壓電式或石英式強(qiáng)度傳感器測(cè)量，傳感器安插在凹槽底部和帶材所接觸的保護(hù)壁之間。
為了得到直接代表所加壓力的信息，保護(hù)壁可以包括一帽形件的外表面，該帽形件封閉朝外的凹槽，但在該帽與凹槽的橫向表面之間應(yīng)該留下一小的間隙，該間隙可以填充污物微粒(DE-A-19747655)。
在某些已知的配置中，保護(hù)帽由一個(gè)壁構(gòu)成，該壁嵌入設(shè)置在凹槽周邊上的埋頭孔中。然而，當(dāng)傳感器夾在凹槽底部和保護(hù)壁之間時(shí)，壓力測(cè)量受這個(gè)壁的偏轉(zhuǎn)阻力干擾，上述保護(hù)壁坐落在埋頭孔的底部上。
為了彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)，在文件US-A-3,324,695中，提出用一連續(xù)包導(dǎo)覆蓋輥，該包層加到輥的耐久體外表面上，如一環(huán)箍，因而傳感器的每個(gè)凹槽都被形成薄保護(hù)壁的該包層的一部分覆蓋。
在這種情況下，如上所述，例如，在文獻(xiàn)US-A-4,356,714中，不是直接測(cè)量由帶材所施加的壓力，而是用一位置傳感器測(cè)量由這個(gè)壓力所造成的薄壁變形，位置傳感器具有兩個(gè)元件，它們安裝成一個(gè)元件在另一個(gè)元件內(nèi)部徑向上滑動(dòng)，并且分別在相對(duì)的方向上，在上述壁的中央處，安置在凹槽的底部上和薄壁的內(nèi)表面上。
這種薄壁在傳感器的上方伸展，并且對(duì)制品施加的壓力很敏感，該薄壁就象嵌在它邊緣上的一塊板一樣，因此能用常用的材料力學(xué)公式，從板中央處測(cè)得的偏移評(píng)定加到延性壁上的壓力。
有利的是，位置傳感器可以是《LVDT》(《線性可調(diào)差接變壓器》)式的，它具有一個(gè)一次(初級(jí))繞組和兩個(gè)彼此相對(duì)安裝的二次(次級(jí))繞組，在它們之間，用一活動(dòng)鐵芯產(chǎn)生可變的磁耦合，該活動(dòng)鐵芯與傳感器桿的位移聯(lián)動(dòng)。
輥與一個(gè)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)相連，該自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，在每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，能將一測(cè)量脈沖傳送到每個(gè)傳感器一次繞組上，并能在二次繞組的輸出端讀出感應(yīng)的信號(hào)。當(dāng)每個(gè)傳感器通過帶材的貼合區(qū)時(shí)，一個(gè)角度位置編碼器能在有載狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)傳感器位于角形貼合扇段內(nèi)部時(shí)，在無載狀態(tài)下進(jìn)行另一次測(cè)量。在有載狀態(tài)下測(cè)量與在無載狀態(tài)下測(cè)量二者之間的差異提供板中央處的偏移，由該偏移可以確定施加的壓力，并因此，確定帶材相應(yīng)縱向區(qū)中的拉伸載荷。
無載狀態(tài)下的測(cè)量可以在輥的任何角度位置上進(jìn)行，它不對(duì)應(yīng)于對(duì)傳感器其中之一在有載狀態(tài)下的測(cè)量。因此將上述各傳感器合理地分布在輥的表面上，以便能在輥旋轉(zhuǎn)期間，能很容易管理在無載狀態(tài)時(shí)和有載狀態(tài)時(shí)的測(cè)量(US-A-4,356,714)。
直到現(xiàn)在，這些不平度測(cè)量輥只是在冷軋?jiān)O(shè)備中采用了，對(duì)冷軋?jiān)O(shè)備，帶材的溫度保持適中。
實(shí)際上，如果采用一種夾在凹槽底部和上述凹槽封閉帽之間的壓力傳感器，那么在升溫情況下，不同部分的膨脹可能引起過度摩擦，并因此引起錯(cuò)誤的測(cè)量。
在采用蓋有封閉板的位置傳感器的系統(tǒng)中，這種缺點(diǎn)不存在。然而，這種板由一薄壁構(gòu)成，該薄壁直接接受帶材的溫度，因此易于產(chǎn)生熱變形。而且，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度高時(shí)，離心力也可以引發(fā)輕微的變形。
將每轉(zhuǎn)一圈時(shí)測(cè)得的信號(hào)在有載狀態(tài)下的值與無載狀態(tài)下的值進(jìn)行比較，能夠重調(diào)(重新設(shè)定)傳感器并能測(cè)量板的實(shí)際偏移，但為了這樣做，輥體應(yīng)保持在基本上恒定的溫度下，并且這只是在帶材的溫度適中時(shí)才有效。
然而，即使在冷軋?jiān)O(shè)備中，厚度減少導(dǎo)致帶材的某種升溫，其溫度可以接近200℃。
另一方面，由帶材寬度上延伸的變化所產(chǎn)生的不平度缺陷，在熱軋期間也出現(xiàn)，因此感興趣的是測(cè)量那一時(shí)刻進(jìn)一步產(chǎn)生缺陷的危險(xiǎn)，以便校正它們。
然而，即使對(duì)有色金屬如鋁、熱帶材處于約數(shù)百攝氏度的高溫下，如果對(duì)于測(cè)量采用壓力傳感器，則應(yīng)考慮例如通過循環(huán)冷卻液如水，將每個(gè)傳感器冷卻下來。但是，實(shí)現(xiàn)裝備有冷卻回路的軋輥很復(fù)雜。
位置傳感器即使是在高溫下工作時(shí)，也沒有這種缺點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兒?jiǎn)單地由兩個(gè)元件構(gòu)成，其中一個(gè)元件滑入另一個(gè)元件中。然而，在高溫情況下，每個(gè)凹槽封閉板的熱變形都比較重要。
結(jié)果是，直到現(xiàn)在，在熱軋情況下，似乎是不能采用常規(guī)類型的不平度測(cè)量輥。
因此本發(fā)明特別適合于熱軋?jiān)O(shè)備，對(duì)熱軋?jiān)O(shè)備，直到現(xiàn)在，似乎都不能用不平度輥。
然而，由于所得到的優(yōu)點(diǎn)及所應(yīng)用的裝置的簡(jiǎn)單性，本發(fā)明也可以用于冷軋?jiān)O(shè)備，因?yàn)樗芨纳茰y(cè)量精度，并因此，改善不平度較正精度。
除此之外，按照本發(fā)明的配置能確定在上述帶材寬度上帶材的溫度變化分布圖，以便把上述分布圖考慮用于校正不平度缺陷。
因此，一般說來，本發(fā)明用于檢測(cè)沿著縱向運(yùn)行的帶材制品潛在不平度缺陷的方法，該帶材在拉伸載荷下貼合于測(cè)量輥的角形扇段，該測(cè)量輥包括一個(gè)圓筒體，該圓筒體安裝成繞一垂直于該運(yùn)行方向的軸線旋轉(zhuǎn)，并具有一外表面，多個(gè)定心在彼此間隔開的橫向平面上的檢測(cè)區(qū)沿著該外表面分布，每個(gè)檢測(cè)區(qū)都包括一個(gè)在每轉(zhuǎn)一圈時(shí)發(fā)射信號(hào)的傳感器，上述信號(hào)具有一在有載狀態(tài)下測(cè)得的值，該值對(duì)應(yīng)于當(dāng)檢測(cè)區(qū)通過帶材貼合的角形扇段時(shí)，由帶材的相應(yīng)縱向區(qū)加到檢測(cè)區(qū)的壓力，在這種方法中，在每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，將由每個(gè)傳感器發(fā)射的信號(hào)在有載狀態(tài)下測(cè)得的值與一基準(zhǔn)值比較，以便在帶材的每個(gè)縱向區(qū)，確定代表加到這區(qū)的拉伸載荷的信息。
按照本發(fā)明，由每個(gè)傳感器發(fā)射的信號(hào)在無載狀態(tài)時(shí)的兩個(gè)值，分別是在相應(yīng)檢測(cè)區(qū)通過帶材貼合的角形扇段之前和之后測(cè)量，并且在每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，要與每個(gè)傳感器所發(fā)射的信號(hào)在有載狀態(tài)下的值進(jìn)行比較的基準(zhǔn)值是通過由同一傳感器發(fā)射的信號(hào)的前面和后面的所述兩個(gè)在無載狀態(tài)下的值組合而得到的。
優(yōu)選的是，信號(hào)在無載狀態(tài)下的兩個(gè)值，分別是在相應(yīng)的檢測(cè)區(qū)即將通過帶材貼合扇段之前和緊跟在通過該貼合扇段之后測(cè)量的。
實(shí)際上，基準(zhǔn)值可以等于分別在有載狀態(tài)下測(cè)量之前和之后的無載狀態(tài)下兩個(gè)值的算術(shù)平均值。然而，可以將無載狀態(tài)時(shí)的兩個(gè)值以不同形式結(jié)合，同時(shí)給上述值加權(quán)，以便考慮在輥旋轉(zhuǎn)期間的溫度評(píng)價(jià)。
本發(fā)明特別適合于不平度測(cè)量輥，其中在每個(gè)檢測(cè)區(qū)中央保護(hù)壁的變形用一位置傳感器測(cè)量，該位置傳感器具有一個(gè)安置在凹槽底部處的元件和一個(gè)安置在保護(hù)壁上的元件。然而，本發(fā)明對(duì)于其它一些類型輥也顯現(xiàn)出優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橐话阏f來，它能改善測(cè)量精度。
本發(fā)明能控制熱軋薄板的不平度，這在以前似乎是不可能的。在這種情況下，特別有利的是對(duì)輥的外表面在該表面的其中一個(gè)扇段上實(shí)施強(qiáng)制冷卻，以便在檢測(cè)區(qū)回到該貼合扇段之前使輥的溫度降到基本上恒定的水平，上述表面在測(cè)量由每個(gè)傳感器發(fā)射的信號(hào)在無載狀態(tài)時(shí)的兩個(gè)值的區(qū)之間延伸。
然而，本發(fā)明也可以有利地應(yīng)用于冷軋，因?yàn)樗芨纳撇黄蕉葴y(cè)量精度。
此外，本發(fā)明還顯示另一些優(yōu)點(diǎn)。尤其是，根據(jù)每個(gè)傳感器通過貼合扇段之后測(cè)得的無載狀態(tài)時(shí)后面各值的變化分布圖，確定帶材寬度上的溫度變化分布圖，以便減少每個(gè)縱向區(qū)的熱膨脹對(duì)在該區(qū)進(jìn)行的不平度測(cè)量的影響，因此，對(duì)每個(gè)區(qū)，根據(jù)上述不平度測(cè)量所確定的不平度校正，對(duì)應(yīng)于在帶材整個(gè)寬度范圍內(nèi)都有效的平均溫度。
因此，為了在具有均勻溫度，甚至是在室溫下冷卻之后的薄板上得到所需的不平度分布，可以在帶材不同的縱向區(qū)內(nèi)確定不平度校正。
但是通過下面參照附圖對(duì)為舉例說明所給出的特別實(shí)施例說明，將能更好地理解本發(fā)明。
圖2是局部分解的前視圖。
圖3和圖4分別是檢測(cè)區(qū)在通過貼合扇段之前和通過貼合扇段期間該檢測(cè)區(qū)的示意剖視圖。
圖5是檢測(cè)區(qū)剛好通過貼合扇段之后的剖視圖。
圖6是示出在輥旋轉(zhuǎn)期間測(cè)量信號(hào)幅度變化的曲線圖。
圖7是示出帶材處于高溫情況下，在輥旋轉(zhuǎn)期間測(cè)量信號(hào)幅度變化的曲線圖。
圖8是示出用于熱軋薄板的不平度測(cè)量變化分布圖的曲線圖。
圖9示出薄板溫度在該薄板整個(gè)寬度上的變化分布圖。


圖10示出對(duì)于具有均勻溫度的薄板不平度測(cè)量變化分布圖。
輥1用已知的方式，由一耐蝕(耐久)管狀體11構(gòu)成，該管狀體11用一薄的環(huán)式包層12覆蓋。
輥1裝備有多個(gè)測(cè)量傳感器3，每個(gè)測(cè)量傳感器3都設(shè)置在一個(gè)凹槽4中，例如設(shè)置在一個(gè)鉆在耐蝕體11中的盲孔中，而這些凹槽被形成傳感器3保護(hù)壁的薄包層12的一個(gè)區(qū)段10對(duì)外封閉。
如圖2上所示，各傳感器3軸向上間隔開一個(gè)間距(a)，并成一種螺旋形分布在輥的整個(gè)長(zhǎng)度上，因而兩個(gè)相鄰的傳感器3a、3b錯(cuò)開一個(gè)角度，用于更容易測(cè)量處理。
所有這些配置都是眾所周知的，并且不需要詳細(xì)說明。
如圖3、4、5上所示意出的，每個(gè)傳感器3都插入相應(yīng)凹槽4的底部41和包層12的區(qū)段10內(nèi)表面13之間，該區(qū)段10對(duì)外封閉凹槽4。
在一個(gè)特別有利的實(shí)施例中，作為文獻(xiàn)FR-A-2366366的主題，每個(gè)傳感器3都是一個(gè)位置傳感器，該位置傳感器定心在凹槽4的軸線上，并包括一個(gè)安置在凹槽4底部41處的固定元件31和一個(gè)內(nèi)裝探頭的活動(dòng)元件32，后者安置在保護(hù)壁10的中心處。
一般說來，輥1的外表面12包括一個(gè)與帶材2接觸的區(qū)段13，帶材2覆蓋角形扇段A，該角形扇段A定心在通過輥軸線的平面Q上，區(qū)段14與帶材間隔開并覆蓋一自由扇段B＝2π-A。
在檢測(cè)區(qū)4通過貼合扇段A(圖3)之前，板10的內(nèi)表面13的中心位于距凹槽4底部41一個(gè)距離h1處，該距離h1對(duì)應(yīng)于位置傳感器3展開的長(zhǎng)度。
當(dāng)傳感器3通過帶材2的貼合扇段A(圖4)時(shí)，由上述帶材所施加的壓力決定板10的輕微下垂，并且使從上述板中心到凹槽底部41的距離減少到h。
因此探頭32能測(cè)量壁10中心的偏移(f＝h1-h)。因?yàn)榘鼘?2環(huán)箍在耐蝕體11上，因而每個(gè)封閉凹槽4的區(qū)段10都形成一個(gè)嵌在其周邊上的薄板，利用材料的強(qiáng)度法則，可以計(jì)算在所加載荷作用下的變形。因此，由其可以得到帶材2加到板10上的壓力，從而可得出帶材2相應(yīng)縱向區(qū)中的拉伸載荷，該帶材的縱向區(qū)定心在平面P上，該平面P通過傳感器3的軸線并與輥1的旋轉(zhuǎn)軸正交。
每個(gè)傳感器3都發(fā)射一個(gè)測(cè)量信號(hào)，信號(hào)幅度取決于探頭32相對(duì)于固定元件31的位置，并因此在輥每轉(zhuǎn)一圈時(shí)周期性地變化。
這種信號(hào)幅度的變化示意地表示在圖6的曲線圖上，該曲線圖表明在縱坐標(biāo)上所示的由傳感器發(fā)射的測(cè)量信號(hào)幅度與橫坐標(biāo)上所示的上述信號(hào)角度位置有關(guān)。
在輥每旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，只要傳感器3位于自由扇段B，所發(fā)射的信號(hào)就顯示一個(gè)在無載(空載)狀態(tài)下的值i1，該值對(duì)應(yīng)于傳感器3所覆蓋的長(zhǎng)度h1。當(dāng)上述信號(hào)達(dá)到貼合扇段A時(shí)，測(cè)量信號(hào)的幅度快速增加，高達(dá)在有載狀態(tài)下的值i，該值對(duì)應(yīng)于在對(duì)稱的平面Q上傳感器3的通道，然后其長(zhǎng)度由于板10穿入的原因而減少到h。一旦傳感器離開貼合扇段A，信號(hào)的幅度就減小而回復(fù)到無載狀態(tài)時(shí)的值i1。
在應(yīng)用冷軋用的不平度輥的通常情況下，如文獻(xiàn)US-A-3,324,695中所述，可以假定，保護(hù)壁10象一塊彈性板一樣起作用，一旦檢測(cè)區(qū)域離開帶材的貼合扇段，該彈性板就回復(fù)到它的圖3中的展開位置，。
如圖6所示，信號(hào)在無載狀態(tài)時(shí)的值i1是在輥每轉(zhuǎn)一圈時(shí)測(cè)得的并且對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)度h1，因此該值基本上是常數(shù)并構(gòu)成一個(gè)基準(zhǔn)值，每轉(zhuǎn)一圈時(shí)發(fā)射的信號(hào)在有載狀態(tài)下的值i可以與該基準(zhǔn)值比較。然后可以計(jì)算輥的每個(gè)橫向平面P1、P2的偏轉(zhuǎn)值(f)，以便減少壓力分布，并因此減少在帶材寬度上的拉伸載荷。
然而，對(duì)于測(cè)量信號(hào)在無載狀態(tài)時(shí)的值i1，為了保持基本上是常數(shù)，帶材2必需保持在適中溫度下。
另外，封閉凹槽4的包層12的每個(gè)區(qū)段10構(gòu)成一塊薄板，該薄板直接接受凹槽4通過貼合扇段A時(shí)帶材的溫度。結(jié)果，此板往往會(huì)發(fā)生膨脹。
因此，當(dāng)離開貼合扇段時(shí)，不再被帶材2覆蓋的板10變形，并且板10的中心回復(fù)到離凹槽4底部41的距離為h2。
如果帶材2具有較高的溫度，則這種膨脹很顯著，并且在傳感器到達(dá)貼合區(qū)A(圖5)之前，距離h2大于初始距離h1。
圖7的曲線示出，在這種情況下，由傳感器發(fā)射的測(cè)量信號(hào)幅度上的變化。如前所述，在進(jìn)入貼合扇段A之前，由傳感器發(fā)射的信號(hào)的在前的無載狀態(tài)下的值等于i1，并且該值隨著檢測(cè)區(qū)10進(jìn)入扇段A而逐漸增加至有載狀態(tài)下的值i，該值i對(duì)應(yīng)于傳感器通過對(duì)稱平面Q的通道。然后信號(hào)的幅度減少到在后的無載狀態(tài)時(shí)的值i2，該值i2對(duì)應(yīng)于板10的中心與凹槽底部41之間的距離h2。如圖5所示，板10進(jìn)一步膨脹，探頭32回復(fù)到一個(gè)相對(duì)于圖3的初始位置的釋放位置，因此信號(hào)的在后的無載狀態(tài)時(shí)的值i2小于在前的無載狀態(tài)時(shí)的值i1。
然而，薄板10的熱惰性與輥耐蝕體11的熱惰性相比很小。因此，板10在自由扇段B中旋轉(zhuǎn)時(shí)，在敞開的空氣中相當(dāng)快地冷卻下來，并回復(fù)到圖3的伸展位置，因而探頭32回復(fù)到它相對(duì)固定元件31的初始位置。如圖7所示，信號(hào)的幅度因此逐漸增加，在自由扇段B的結(jié)束處，達(dá)到先前的在無載狀態(tài)時(shí)的值i1。
通常，如果帶材保持在適中溫度下，例如約200℃下，則在自由扇段B中，空氣冷卻是足夠的。然而，也可以使耐蝕體11逐漸升溫，同時(shí)使其稍微膨脹，因此傳感器的長(zhǎng)度h1，以及發(fā)射的信號(hào)在無載狀態(tài)時(shí)的值i1也可以稍微改變。
此外，在熱軋情況下，帶材的溫度高得多，并且輥的自然冷卻不再足以保持它的溫度。
因此優(yōu)選的是在自由扇段B部分對(duì)輥1的外表面12實(shí)行強(qiáng)制冷卻，例如以同一公司的法國(guó)專利申請(qǐng)N°0013495中所述的方式。例如，輥可以通過將上述輥的位于兩個(gè)相對(duì)于中平面Q對(duì)稱間隔的母線15，15’之間(圖1)的下部浸液來冷卻。如圖7所示，它確保代表測(cè)量信號(hào)的曲線逐漸增加到先前的值i1。
然而，即使在強(qiáng)制冷卻情況下，也不容易使輥的外表面溫度保持處于恒定的水平。
通過根據(jù)傳感通過貼合扇段之前和之后分別測(cè)得的處于無載狀態(tài)下的兩個(gè)值制備一個(gè)基準(zhǔn)值，本發(fā)明能夠彌補(bǔ)這個(gè)不足。
優(yōu)選的是，如圖1所示，處于無載狀態(tài)的這兩個(gè)值將在自由扇段14的兩端處測(cè)得，這兩端分別是處于即將進(jìn)入貼合扇段A之前的位置M1和緊跟在離開貼合扇段之后的位置M2。例如，這些位置M1和M2可以在貼合扇段A界邊的兩邊上對(duì)稱間隔開5-10°的角。
根據(jù)在無載狀態(tài)時(shí)的這兩個(gè)測(cè)量，制備基準(zhǔn)值i0，有載狀態(tài)下的值i將與該基準(zhǔn)值i0進(jìn)行比較。十分簡(jiǎn)單的是，這個(gè)基準(zhǔn)值i0可以等于處于無載狀態(tài)下兩個(gè)值的算術(shù)平均值(i1+i2)/2，i1和i2分別是在前的值和在后的值。
因此，兩個(gè)無載狀態(tài)下的值i1和i2的可能變化可以相互補(bǔ)償，并且很顯然，即使在特別難以控制軋輥溫度的熱軋情況下，對(duì)每個(gè)扇段來說，這樣制備的基準(zhǔn)值仍然保持基本上恒定不變。因此在每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，通過重調(diào)傳感器能進(jìn)行有效的溫度校正。
此外，即使在冷軋情況下，本發(fā)明也能免除在無載狀態(tài)時(shí)測(cè)得值不可避免的波動(dòng)，并因此，能顯著提高所作測(cè)量的精度。
而且本發(fā)明提供了另一種對(duì)得到所要求的不平度來說重要的優(yōu)點(diǎn)。
直到現(xiàn)在，實(shí)際上，不平度校正都是根據(jù)測(cè)量輥所給出的信息進(jìn)行的，同時(shí)認(rèn)為所有帶材的纖維都處在均勻的溫度下。
可是，已經(jīng)注意到，在離開軋制過程時(shí)，帶材的溫度可能在兩邊和中央部分之間的橫向方向上改變，并且只是在后面的階段才變得均勻。
例如，已知在軋機(jī)中，必須控制軋輥的旋轉(zhuǎn)。為此，至少軋輥的其中之一，一般是支承輥，通過一個(gè)延伸件連接到一個(gè)控制發(fā)動(dòng)機(jī)上，該發(fā)動(dòng)機(jī)安放在機(jī)座的其中一側(cè)上，該側(cè)叫做驅(qū)動(dòng)側(cè)，各輔助裝置，例如用于改變軋輥的裝置安放在另一側(cè)上，這一側(cè)叫做工作側(cè)，很顯然，一般帶材在驅(qū)動(dòng)側(cè)上更熱。
正如所已知的，帶材寬度上拉伸載荷的不均勻分布，對(duì)應(yīng)于帶材中不同縱向纖維之間的輕微差別，當(dāng)拉伸有載狀態(tài)下被壓制時(shí)，產(chǎn)生不平度缺陷。因此，不平度校準(zhǔn)在于在軋制過程期間相對(duì)于用不平度輥進(jìn)行的測(cè)量對(duì)載荷分布產(chǎn)生作用，以便補(bǔ)償如此檢測(cè)到的潛在缺陷。
另外，已經(jīng)注意到，在這些潛在缺陷開始處，各種纖維之間長(zhǎng)度的一部分差別，可以簡(jiǎn)單地由在稍有差異的溫度下各纖維不均勻膨脹產(chǎn)生，象通常那樣，當(dāng)假定帶材溫度均勻時(shí)所進(jìn)行的校正，不是正好對(duì)應(yīng)于只由帶材寬度上軋制載荷不均勻分布所產(chǎn)生的缺陷。
舉例來說，已知按照常規(guī)，把能確定在帶材不同纖維上進(jìn)行校正的不平度測(cè)量表示為《I Units》。然而，可以表明，對(duì)其膨脹系數(shù)為1.2×10-5的鋼帶來說，帶材的兩條縱向纖維的溫度之間差值為1℃時(shí)，在不平度測(cè)量上產(chǎn)生約1.2I Unit的誤差。另外，在平均溫度約為100℃的冷軋帶上進(jìn)行的測(cè)量表明，在橫向邊緣和中央部分之間可以有約5-10℃的溫差。因此很顯然，由于這個(gè)溫差而產(chǎn)生的不平度測(cè)量誤差很顯著。
因此，根據(jù)這些測(cè)量所進(jìn)行的不平度校正可能不合適，并且在冷卻之后，當(dāng)再次展開材卷時(shí)，可能存在殘留的缺陷。
本發(fā)明能在考慮橫向方向上這種溫度變化時(shí)彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)，以便確定待要進(jìn)行的不平度校正。
實(shí)際上，按照說明，在每個(gè)傳感器的上方延伸的包層12的區(qū)段10直接接受帶材的溫度并因此而膨脹。因此，凹槽底部41和板10的中央之間的距離h2代表在相應(yīng)縱向區(qū)中帶材2的溫度，上述距離h2是緊接在檢測(cè)區(qū)通過貼合扇段A之后測(cè)量的。
因此，由每個(gè)傳感器發(fā)射的信號(hào)的在后的無載狀態(tài)下的值i2取決于相應(yīng)縱向區(qū)中帶材的溫度。
因此，根據(jù)每個(gè)傳感器通過貼合扇段之后測(cè)得的在后的無載狀態(tài)下的值的變化分布，可以確定在帶材寬度上的溫度變化分布，以便由此減少帶材每個(gè)縱向區(qū)的熱膨脹對(duì)不平度測(cè)量的影響，該不平度測(cè)量確定待在這個(gè)區(qū)內(nèi)進(jìn)行的校正。
這樣，在不平度測(cè)量中，它是對(duì)每個(gè)縱向區(qū)，根據(jù)測(cè)量信號(hào)在有載狀態(tài)下的值進(jìn)行測(cè)定，能夠考慮對(duì)應(yīng)于膨脹的那部分，以便確定應(yīng)該在其整個(gè)寬度具有均勻溫度的帶材上進(jìn)行的校正。
這種方法的步驟用圖8、9、10的曲線圖示說明，這些曲線是在不平度輥包括10個(gè)檢測(cè)區(qū)的情況下針對(duì)鋼帶建立的，上述10個(gè)檢測(cè)區(qū)分布在帶材的寬度上。
圖8示出在帶材寬度上，以I Unit表示，并在縱坐標(biāo)上標(biāo)出的不平度測(cè)量的變化，而這種測(cè)量是對(duì)每個(gè)檢測(cè)區(qū)，通過將測(cè)量信號(hào)在有載狀態(tài)下的值與分別在無載狀態(tài)下在前和在后的兩個(gè)值的平均值相比較而進(jìn)行的。
圖9示出對(duì)每個(gè)區(qū)，根據(jù)無載狀態(tài)下后面的測(cè)量測(cè)定，并標(biāo)在曲線上縱坐標(biāo)中的溫度變化。
圖10是通過將圖8和9兩條曲線結(jié)合而得到的，它表明帶材的等效不平度，而一個(gè)區(qū)域中的每次測(cè)量都被進(jìn)行校正，以便補(bǔ)償這個(gè)區(qū)中溫度的影響，只考慮載合在具有均勻溫度的帶材上不均勻分布的影響。
顯然，本發(fā)明不限于僅僅作為舉例說明而給出的唯一實(shí)施例，而是可以在不脫離權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍內(nèi)進(jìn)行各種改變。
因此，圖8-10是在約100℃溫度下針對(duì)鋼帶確立的，但本方法也可貼合于具有高溫的熱帶材。簡(jiǎn)單地說，該曲線會(huì)稍有不同。
此外，確定基準(zhǔn)值更容易，對(duì)該基準(zhǔn)值是將有載狀態(tài)下的每個(gè)信號(hào)與分別在無載狀態(tài)下在前和在后的兩個(gè)測(cè)量的平均值進(jìn)行比較。然而，也能進(jìn)行無載狀態(tài)下兩種測(cè)量的另外組合，同時(shí)將上述測(cè)量加權(quán)到更好，以便考慮輥旋轉(zhuǎn)期間的溫度的評(píng)價(jià)。
在權(quán)利要求書中所述的技術(shù)特征之后插入的標(biāo)號(hào)，唯一目的在于便于理解它們，而絲毫也沒有限制它們的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)帶材制品(2)中潛在不平度缺陷的方法，帶材制品(2)沿著縱向運(yùn)行并在拉伸載荷下貼合到測(cè)量輥(1)的角形扇段(A)上，測(cè)量輥(1)包括一個(gè)圓筒體(11)，該圓筒體(11)安裝或繞垂直于該運(yùn)行方向的軸線旋轉(zhuǎn)并具有一個(gè)外表面，多個(gè)檢測(cè)區(qū)(4)沿著上述外表面分布，這些檢測(cè)區(qū)(4)定心在相互間隔開的橫向平面(P1，P2…)中，并且每個(gè)檢測(cè)區(qū)(4)都包括一個(gè)在每轉(zhuǎn)一圈時(shí)發(fā)射測(cè)量信號(hào)的傳感器(3)，測(cè)量信號(hào)具有一有載狀態(tài)下的值，該值相當(dāng)于當(dāng)檢測(cè)區(qū)通過帶材的角形貼合扇段(A)時(shí)，由帶材(20)的相應(yīng)縱向區(qū)加到檢測(cè)區(qū)上的壓力，在這種方法中，在每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，將每個(gè)傳感器(3)所發(fā)射的測(cè)量信號(hào)在有載狀態(tài)下的值(i)與一基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，以便確定在帶材(2)的每個(gè)縱向區(qū)中，代表加到這個(gè)區(qū)中拉伸載荷的信息，其特征在于分別在相應(yīng)的檢測(cè)區(qū)通過帶材(2)角形貼合扇段之前和之后，測(cè)量由每個(gè)傳感器(3)所發(fā)射的信號(hào)在無載狀態(tài)下的兩個(gè)值(i1、i2)，和在每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，要與每個(gè)傳感器(3)發(fā)射的在有載狀態(tài)下的值(i)相比較的基準(zhǔn)值(i0)是分別由同一傳感器(3)發(fā)射的信號(hào)的在前的和在后的無載狀態(tài)時(shí)的兩個(gè)值(i1)和(i2)的組合。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于由每個(gè)傳感器(3)發(fā)射的信號(hào)的在無載狀態(tài)時(shí)的兩個(gè)值(i，i2)，分別是在相應(yīng)檢測(cè)區(qū)即將通過帶材(2)的貼合扇段(A)之前和緊跟在其通過該貼合扇段(A)之后測(cè)量的。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于基準(zhǔn)值(i0)等于分別在有載狀態(tài)測(cè)量之前的和之后的無載狀態(tài)時(shí)的兩個(gè)值(i1和i2)的算術(shù)平均值。
4.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于每個(gè)檢測(cè)區(qū)都包括一個(gè)傳感器(3)，該傳感器(3)安放在一凹槽(4)中，凹槽(4)設(shè)置在輥體(11)內(nèi)并用一凹槽封閉板(10)覆蓋，封閉板(10)安放成與輥(11)的外表面對(duì)齊，和用一位置傳感器(3)測(cè)量檢測(cè)區(qū)中央位置的變化，位置傳感器(3)具有一第一元件(31)和一第二元件(32)，上述第一元件(31)安置在凹槽底部上，而第二元件(32)靠在封閉板(10)上，位于該板的中央。
5.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于將對(duì)輥(1)外表面的強(qiáng)制冷卻加到上述表面的其中一扇段上，該扇段在測(cè)量由每個(gè)傳感器(3)所發(fā)射的信號(hào)在無載狀態(tài)下的兩個(gè)值(i1，i2)的區(qū)域之間延伸，以便在檢測(cè)區(qū)(4)回復(fù)到貼合扇段之前使輥(1)的溫度回到基本上恒定的水平。
6.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于根據(jù)每個(gè)傳感器(3)通過貼合扇段(A)之后測(cè)得的在后的無載狀態(tài)時(shí)的值(i2)的變化分布，測(cè)定帶材寬度上溫度變化分布，以便由其得到每個(gè)縱向區(qū)上的熱膨脹對(duì)在這個(gè)區(qū)中產(chǎn)生的不平度的影響，由此使對(duì)每個(gè)區(qū)根據(jù)測(cè)量輥所給出的信息確定的不平度校正，對(duì)應(yīng)于帶材在其整個(gè)寬度上的均勻溫度。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于不平度校正是在考慮溫度變化時(shí)對(duì)每個(gè)區(qū)進(jìn)行測(cè)定的，并能調(diào)節(jié)在帶材冷卻之后所需要的不平度。
全文摘要
本發(fā)明的目的是一種用于檢測(cè)帶材制品(2)中潛在不平度缺陷的方法,該帶材制品(2)在拉伸載荷下施加到測(cè)量輥(1)的角形扇段(A)上,測(cè)量輥(1)包括多個(gè)間隔開的檢測(cè)區(qū)(4),每個(gè)檢測(cè)區(qū)都包括一個(gè)在每轉(zhuǎn)一圈時(shí)發(fā)射測(cè)量信號(hào)的傳感器(3),測(cè)量信號(hào)具有一個(gè)在有載狀態(tài)下下的值(i),該值在每轉(zhuǎn)一圈時(shí)與一基準(zhǔn)值比較,以便確定在帶材(2)的每個(gè)縱向區(qū)中表示加到這區(qū)中的拉伸載荷的信息。按照本發(fā)明,由每個(gè)傳感器發(fā)射的信號(hào)在無載狀態(tài)下的兩個(gè)值(i
文檔編號(hào)G01B7/34GK1388354SQ02116830
公開日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2002年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月10日
發(fā)明者T·梅勒德, J-P·富爾 申請(qǐng)人:威艾克萊斯姆公司