DE3707107A1 - Vorrichtung zur simultanen erfassung des dickenquerprofils und der bandbreite beim warmwalzen von flachprofilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mit radioaktivem Strahler und hoch­ empfindlichen Strahlenempfängern arbeitende Vorrichtung zur simultanen Messung des Dickenquerprofils und der Bandkantenlage beim Walzen von Metallbändern.

Bekannt ist aus der DE 34 29 135 A1 eine Vorrichtung zur konti­ nuierlichen Dickemessung beim Walzen von Flachprofilen mit mindestens einem Gammastrahler mit fächerförmiger Strahlenaus­ trittsöffnung und einem mit Ionisationskammern ausgerüsteten Detektorbalken. Strahler und Detektorbalken sind auf einem C-förmigen Meßrahmen angeordnet, der quer zur Walzrichtung ver­ schiebbar gelagert und mit einer oszillierenden Antriebseinrich­ tung verbunden ist.

Bei der beschriebenen Meßvorrichtung legen die Strahler und Kammern in jedem Meßzyklus nur relativ kleine Wege zurück, weil das Band entsprechend der Anzahl der Kammern in viele Meßstrei­ fen aufgeteilt ist. Bei dem sogenannten Scannerverfahren wird eine Strahler-Empfänger-Einheit mit großer Geschwindigkeit zick­ zackförmig über die gesamte Bandbreite bewegt. Hierbei wird das Erfassen der Bandkanten wegen des Bandschwärmens zum besonderen Problem. Dies ist nur lösbar unter Hinzuziehung der externen Information einer Zusatzmeßvorrichtung zur Erfassung der Band­ breite sowie der Bandlage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine störunempfindliche Meßeinrichtung zu schaffen, die es mit geringstem Aufwand er­ möglicht, die Bandkanten und den Profilverlauf schnell und exakt abzutasten.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Anspruches ange­ gebenen Mitteln gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Fig. 1-3 der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die Meßanordnung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Strahlenempfänger,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine zweifache Meßanordnung.

In Fig. 1 ist mit 46 ein Detektorbalken bezeichnet, über dem im Abstand x das Meßgut, z.B. ein Walzband 47 schwebend geführt ist. Die Ebene des Meßgutes 47 wird als Meßgutlage bezeichnet. Die Walzrichtung steht auf der Papierebene senkrecht.

Im Abstand w von mehr als einem Meter über dem Detektorbalken 46 ist ein Strahlerbalken 48 angeordnet, der einen quasi punktförmi­ gen Strahler 49 trägt.

Das austretende Strahlenbündel 50 ist kegel- oder pyramidenförmig ausgeblendet. Unterhalb des Detektorbalkens 46 sind drei Kolli­ matoren 18, 23, 28 dargestellt, deren Länge 1 mit wenigstens 200 mm um ein Vielfaches größer ist als die Breite a des ausge­ blendeten Strahlenbündels. Unterhalb der Kollimatoren sind als Empfänger zylindrische Ionisationskammern 33, 38, 43 angeordnet. Zwischen den Kammern verbleibt noch ein Zwischenraum, damit sie sich nicht gegenseitig beeinflussen. Die Breite a der mit den Kollimatoren ausgeblendeten Meßstreifen ist kleiner als der Kammerdurchmesser b.

Der von der Meßstrahlung erfaßte Bereich des Walzbandes 47 ist in schwarz-weiß markierte Streifen 1-15 unterteilt, deren Breite im Verhältnis des Strahlensatzes kleiner ist als der Ab­ stand a. Die zu den Streifen 1 und 15 gehörenden Kammern 31 und 45 sind mit unterbrochenen Linien angedeutet. Die die Streifen 3, 8 und 13 durchdringenden Strahlen werden nach dem Passieren der Kollimatoren 18, 23, 28 von den in der Zeichenebene liegen­ den Kammern 33, 38, 43 erfaßt.

In Fig. 2 ist die Gesamtanordnung von beispielsweise fünfzehn Ionisationskammern 31-45 sowie der zugehörigen Kollimatoren 16-30 entsprechend dem Schnitt AB in Fig. 1 dargestellt. Die in Walzrichtung verlaufenden Kollimatorblenden sind punktiert gezeichnet. Diese Blenden schließen sich (in Walzrichtung ver­ setzt) lückenlos aneinander an.

Die fünfzehn Kammern sind in fünf Reihen I, II, III, IV, V ange­ ordnet, wobei zur bestmöglichen Entkopplung jeweils benachbarten Meßstreifen 1-15 Kammern zugeordnet sind, die mehr als eine Kammerreihe auseinanderliegen. Beispielsweise gehören die Streifen 2, 3, 4, also die Blenden 17, 18, 19 zu den Kammerreihen I, III, V und die Blenden 20, 21, 22 zu den Reihen II, IV, I. Von einem zum benachbarten Meßstreifen wird also mindestens eine Kammer­ reihe übersprungen.

Bei 15 mm Meßstreifenbreite wird so lückenlos ein 225 mm breiter Streifen des Walzbandes überwacht. Zwischen den Meßwerten der einzelnen Reihen ergibt sich, bezogen auf einen Bandquerschnitt, eine Zeitverschiebung, die von der Bandgeschwindigkeit abhängig ist. Da aber die Integrationszeit etwa 2 Sekunden beträgt und mit Bandgeschwindigkeiten von mehreren Metern pro Sekunde gear­ beitet wird, kann die Längenausdehnung der Meßeinrichtung in Walzrichtung vernachlässigt werden.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung von drei Strahlern 49, 51, 53, deren Strahlenbündel 50, 52, 54 drei Zonen eines Bandes 58 durchstrah­ len, bevor sie auf die drei zugeordneten Empfangseinrichtungen 55, 56, 57 treffen. Es wird also der linke und rechte Rand sowie ein mittlerer Bereich des Bandes 58 überwacht. Aufgrund der ge­ ringen Blendenbreite von beispielsweise a = 15 mm lassen sich die Bandkanten recht genau überwachen. Aus den Meßwerten kann man das Profil und über Grenzwerteinheiten die Bandbreite fortlaufend erfassen.

Als Grenzwerteinheiten können diejenigen äußeren Kammern dienen, die durch das Band nur teilweise abgeschattet sind. In diesen Kammern ändert sich das Meßsignal sehr stark, wenn die Bandkante ihre Position innerhalb des Meßblendenbereiches verlagert. Wenn man nun zusätzlich das Dickensignal einer voll abgedeckten Kammer aus dem linken oder rechten Randbereich hinzuzieht und alle drei Signale einem Rechner zuführt, kann man fortlaufend die Band­ breite bestimmen. Sie ergibt sich aus dem Abstand der im Grenz­ bereich liegenden Kammern und den aus den Kammersignalen gebil­ deten Korrekturwerten.

Die Auswerteschaltung kann so ausgebildet sein, daß sich jeweils gerade diejenigen Kammern zuschalten, die in den Grenzbereich gelangen. Auf diese Weise ist es möglich, auch beim Schwärmen des Bandes oder bei größeren Änderungen in der Breite jeweils den Breitenwert anzuzeigen.

Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht es, beim Walzen die volle Bandfläche zu erfassen und sofort sowohl die Bandbreite als auch das Dickenquerprofil anzuzeigen und zu registrieren.

Der Abstand s der Meßeinrichtungen kann der Sollbreite des Bandes angepaßt werden.

Bei einem sehr breiten Band verbleiben - wie es Fig. 3 zeigt - zwischen den drei Meßzonen Streifen, die nicht durchstrahlt werden. Man mißt also bevorzugt das Dickenquerprofil im linken und rechten Randbereich sowie in der Mittelzone. Aufgrund der Stabilität der verwendeten Walzen ist es aber zulässig, daß die Dickenwerte der Zwischenstreifen aus den benachbarten Meßwerten interpoliert werden.

Claims (4)

1. Mit radioaktivem Strahler und hochempfindlichen Strahlen­ empfängern arbeitende Vorrichtung zur simultanen Messung des Dickenquerprofils und der Bandkantenlage beim Walzen von Metallbändern, dadurch gekennzeichnet, daß über dem einen Randbereich des Walzbandes (47) ein Strahler (49) gelagert ist, daß unter dem Band (47) zylindrische Strahlenempfänger (31-45) in in Walz­ richtung hintereinanderliegenden Reihen (I-V) angeordnet sind, daß aus jeder Kreisfläche des mit seiner Achse auf den Strahler (49) ausgerichteten Empfängers (31-45) nur ein in Walzrichtung verlaufender Mittelstreifen eingeblendet ist und daß jeweils zwei Strahlenempfänger um Meßstreifenbreite gegen­ einander versetzt sind, ohne zwei benachbarten Reihen (I-V) anzugehören.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über den als Empfänger benutzten Ionisationskammern (31-45) Kollimatoren (16-30) angeordnet sind, deren Länge (1) ein Vielfaches der Breite (a) beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gleichartige Meßvorrichtung (53, 54, 57) auch den anderen Randbereich des Walzbandes überwacht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsignale der die Kanten erfassenden, teilweise abgedeckten Kammern und das Dickenmeßsignal einer voll abgedeckten Kammer einer Auswerteeinrichtung zugeführt sind, in der fortlaufend die Bandbreite ermittelt wird.