CN113911806A - 一种带材张力在线实时检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带材张力在线实时检测方法，涉及带材张力检测技术领域。该方法包括：根据带材的运动方向，获取带材在支撑辊的进入侧与水平方向的夹角，将该夹角称为入角；获取带材在支撑辊的离开侧与水平方向的夹角，将该夹角称为出角，出角随着带材在卷绕辊上卷绕成型而实时变化；通过张力传感器获取竖直方向上支撑辊的实时压力；二次仪表根据入角、出角以及实时压力，计算获得带材的实时张力。通过获取随着带材在卷绕辊上卷绕成型而实时变化的出角以及竖直方向上支撑辊的实时压力，然后根据入角、出角以及实时压力，能够在线实时地检测计算出带材张力，保证带材张力检测的准确性，便于后续带材张力控制，从而确保带材的产品质量。

Description

一种带材张力在线实时检测方法
技术领域
本发明涉及带材张力检测技术领域，具体涉及一种带材张力在线实时检测方法。
背景技术
冷轧钢板、纸张等带状材料，在生产过程中需要将其卷绕成圆筒状，因而需要对带材的张力进行检测和控制。张力的检测方法分为直接检测法和间接检测法，直接检测是通过张力传感器测量出实际的张力，间接检测是根据卷绕驱动电机的输出电流，推算出卷绕扭矩，从而得出带材的张力数据。
相比之下，使用张力传感器直接测量的带材张力更为准确。然而，常规的直接检测法没有考虑带材卷径变化对测量结果的影响，因此，需要提出一种基于直接检测法的能够准确测量带材张力的测量方法。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种带材张力在线实时检测方法，以解决带材张力的实时精确测量问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种带材张力在线实时检测方法，应用于带材张力在线实时检测***，该***包括支撑辊、卷绕辊、带材、张力传感器和二次仪表，张力传感器安装在支撑辊的下方，带材由支撑辊撑起并由卷绕辊卷绕成型，卷绕辊和支撑辊的空间位置固定，并且带材外公切或者内公切支撑辊和卷绕辊，二次仪表用于获取张力传感器的实时感测数据以及用于计算带材的实时张力，该方法包括：
根据带材的运动方向，获取带材在支撑辊的进入侧与水平方向的夹角，将该夹角称为入角；
获取带材在支撑辊的离开侧与水平方向的夹角，将该夹角称为出角，出角随着带材在卷绕辊上卷绕成型而实时变化；
通过张力传感器获取竖直方向上支撑辊的实时压力；
二次仪表根据入角、出角以及实时压力，计算获得带材的实时张力。
可选地，带材外公切支撑辊和卷绕辊。
可选地，假定卷绕辊的圆心与支撑辊的圆心的两圆心连线的方向与水平方向的夹角为D，卷绕辊的圆心与支撑辊的圆心之间沿水平方向的距离为L，沿竖直方向的距离为H，则
Figure BDA0003287375360000021
假定支撑辊的半径是r，带材在卷绕辊上卷绕成型的卷径是R，带材与支撑辊和卷绕辊的外公切线与两圆心连线的夹角为C，则
Figure BDA0003287375360000022
其中d是卷绕辊的圆心与支撑辊的圆心之间的直线距离，并且
Figure BDA0003287375360000023
假定出角为B，则B通过如下式计算获得：B＝D-C。
可选地，卷径R是变量，卷径R随着带材在卷绕辊上卷绕成型而实时变化，通过设置在卷绕辊处的尺寸感测装置来感测卷径R的实时数值，并且将实时数值通信传送至二次仪表，以用于计算出角的实时值。
可选地，卷径R在初始卷径与预设的最大卷径之间变化。
可选地，假定张力传感器获取竖直方向上支撑辊的实时压力为F，带材的实时张力是T，入角为A，则F＝FR+T·[sin(A)+sin(B)]，其中FR是预先获取的支撑辊的重量，入角为预先设定的固定值，T通过如下式计算获得：
Figure BDA0003287375360000031
本发明的有益效果包括：
本发明提供的检测方法应用于带材张力在线实时检测***，该***包括支撑辊、卷绕辊、带材、张力传感器和二次仪表，张力传感器安装在支撑辊的下方，带材由支撑辊撑起并由卷绕辊卷绕成型，卷绕辊和支撑辊的空间位置固定，并且带材外公切或者内公切支撑辊和卷绕辊，二次仪表用于获取张力传感器的实时感测数据以及用于计算带材的实时张力，该方法包括：根据带材的运动方向，获取带材在支撑辊的进入侧与水平方向的夹角，将该夹角称为入角；获取带材在支撑辊的离开侧与水平方向的夹角，将该夹角称为出角，出角随着带材在卷绕辊上卷绕成型而实时变化；通过张力传感器获取竖直方向上支撑辊的实时压力；二次仪表根据入角、出角以及实时压力，计算获得带材的实时张力。通过获取随着带材在卷绕辊上卷绕成型而实时变化的出角以及竖直方向上支撑辊的实时压力，然后根据入角、出角以及实时压力，能够在线实时的检测计算出带材张力，保证带材张力检测的确性，便于后续带材张力控制，从而确保带材的产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例提供的带材张力在线实时检测***的结构示意图；
图2示出了本发明实施例提供的带材张力在线实时检测方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
冷轧钢板、纸张等带状材料，在生产过程中需要将其卷绕成圆筒状，因而需要对带材的张力进行检测和控制。张力的检测方法分为直接检测法和间接检测法，相比之下，使用张力传感器直接测量的带材张力更为准确。本发明提供一种基于直接检测法的带材张力在线实时检测方法。
张力传感器安装在支撑辊的下方，带材由支撑辊撑起，带材外切支撑辊，其切向角度称为包角。根据带材的运动方向，其进入侧与水平辅助线的夹角称为入角A，离开侧与水平辅助线的夹角称为出角B。张力传感器获得的力值包括支撑辊的重力和带材张力在垂直方向上的分力，因此，在支撑辊重量、入角和出角已知的情况下，可以测算出带材的张力。根据生产现场的情况，当带材的入角和出角是固定值时，利用张力传感器可以得出带材的张力。但是，当卷绕辊与支撑辊的位置固定，而带材的卷径变化时，带材出角就是一个变量，为得到正确的带材张力，需要根据带材出角数值实时的计算出带材张力。
图1示出了本发明实施例提供的带材张力在线实时检测***的结构示意图；图2示出了本发明实施例提供的带材张力在线实时检测方法的流程示意图。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的带材张力在线实时检测方法，应用于带材张力在线实时检测***，该***包括支撑辊、卷绕辊、带材、张力传感器和二次仪表，张力传感器安装在支撑辊的下方，带材由支撑辊撑起并由卷绕辊卷绕成型，卷绕辊和支撑辊的空间位置固定，并且带材外公切或者内公切支撑辊和卷绕辊，二次仪表用于获取张力传感器的实时感测数据以及用于计算带材的实时张力，该方法包括：根据带材的运动方向，获取带材在支撑辊的进入侧与水平方向的夹角，将该夹角称为入角；获取带材在支撑辊的离开侧与水平方向的夹角，将该夹角称为出角，出角随着带材在卷绕辊上卷绕成型而实时变化；通过张力传感器获取竖直方向上支撑辊的实时压力；二次仪表根据入角、出角以及实时压力，计算获得带材的实时张力。
尽管图1示出了带材外公切支撑辊和卷绕辊的情况，应当理解，本方法同样适用于带材内公切支撑辊和卷绕辊的情况。
具体地，张力传感器安装在支撑辊的下方，带材由支撑辊撑起，并由后面的卷绕辊卷绕成型。带材的卷绕厚度使带材出角B实时的改变，支撑辊和卷绕辊的空间位置固定，根据生产现场带材的卷径R，可以计算得出带材出角B。张力传感器获得的力值包括支撑辊的重力和带材张力在垂直方向上的分力，根据支撑辊重量、入角A和出角B的数值，可以由二次仪表测算出带材的张力。
综上所述，通过获取随着带材在卷绕辊上卷绕成型而实时变化的出角以及竖直方向上支撑辊的实时压力，然后根据入角、出角以及实时压力，根据入角、出角以及实时压力，能够在线实时的检测计算出带材张力，保证带材张力检测的确性，便于后续带材张力控制，从而确保带材的产品质量。
可选地，带材外公切支撑辊和卷绕辊。可选地，张力传感器下方设置有用于支撑张力传感器的基座。
可选地，假定卷绕辊的圆心与支撑辊的圆心的两圆心连线的方向与水平方向的夹角为D，卷绕辊的圆心与支撑辊的圆心之间沿水平方向的距离为L，沿竖直方向的距离为H，则
Figure BDA0003287375360000061
假定支撑辊的半径是r，带材在卷绕辊上卷绕成型的卷径是R，带材与支撑辊和卷绕辊的外公切线与两圆心连线的夹角为C，则
Figure BDA0003287375360000062
其中d是卷绕辊的圆心与支撑辊的圆心之间的直线距离，并且
Figure BDA0003287375360000063
假定出角为B，则B通过如下式计算获得：B＝D-C。
可选地，卷径R是变量，卷径R随着带材在卷绕辊上卷绕成型而实时变化，通过设置在卷绕辊处的尺寸感测装置来感测卷径R的实时数值，并且将实时数值通信传送至二次仪表，以用于计算出角的实时值。
可选地，卷径R在初始卷径与预设的最大卷径之间变化。
可选地，假定张力传感器获取竖直方向上支撑辊的实时压力为F，带材的实时张力是T，入角为A，则F＝FR+T·[sin(A)+sin(B)]，其中FR是预先获取的支撑辊的重量，入角为预先设定的固定值，T通过如下式计算获得：
Figure BDA0003287375360000071
在带材张力计算的实际操作中，在初始化时，可以直接输入预先获取的支撑辊重量FR和半径r、支撑辊与卷绕辊水平距离L和垂直距离H、入角A。卷径R可以通过通信网络输入到二次仪表，结合获取的传感器垂直力F，可以在线实时计算出带材的张力T。二次仪表输出的张力信号，是生产现场的在线实时张力数据，确保了后续带材张力控制的连续性和准确性。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种带材张力在线实时检测方法，其特征在于，应用于带材张力在线实时检测***，所述***包括支撑辊、卷绕辊、带材、张力传感器和二次仪表，所述张力传感器安装在所述支撑辊的下方，所述带材由所述支撑辊撑起并由所述卷绕辊卷绕成型，所述卷绕辊和所述支撑辊的空间位置固定，并且所述带材外公切或者内公切所述支撑辊和所述卷绕辊，所述二次仪表用于获取所述张力传感器的实时感测数据以及用于计算所述带材的实时张力，所述方法包括：
根据所述带材的运动方向，获取所述带材在所述支撑辊的进入侧与水平方向的夹角，将该夹角称为入角；
获取所述带材在所述支撑辊的离开侧与水平方向的夹角，将该夹角称为出角，所述出角随着所述带材在所述卷绕辊上卷绕成型而实时变化；
通过所述张力传感器获取竖直方向上所述支撑辊的实时压力；
所述二次仪表根据所述入角、所述出角以及所述实时压力，计算获得所述带材的实时张力。
2.根据权利要求1所述的带材张力在线实时检测方法，其特征在于，所述带材外公切所述支撑辊和所述卷绕辊。
3.根据权利要求2所述的带材张力在线实时检测方法，其特征在于，假定所述卷绕辊的圆心与所述支撑辊的圆心的两圆心连线的方向与水平方向的夹角为D，所述卷绕辊的圆心与所述支撑辊的圆心之间沿水平方向的距离为L，沿竖直方向的距离为H，则
Figure FDA0003287375350000011
假定所述支撑辊的半径是r，所述带材在所述卷绕辊上卷绕成型的卷径是R，所述带材与所述支撑辊和所述卷绕辊的外公切线与所述两圆心连线的夹角为C，则
Figure FDA0003287375350000021
其中d是所述卷绕辊的圆心与所述支撑辊的圆心之间的直线距离，并且
Figure FDA0003287375350000022
假定所述出角为B，则B通过如下式计算获得：B＝D-C。
4.根据权利要求3所述的带材张力在线实时检测方法，其特征在于，卷径R是变量，卷径R随着所述带材在所述卷绕辊上卷绕成型而实时变化，通过设置在所述卷绕辊处的尺寸感测装置来感测卷径R的实时数值，并且将所述实时数值通信传送至所述二次仪表，以用于计算所述出角的实时值。
5.根据权利要求4所述的带材张力在线实时检测方法，其特征在于，卷径R在初始卷径与预设的最大卷径之间变化。
6.根据权利要求5所述的带材张力在线实时检测方法，其特征在于，假定所述张力传感器获取竖直方向上所述支撑辊的实时压力为F，所述带材的实时张力是T，所述入角为A，则F＝FR+T·[sin(A)+sin(B)]，其中FR是预先获取的所述支撑辊的重量，所述入角为预先设定的固定值，T通过如下式计算获得：
Figure FDA0003287375350000023
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR810001346B1 (ko) * 1974-07-05 1981-10-15 가다오까 히로시 권취장력 제어방법
JPH06323842A (ja) * 1993-05-11 1994-11-25 Shimpo Ind Co Ltd 巻径等の演算装置
CN101190447A (zh) * 2007-11-26 2008-06-04 中国重型机械研究院 在线张力检测机构
CN201186296Y (zh) * 2008-03-27 2009-01-28 武汉钢铁(集团)公司 一种三辊式带材表面张力测量装置
CN103406367A (zh) * 2013-08-16 2013-11-27 中冶南方（武汉）自动化有限公司 一种提高冷轧机直接张力控制精度的方法
CN104495472A (zh) * 2014-12-16 2015-04-08 常州市第八纺织机械有限公司 机外大卷装收卷控制***
CN206936021U (zh) * 2017-06-07 2018-01-30 西安艾蒙希科技有限公司 一种金属带材张力检测装置
CN110606399A (zh) * 2019-03-19 2019-12-24 蚌埠学院 宽幅面张力传感器和张力检测方法
CN112052610A (zh) * 2020-08-24 2020-12-08 燕山大学 一种整辊式板形检测辊张力与包角设定的计算方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR810001346B1 (ko) * 1974-07-05 1981-10-15 가다오까 히로시 권취장력 제어방법
JPH06323842A (ja) * 1993-05-11 1994-11-25 Shimpo Ind Co Ltd 巻径等の演算装置
CN101190447A (zh) * 2007-11-26 2008-06-04 中国重型机械研究院 在线张力检测机构
CN201186296Y (zh) * 2008-03-27 2009-01-28 武汉钢铁(集团)公司 一种三辊式带材表面张力测量装置
CN103406367A (zh) * 2013-08-16 2013-11-27 中冶南方（武汉）自动化有限公司 一种提高冷轧机直接张力控制精度的方法
CN104495472A (zh) * 2014-12-16 2015-04-08 常州市第八纺织机械有限公司 机外大卷装收卷控制***
CN206936021U (zh) * 2017-06-07 2018-01-30 西安艾蒙希科技有限公司 一种金属带材张力检测装置
CN110606399A (zh) * 2019-03-19 2019-12-24 蚌埠学院 宽幅面张力传感器和张力检测方法
CN112052610A (zh) * 2020-08-24 2020-12-08 燕山大学 一种整辊式板形检测辊张力与包角设定的计算方法

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