DE3140714A1

DE3140714A1 - Vorrichtung zur dickenmessung von flachprofilen

Info

Publication number: DE3140714A1
Application number: DE19813140714
Authority: DE
Inventors: Paul Ing.(Grad.) Flormann; Bernhard Ing.(grad.) 5628 Heiligenhaus Mengelkamp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-10-14
Filing date: 1981-10-14
Publication date: 1983-04-28

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen der im Gattungsbegriff
genannten Art.
Bei der Dickenmessung mit Isotopen ist es bekannt, Strahler und Empfänger entweder fest einzubauen oder auf einen verfahrbaren Meßbügel zu setzen. Im letzteren Fall kann der Querschnitt des Meßgutes, z.B. Papier, Folie, Blech, zickzackförmig abgetastet werden.
Weiterhin werden sogenannte Traversiergerüste eingesetzt, auf denen ein Strahler und ein dazugehöriger Empfänger mit Hilfe von parallelen Gewindespindeln, Zahnriemen oder Kettenzügen und Servomotoren hin- und herbewegt werden. Bei diesem Meßverfahren kann man zwar theoretisch jeden Punkt oder jede kleine Flächeneinheit des Meßgutes ansteuern, jedoch ist die Überwachung in der Praxis sehr lückenhaft, weil die Traversiergeschwindigkeit begrenzt ist und die Ablaufgeschwindigkeit des Meßgutes durch den Produktionsprozeß vorgegeben ist. Selbst wenn als Empfänger Ionisationskammern mit einem Fensterdurchmesser von einigen cm benutzt werden und eine maximale Traversiergeschwindigkeit eingestellt wird, können infolge der hohen Meßgutgeschwindigkeiten nur wenige Prozent der Bahnoberfläche überwacht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne großen mechanischen Aufwand eine äußerst zuverlässige Flachprofilmeßeinrichtung zu schaffen, die die gesamte Meßgutfläche erfassen kann.
Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Mitteln gelöst.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Fig. 1 - 6 der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Meßeinrichtung mit zwei Strahlern und einer Vielzahl von Empfängern, Fig. 2 einen um 900 dazu versetzten Schnitt, Fig. 3 den Vertikalschnitt einer abgewandelten Meßeinrichtung mit verfahrbarem Detektorbalken, Fig. 4 die Draufsicht auf einen Detektorbalken, Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Meßeinrichtung mit mehreren Detektorbalken, Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 In Fig. 1 sind mit 1 und 2 punktförmige Strahler bezeichnet, die von Schwermetallabschirmungen 3 und 4 umgeben sind. Die Meßstrahlung wird mittels Aussparungen 3a und 4a fächerförmig ausgeblendet, so daß Strahlerbündel mit dem Winkel 7C austreten. Die Strahler 1 und 2 sind etwa 1,5 - 2 m oberhalb der Meßgutebene angeordnet. Das Meßgut in Form eines Flachprofils 5 liegt auf einem Rollgang 6 und bewegt sich senkrecht zu Zeichenebene. Zwischen zwei Rollen des Rollganges 6 ist ein Detektorbalken 7 angeordnet, der sich über die ganze Breite des Flachprofils 5 erstreckt. Der Balken 7 weist eine Vielzahl von zylindrischen Kollimatoröffnungen 8 und 9 auf, die mit ihrer Achse genau auf die Strahler 1 und 2 ausgerichtet sind. Unterhalb dieser Kollimatoröffnungen sind zylindrische Ionisationskammern 10, 11 befestigt, die über abgeschirmte Kabel I - XIII mit nicht dargestellten Kammerstromverstärkern verbunden sind.
Fig. 2 zeigt die Anordnung im Schnitt entlang der Linie AB in Fig. 1.
Der Austrittswinkel ß der Strahlung ist hier so klein gewählt, wie es der Abstand der Rollen 6 zuläßt. Es soll also durch Gestaltung der Abschirmung möglichst nur so viel Strahlung in den Raum emittiert werden, wie zu einer optimalen Beaufschlagung des Meßgutes und der Empfänger erforderlich ist.Der Detektorbalken 7 ist an seiner Oberseite abgeschrägt. Die Kollimatoröffnungen 9 sind durch ein Blech 7a abgedeckt. Dadurch wird die Ablagerung von Zunder im Strahlengang verhindert. Das vorzugsweise aus Edelstahl bestehende Blech 7a kann zusätzlich durch Beaufschlagung mit Preßluft freigehalten werden.
Die Ionisationskammern 10, 11 sind über die zugehörigen Kammerstromverstärker mit einer Anzeige-, Registrier- und Auswertestation verbunden, die in der Steuerwarte der Walzenstraße aufgestellt ist.
Fig. 3 zeigt schematisch einen Strahler 12, ein Meßobjekt 13 und einen Detektorbalken 14 mit sechs Ionisationskammern 15. Der Detektorbalken 14 ist im Bereich des Winkels g verschwenkbar angeordnet, wobei die ideelle Schwenkachse mit dem Ort des Strahlers 12 zusammenfällt. Die linke Endlage des Balkens 14 ist mit strichpunktierten Linien angedeutet.
Fig. 4 zeigt die Draufsicht auf den Detektorbalken 14. Man erkennt, daß die Ionisationskammern 15 in zwei Reihen seitlich versetzt angeordnet sind, wobei der Reihenabstand etwa dem Kammerdurchmesser entspricht. Die relativ dicke Schicht strahlenabsorbierenden Materials zwischen den einzelnen Kammern verhindert eine wechselseitige Beeinflussung der Meßwerte und verringert den Fehler bei Änderung der Meßgutlage.
Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf drei Detektorbalken 16, 17, 18 mit ionisationskammern 19, 20, 21, die über den Querschnitt eines sehr breiten Bleches 22 verteilt sind. Die Walzgutmitte ist strichpunktiert angedeutet. Die vordere und die hintere Bandhälfte und die dazugehörigen Ionisationskammern werden von je einem Strahler 23, 24 beaufschlagt. Durch die Pfeile 25, 26 wird angedeutet, daß die Detektorbalken 16, 18 verschwenkbar angeordnet sind.
In Fig. 6 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 1 dargestellt.
In dem Detektorbalken 7 ist die Ionisationskammer 10 von unten her eingesetzt. Die Kammer kann zur Optimierung der Kollimatorwirkung in verschiedenen Höhen arretiert werden. Der Durchmesser der Kollimatorbohrung 8 ist um einige mm kleiner gewählt als die zylindrische Aussparung 27 für die Ionisationskammer. Die Länge des Kollimators 8 ist etwa doppelt so groß wie sein Durchmesser. Das gleiche gilt für die Proportionen der Ionisationskammern 10.
Die Vielzahl von Ionisationskammern pro Strahler macht es erforderlich, den Abstand der Strahler vom Meßgut um den Faktor 10 - 20 größer zu wählen als die Länge der Ionisationskammern. Als Faustregel kann gelten, daß der Abstand Strahler - Walzgut etwa der Breite des Walzgutes entspricht.
Da die Strahlen der einzelnen Ionisationskammern mit unterschiedlichen Winkeln auf das Blech auftreffen und bei gleicher Blechstärke verschieden stark abgeschwächt werden, wird der Meßwert jeder Ionisationskammer entsprechend dem ortsabhängigen Einfallswinkel korrigiert.
Die beschriebene Anordnung ist dazu geeignet, außer einer kontinuierlichen Dickenmessung auch eine Bandkantenregelung durchzuführen.
Dazu ist es lediglich erforderlich, die Detektorbalken 16, 18 so weit nach innen zu schwenken, daß die Bandkanten in den Fensterbereich der äußeren Ionisationskammern gelangen. Die Ausgangsströme dieser Kammern werden dann einem Regler zugeführt.
Die Vielzahl von Detektoren bei der neuartigen Meßeinrichtung gestattet es, die Strahler gegenüber den bekannten Verfahren um ein Mehrfaches besser auszunutzen und vom Meßgut ein kontinuierliches Dickenprofil mit einer der Kammeranzahl entsprechenden digitalen Auflösung zu gewinnen.

Claims

Paul Flormann Haselweg 11 5628 Heiligenhaus Bernhard Mengelkamp Moselstr. 129 5628 Heiliyenhaus Vorrichtung zur Dickenmessung von Flachprofilen S Vorrichtung zur kontinuierlichen Dickenmessung beim Walzen von Flachprofilen mit mindestens einem Gammastrahler auf der einen und einer Empfangseinrichtung auf der anderen Seite des Walzgutes, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Strahler (1) mit fächerförmiger Strahlenaustrittsöffnung in größerer Höhe über dem Meßgut (5) angeordnet ist, daß unterhalb des Meßgutes (5) ein quer zur Walzrichtung liegender Detektorbalken (7) angeordnet ist und daß in diesen Detektorbalken (7) eine Vielzahl von auf den Strahler (1) ausgerichteten Ionisationskammern (10) eingebaut sind.
2. Vorrichtunq zur kontinuierlichen Dickenmessung nach Anspruch 1, dadurch gkennzeichnet, daß der Detektorbalken (7) aus Str.ihlel)-absorbierendem Material besteht und langgestreckte Kollimatoren (8) aufweist.
3. Vorrichtung zur kontinuierlichen Dickenmessung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Ionisationskammern (10) zwecks Erhöhung der Anzahl der Meßpunkte einen kleinen Durchmesser und eine das Mehrfache des Durchmessers betragende Länge aufweisen.
4. Vorrichtung zur kontinuierlichen Dickenmessung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Einfallswinkel der Strahlen abhängigen Meßfehler in der Anzeige kompensiert sind.
5. Vorrichtung zur kontinuierlichen Dickenmessung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleiche Strahler (1, 2) mit aneinander anschließendem Strahlenfächer vorgesehen sind.
6. Vorrichtung zur kontinuierlichen Dickenmessung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsignale der äußeren Ionisationskammern zur Bandkantenabtastung und -regelung eingesetzt sind.
7. Vorrichtung zur kontinuierlichen Dickenmessung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand Strahler - Walzgut mindestens das Zehnfache der Ionisationskammerlänge beträgt.
8. Vorrichtung zur kontinuierlichen Dickenmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß links und rechts von der Walzgutmitte je ein Detektorbalken (16, 18) vorgesehen ist und daß jeder dieser Detektorbalken bis zur Bandmitte auf einer Kreisbahn verschwenkbar gelagert ist, deren Mittelpunkt der Strahler ist.
9. Vorrichtung zur kontinuierlichen Dickenmessung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Detektorbalken (17) über der Bandmitte fest montiert ist.
10. Vorrichtung zur kontinuierlichen Dickenmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionisationskammern (15) in zwei Reihen versetzt in dem Detektorbalken angeordnet sind, wobei der Reihenabstand etwa c&em Kammerdurchmesser entspricht.