книги / Ультразвуковой контроль и регулирование технологических процессов

не выкатываемой фольги h = /*з будет выдерживаться на выходе Атпостоянная амплитуда F сигнала 18, равная V при h=h3m. При отклонении h от h3выход­ ной сигнал Атсоставляет величину:

Данный сигнал через предварительный усилитель ПУ поступает в СБ, уп­ равляемый поступающими через ГСС импульсами 19 временной селекции. Он имеет задержку тз= 0,9та(то — время распространения УЗ от Я к 77) и дли­ тельность, на 20 % превышающую длительность /. импульса возбуждения И. Селектированный импульс 20 синусоидальных колебаний, имеющий ампли­ туду Vh= KVa (Ку— коэффициент передачи ПУ и СБ), поступает в пиковый детектор ПД, формирующий униполярные сигналы 21 с амплитудой Vh, со­ гласно (8.11) обратно пропорциональной толщине h фольги.

Из поступивших сигналов 21 запоминающее устройство ЗУ1 (управляемое подаваемыми из ГСС короткими импульсами сброса 22) циклично через каж­ дые 10 мс формирует П-образные импульсы электрического напряжения с амплитудой Vhи длительностью 9,5 мс, которые в ДУ сравниваются по ампли­ туде с напряжением Fh3, задатчика толщины ЗТ. Из ДУ выходной сигнал 23 с амплитудой 7£дДV= (Vb - Vh), где — коэффициент усиленияДУ, посту­ пает в биполярное пороговое устройство БПУ, на которое подается также от задатчика толщины сигнал Vmзоны нечувствительности САРТ.

При толщине полосы h = h2сигнал 23 и сигнал 24 на выходе БПУотсутству­ ют, а скорость прокатки v остается равной заданной v, определяемой управля­ ющим напряжением от задатчика скорости ЗС. При отклонении толщины h фольги от заданной h3напряжение K^àVh выходит за пределы зоны нечув­ ствительности (377), определяемой сигналом Vh3, и на выходе БПУ формирует­ ся сигнал 24 (для регулирования скорости прокатки), совпадающий по знаку с разностью толщин h - Б

Введение ЗН необходимо для исключения влияния на работу САРТ пульса­ ций УЗ-давления р , вызванных микротурбулентностями воздуха при высо­ кой скорости прокатки, и изменением р при допустимо малых отклонениях h от номинала Б В противном случае возникает нестабильность работы САРТ из-за «рыскания» регулирования толщины. Величина Vm устанавливается из условия, чтобы биполярные (±) пороги нечувствительности в БПУ соответ­ ствовали ±20 % поля допуска на толщину по ТУ на продукцию.

В БУ формируется произведение амплитуды поступившего из БПУ сигнала 24 и поданного с выхода PC через делитель Д сигнала 25, пропорционального скорости v прокатки. Это необходимо для того, чтобы при различных значе­ ниях заданной V3и текущей и скоростей прокатки одним и тем же отклонени­ ям толщины соответствовали одинаковые выходные напряжения 26 интегри­

рующего устройства ИУ, вход которого соединен с выходом БПУ. Технологи­ ческие отклонения толщины h от \ имеют колебательный характер с высоко­ частотной составляющей малой величины, превышающей зону нечувствитель­ ности. Устранение их влияния на стабильность САРТ обеспечивает интегри­ рование в ИУ поступившего из БПУ сигнала. Проинтегрированный сигнал 26 через запоминающее устройство ЗУ2 с амплитудой AVv/i, пропорциональной произведению отклонения толщины h от h3и скорости прокатки v поступает в PC.

Последний формирует напряжение воздействия Vy9 управляющее электро­ двигателем ЭДК. При положительном значении AVvh(когда h > h3) число обо­ ротов ЭДКвозрастает, увеличивая скорость v прокатки и соответственно, умень­ шая величину h до тех пор, пока h не войдет в зону нечувствительности вокруг значения номинала К При отрицательном AVvh(для h <h) обороты ЭДКумень­ шаются, снижая скорость прокатки с увеличением толщины h до номинала К Быстродействие регулирования толщины определяется периодом следования сигналов устройства ЗУ1 и экспериментально выбираемой постоянной интег­ рирования в ИУ. Регулированием этих параметров (в частности уменьшением периода следования сигналов в ЗУ1 и постоянной интегрирования) быстро­ действие может быть доведено до 0,01-0,02 с. Экспериментальные данные по зависимости напряжения V приемника (на частоте 180 кГц при базе 100 мм) относительно напряжения 1^(0) и коэффициента ослабления уэк= К р(0)/Кпр от толщины h алюминиевой полосы в рабочем диапазоне 0-100 мкм приведены в нижней части табл. 9.7. Расхождения эксперимента и расчета у не превышают инструментальной ошибки замеров напряжения V и толщины h. Проведен­ ные исследования работы УЗ-САРТ прокатываемой Al-фольги показали высо­ кое ее быстродействие и качество регулирования толщины, экологическую безопасность для персонала и возможность успешного применения на прокат­ ных станах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Соколов С.Я. Устройство для испытания материалов. А.с. 23246. МКИ G01N 29/04, 1928.

2.Белевитин В.А., Гуревич СМ., Бражникова Е.В., Тарелкин А.К. От идеи приме­ нения ультразвука в дефектоскопии к созданию и внедрению контроля и регулирова­ ния технологических процессов - творческий путь выдающегося ученого Н.И. Браж­ никова // Контроль. Диагностика. 2004. №11. С.65-66.

3.Белевитин В.А., Бражникова Е.В., Павлинская Е.Н., Тарелкин А.К. Люди науки:

к75-летию крупного ученого Н.И. Бражникова // ИФЖ. 2005. Т.78. №1. С.194-195.

4.Бражников Н.И. Акустическая лабораторная установка для прецизионного изме­ рения скорости ультразвука и коэффициента затухания в жидкостях и твердых телах.

— М.: ЦИТЭИН, 1961.

5.Биргер Г.И., Бражников Н.И. Ультразвуковые расходомеры. — М.: Металлургия, 1964.

6.Бражников Н.И. Ультразвуковые методы. — М.: Энергия, 1965.

7.Бражников Н.И. Ультразвуковая фазометрия. — М.: Энергия, 1968.

8.Крылович В.И Ультразвуковые частотно-фазовые методы исследования и неразру­ шающего контроля / Под ред. А.Г. Шашкова. — Минск: Наука и техника, 1985.

9.Woloshin I. Ultrasonic flowmeters by H.I. Birger and N.I. Brazhnikov // Ultrasonics. 1965. №4. P. 115.

10.Бражников Н.И Амплитудно-фазовые соотношения в акустических полях ульт­ развуковых измерительных систем // ИФЖ. 1969. Т. 19. №1. С. 129-132.

11.Бражников Н.И. Ультразвуковой расходомер агрессивных жидкостей и пульп. Часть 2 // Отчет НИР 22-11-2. — М.: СКБ ЦМА, 1958.

12.Бражников Н.И. Способ ввода волны в расходомере с жидкостным звукопроводом. А. с. 151053. БИ №20, 1962

13.Alexandrov А.М., Brazhnikov N.I., Kopiev V.I., Polyansky A.A., Rokhlin V.B.

Appareochio ultrasoniko per la misurazione dello spessore di oggetti con pareti suttili. Ital. Pat. 904394, 1970.

14.Бражников А.И., Белевитин В.А., Волъхин А.И, Бражников Ф.И., Иванов ЕЛ., Лавлинская Е.Н. О контроле скорости потока жидкости посредством высокочастот­ ных импульсов по методу Н.И. Бражникова // Наука и технологии. Избр. тр. Российс­ кой школы «К 70-летию Г.П. Вяткина». — М.: РАН. 2005. С. 551-555.

15.Бражников Н.И. Ультразвуковой расходомер. А.с. 206846. БИ №1, 1967.

16.Каневский И И Ультразвуковые методы контроля состава и свойств вещества Н.И. Бражникова // Акустический журнал. 1969. Т.15. №2. С.316-317.

17.Бражников Н.И, Оганесов А.С. Способ контроля скорости потока. А. с. 284462. БИ №32, 1970.

18.Бражников НИ, Иванов А.А., Оганесов А.С. Способ ультразвукового контроля скорости потока. А. с. 301179. БИ № 14, 1971.

19.Бражников Н.И, Вавилов О.С., Оганесов А.С. Ультразвуковой частотно-импуль­ сный метод бесконтактного контроля скорости потока жидкости // Точное измерение расходов и количеств веществ. Тр. метролог, ин-тов. — М.: 1970. Вып. 122 (182). С. 141-145.

57. Brazhnikov N.L, Khavsky N.N., Kravchenko VR Method of measuring properties of a fluid in a container and device for realizing same. Japan. Pat. 57-40464, Int. Cl. GOIB 17/ 00, 1976.

58. Берлинкур Д.у КерранД.tЖаффе Г. Пьезоэлектрические и пьезомагнитные мате­ риалы // Физическая акустика. Под ред. У. Мэзона. Т.1. Часть А / Пер. с англ. — М.: Мир, 1966. С. 204-326.

59.Камп Л'. Подводная акустика / Пер. с англ. — М.: Мир. 1972.

60.Бражников Н.И., Бражников А.И. Излучение и структура поля коротковолново­ го акустического измерительного преобразователя // Измерительная техника. 2005.

№3. С. 48-52.

61.Бражников Н.И. Расчет осевого распределения ультразвукового давления в поле дефектоскопа поковок // Сталь. 2001. № 5. С. 62-64.

62.Скучик Е. Основы акустики. Т.2 / Пер. с нем. — М.: Мир, 1976.

63.Бражников А.И. О трех концепциях распределения давления в поле акустическо­ го излучателя систем контроля газожидкосных потоков // ИФЖ. 2004. Т.77.№2. С. 40-

64.Бражников Н.И., Матвеев А.С, Соболева И.Е. Устройство для контроля тепло­ физических параметров газообразных сред. А.с. 600434. БИ №14, 1978.

65.Бражников А.И., Бражников Н.И. Давления излучения на акустическом цилинд­ ре в промежуточной и дальней зонах ультразвукового поля // ИФЖ. Т. 77. №2. С. 40-

66.Рэлей Дж.У. Теория звука. Т.2 / Пер. с англ. — М.: ИИЛ, 1958.

67.Ржевкин С.Н. Курс лекций по теории звука. — М.: МГУ, 1960

68.StenzelH. Leitfaden zur berechnung von Schallvorgangen. Berlin.: Julius-SpringerVerlag, 1939.

69.Born H. Zur frage der asorption messungen in Ultraschallgebiet. // Zs. f. Phys. 1943. V.120. S. 383-386.

70.Химунин A.C. Коротковолновое приближение для дифракционных поправок к ре­ зультатам ультразвуковых измерений / Вопросы методики и техники ультразвуковой спектроскопии. — Каунас: 1973. С. 5-6.

71.Мак-Скимин Г. Измерение механических характеристик жидкостей и твердых тел // Физическая акустика. Под ред. У, Мэзона. Т.1. Часть А / Пер. с англ. — М.: Мир, 1966. С. 327-397.

72.Бражников Н.И, Исследование преломления и отражения акустической волны на границе твердых сред в приборах автоматического контроля параметров жидких про­ дуктов // Тр. ВНИКИ ЦМА. — М.: 1978. Вып. 1 (13). С. 88-101.

73.Бражников Н.И. Эхо-импедансный метод контроля уровня / Автоматизация гор­ но-обогатительных и металлургических процессов // Тр. ВНИКИ ЦМА. — М.: 1979. Вып. 1 (13). С. 51-58.

74.Бражников Н.И. Методы измерения скорости ультразвука в жидких и твердых средах // Автоматический контроль и методы электрических измерений. Новосибирск: 1967. Т.2. С. 288-299.

75.Ляммев Л.М. Способ измерения скорости звука в непрозрачных твердых, жидких

игазообразных средах, А.с. №116843. БИ №6, 1959.

76.Mayer. W.G. Determination of ultrasonic velocities by measurement of angles of total reflection // Joum. Acoust. Soc. Amer. 1960. V. 32. №10. P. 1213.

77.Bar R. Eine Methode zur Bestimmung der elastischen Konstanten isotroper Festkmper mit Hilfe von Ultraschallwellen // Helv. phys. Acta. 1940. Bd. 13. S. 61.

78.BaroneA. Metodo optico per la misura della velocita della onde ultrasonore longitudinali e traversale nei solidi // Ric. Sci. 1951. V. 21. P. 513.

79.Бражников Н.И. Измерение концентрации гидрометалпур-гических растворов по скорости ультразвука // Отчет НИР 500-11-2. — М.: СКВ ЦМА. 1958.

80.Pierce G.W. Piezo-Electric Oscilliators Applied to the precision measurement of Sound in Air and Carbon Dioxide at High Frequencies // Proc. Amer. Acad. Boston. 1925. V. 60. P.

81.HubbardJ.C., LoomisA.L. Asonic interferometer formeasuring compressoinal velicities in liquids //Nature. 1927. V. 120. P. 189.

82Hubbard J.C., Loomis A.L. Compressibilities of liquids by the sonic interferometer // Phys. Rev., 1928. V. 2. №31. P. 158.

83.Прозоров П. Сжимаемость водных растворов сильных электролитов // ЖФХ. 1940.

Т.14. С. 384-391.

84.Прозоров П. Сжимаемость водных растворов кислот и органических жидкостей / /ЖФХ. 1940. Т. 14. С. 391-400

85.Marks G.W. Variation of acoustic velocity with temperature in aqueons solutions of certain inorganic sulfates // Joum. Acoust. Soc. Amer. 1959. V. 50. №5. P. 936.

86.Runquist E.M., Marks G. W Ultrasonic high pressure interferometer. Pat. USA №2833142, 1958.

87.Wehr E Interferometer ultradzwiekowy do pomiarow fizykochemicznych w ciezach // Pomiary, automat. Kontrola. 1958. V. 4. №5-6. p. 308.

88.ИлгунасВ., Кубшионене О., Япертас А. Прецизионный интерферометр для изме­ рения скорости ультразвука в жидкостях в диапазоне 1-12 МГц // Акустический жур­ нал. 1964. Т. 10. №1. С.54.

89.Fry W.J. Low loss crystal systems // Joum. Acoust. Soc. Amer. 1949. V. 21. P. 29.

90.Greenspan M.f Thompson M.C.J. An eleven megacycle interferometer for low pressure gage // Joum. Acoust. Soc. Amer. 1953. V. 25. P.92.

91.Пукас И., Сукацкас В. Об измерении поглощения ультразвука по полуширине ре­ зонансного пика интерферометра// Вопросы методики и техники ультразвуковой спек­ троскопии. Каунас. 1973. С.95 - 98.

92.Hubbard J.C., Zartmann I.E Fixad path acoustic interferometer for the study of matter

//Rev. Sci. Instr. 1939. V. 10. P. 382.

93.Rao K.S., Rao B.R. Study oftemperature variation ofultrasonic velocities in some organic liquids by modified fixed-path interferometer method // Joum. Acoust. Soc. Amer. 1959. V.31. №4. P. 439.

94.Кундротас К., Сукацкас В., Яронис Э. Цифровые интерфе-рометры переменной

частоты для измерения скорости ульразвука // Вопросы методики и техники ультра­ звуковой спектроскопии. Каунас, 1973. С. 61-62.

95. Borgnis ЕЕ. On the theory of the fixed path acoustic interferometer // Joum. Acoust. Soc. Amer. 1952. V.24. P. 19.

115.Белевитин В.А,, Бражникова Е.В., Иванов Е.Л., Тарелкин А.К., Латинская Е.Н. Ультразвуковой бесконтактный контроль поверхностной плотности фольги спо­ собом Н.И.Бражникова // Заводская лаборатория. 2005. Т.71. №10. С. 35-37.

116.Jacob W. Die Bestimmung der Schallgeschwindigkeit and Schmelzpunktleichschmelzbarer Metalle von Wasser and Eis. Dissertation. Gnttingen. 1939.

117.Pellam J.R., Galt J.K. Ultrasonic absorption and velocity measurements in liquids by means of pulse techniques // Bull. Amer. Phys. Soc. 1946. V.21. P.21.

118.Galt J.K. Sound absorption and velocity in liquefied argon, oxygen, nitrogen and hydrogen // Mass. Inst. Technol., Rep. №46, 1947.

119.Pellam J.R., Squere C.E Ultrasonic absorption and velocity measuremenys in liquid helium // Phys. Rev. 1947. V. 71. P. 477.

120.Galt J.K. Mechanical properties of alkalihalide crystals (NaCl, KBr, KC1) // Mass. Inst. Technol. Techn. Rep. 1947. №45. P.24.

121.Frederick J.R. Ultrasonic measurement of the elastie properties of polycrystalline materials at high and low temperatures // Joum. Acoust. Soc. Amer., 1948. V. 20. P.586.

122.NolleA. W. Measurement ofultrasonic bilk-wave propagation in high polymers // Joum. Acoust. Soc. Amer. 1948. V.20. P.587.

123.Nolle A.W., Mowry S.C. Measurement of ultrasonic bulk-wave propagation in high polymers // Joum. Acoust. Soc. Amer. 1948. V.20. P.432.

124.Overton W.C. Ultrasonic measurements in metallic Berylium at low temperatures // Joum. Chem. Phys. 1950. V.48. P. 113.

125.Hughes D.S., Blankenship E.B., Mims R.L..Variation of elastic moduli and wave

velocity with pressure and temperature in plastics // Joum. Appl. Phys. 1950. V. 1950. V.21. P.294.

126.Бабиков О.И. Импульсные ультразвуковые методы исследований физико-хими­ ческих процессов. Диссертация. — Л.: ЛЭТИ. 1953.

127.Бражников Н.И. Внедрение прибора для дефектоскопии прессутяжины в латун­ ных и бронзовых прутках // Отчет НИР 9-11. — М.: СКВ ЦМА. 1957.

128.Защук И.В. Электроника и акустические методы испытания строительных мате­ риалов. — М.: Высшая школа. 1968.

129.Smith М.С., Lawson A. W. The velocity of sound in water as a function of temperature and pressure // Joum. Chem. Phys. 1954. V22. №3. P.351.

130.Вороное Ф.Ф., Верещагин Л.Ф. Аппаратура высокого давления для ультразвуко­ вых исследований до 10 кат. // Приборы и техника эксперимента. 1960. №6. С. 104 —

131.Воронов Ф.Ф., Верещагин Л.Ф. Муравьев В.И. Импульсная установка для изме­ рения скорости распространения ультразвуковых волн // Приборы и техника экспери­ мента. 1958. №3. С. 81-85.

132.Parthasarathy S., Pancholy М. Studies in ultrasonic propagation in mixtures of ethyl alcohol and water // Ztschr. angew. Phys. 1958. Bd. 10. №10. S. 452.

133.Полоцкий И.Г.у Таборов В.Ф., Ходов З.Л. Установка для измерения скорости уль­ тразвука в жидких металлах // Акустический журнал. 1959. Т.5. №2. С. 202-204.

134.Ходов З.П. Скорость ультразвука в расплавах двойных металлических систем эв­ тектического типа и их упругие свойства // Физика металлов и металловедение. 1960. Т.10. №6. С. 772-774.

135.Астраханкин В,А., Назаров Н.Н., Герченко Г.В. К вопросу об измерении скоро­ сти распространения ультразвука в нефтях Поволжья // Применение ультраакустики к исследованию веществ. М.: МОПИ. 1961. Вып. 14. С. 77-80.

136.Ноздрев В.Ф., Яковлев В.Ф., Кошкин Н,И., Горбунов М.А. Развитие идей про­ фессора Соколова по импульсной технике в лаборатории МОПИ // Тр. семинара по физике и применению ультразвука, посвященного памяти проф. С.Я.Соколова. Л.: ЛЭТИ. 1958. С. 135-138.

137.Бражников Н.И., Заводов В.С., Ноздрев В.Ф. Способ ультразвукового контроля параметров твердых сред. А.с. 285395. БИ №33, 1970.

138.Бражников Н.И., Рогожников В.И. Аппаратура для одновременного измерения параметров продольных и поперечных волн в твердых материалах / Тез. докл. VII Всес. акуст. конф. — Л.: 1971. С.41.

139.Бражников Н.И. Способ формирования коротких пусковых импульсов. А.с. 242525. Приор. 6.03.1967. БИ №15, 1969.

140.Биргер Г.И., Бражников Н.И., Сиваков М.А. Устройство для измерения времен­ ных интервалов приема ультразвуковых импульсов. А.с. 242526. БИ №15, 1969.

141.Бражников Н.И., Иванов В.И., Ржевский В.В., Ямщиков В.С., Полянский А.А., Рохлин В.Б. Ультразвуковой импульсный локатор. А.с. 267389. БИ №12, 1970.

142.Balaian R.D., Brazhnikov N.I., Polyansky A.A., Rochlin V.B., Jamschikow V.S.

Ultraschalleinrichtung fiiz Dickenmessungen an Dunnwandigen Pruflingen. Deutch. Pat. 2021095. Int. Cl. G01N 29/00. 1971.

143.BrazhnikovN.I., Ivanov W.W., Kanewsky I.N., MartynovA.G., TarelkinA.K. Sposob I urzadzenie do pomiaru natezenia przeplywu spodowiska plynnego. Polsky Pat. 73329. Int. Cl. G01N 29/00, 1979.

144.Бражников Н.И., Иванов В.И., Ямщиков B.C. Ультразвуковой импульсный ло­ катор. А.с. 269110. БИ №15. 1970.

145.Мэзон У.П. Ультразвуковые линии задержки с многократными отражениями // Физическая акустика. Т.1, часть А. — М.: Мир. 1966. С. 566-585.

146.Бражников Н.И. Устройство для измерения скорости ультразвука. А.с. 204038. БИ №21. 1967.

147.Williams J., Lamb J. On the measurement of ultrasonic velocity in solids // Joum. Acoust. Soc. Amer. 1958. V.30. №4. P.308.

148.БражниковН.И., Марголин B.C. Ультразвуковые характеристики материалов звукопроводов / Контрольно-измерительные ультразвуковые приборы. — М.: ЦИНТИЭП. 1960. С. 38-45.

149.Голубь ИД., Перепечко И.И. Установка для измерения скорости ультразвука в твердых телах в интервале температур 2.1-290 К // Вопросы методики и техники уль­ тразвуковой спектроскопии. Каунас. 1973. С. 49-50.

150.Бралсников Н И ., Карбачинский В.М., Копьев В.Я., Ямщиков В.С. Импульсно­ фазовый метод непосредственного отсчета скорости ультразвука в жидкостях // Аннот. докл. 14 научно-техн. и научно-метод. конф. — Таганрог: ТРТИ, 1968. С. 57.

151.Бражников Н.И., Копьев В.Я., Ямщиков В.С., Карбачинский В.М. Импульсно­ фазовый метод отсчета скорости звука в жидкостях / Прикладная акустика. — Таган­ рог: 1970. ТРТИ. Вып. 21. С. 165-172.