Измеритель наружного диаметра труб ТАИР-1-4М

Измеритель наружного диаметра труб ТАИР-1-4М предназначен для автоматического бесконтактного измерения наружного диаметра горячих труб с подсветкой на трубопрокатных агрегатах металлургических заводов в составе АСУТП, постов контроля или самостоятельно, оснащен оптической приемной частью с автоматизированным управлением, телевизионной камерой и обработкой полученной информации при помощи ПЭВМ. Результатом измерения является отклонение диаметра труб от предварительно установленного номинального значения, а также абсолютное значение диаметра.

Функциональные возможности

Измеритель может также использоваться для контроля размеров сечения сортового проката на среднесортных и крупносортных станах.

В измерителе выполняются обработка видеосигнала, управление оптико-механическим блоком, вывод результатов измерений на табло. В связи со сложностью обработки информации, необходимостью хранения большого количества данных, а также автоматизацией процесса подготовки измерителя к работе и калибровки, в измерителе применяется ПЭВМ в промышленном исполнении.

Измеритель горячих труб выполняет следующие функции:

• автоматическую перестройку ОМБ на новый номинальный диаметр трубы;
• автоматический ввод в компьютер видеосигнала;
• автоматическое измерение положения кромок трубы и текущего диаметра;
• расчет среднего, макс. и минимального значений диаметра на длине трубы;
• построение графика отклонения диаметра от установленного номинала;
• хранение в памяти компьютера результатов измерений;
• выдачу информации о результатах измерений по номеру трубы.

Конструкция

Измеритель ТАИР-1-4М конструктивно состоит из оптико-механического блока ОМБ, устройств подсветки УПВ (расположены в цеху за раскатным станом по разные стороны от проката), шкафа управления ШУ и блока компьютерного (ПЭВМ в промышленном исполнении) с LCD-монитором (расположены в помещении АСУТП).

Рис. 1. Схема электрическая общая измерителя

В измерителе ТАИР-1-4М применен телевизионный дифференциальный способ измерения поперечных размеров проката, заключающийся в том, что на матрицу ПЗС проецируют грани проката.

Рис. 2. Схема образования изображения в модернизированном измерителе ТАИР-1-4М,где:

а - вид спереди; б - вид сверху; в – изображение на матрице ПЗС

Изображение граней проката образуется двухканальной оптической системой оптико-механического блока ОМБ, с помощью которого производится также предварительная установка номинального значения контролируемого размера Dном путем перемещения отражателей (рисунок 2, а). Изображение вначале образуется в плоскости матового стекла, установленного там, где в ранних модификациях измерителя ТАИР находился фотокатод диссектора, а затем объективом ARSAT H это изображение проектируется на матрицу ПЗС с диагональю 1/3 дюйма. Результатом измерения является отклонение фактического размера проката от установленного номинала Dном.

Оптико-механический блок (ОМБ) предназначен для создания в плоскости матового стекла изображения краевых зон измеряемого проката, а также установки оптических осей оптических каналов ОМБ в соответствии с номинальным размером проката и его положением относительно ОМБ. Конструктивно представляет собой комплекс оптических, механических и электрических узлов и агрегатов, помещенных в специальный брызгозащищенный, пыленепроницаемый и охлаждаемый контейнер. Оптические и механические узлы блока, предназначенные для получения изображения краевых зон измеряемого проката, расположены в корпусе оптического блока. На корпусе оптического блока устанавливается телевизионная камера. Оптический блок (ОБ) вместе с телекамерой установлен в специальных направляющих в контейнере ОМБ и состоит из двух идентичных оптических каналов, каждый из которых проецирует изображение одной кромки проката на плоскость матричного преобразователя телекамеры. Изображения кромок проката создаются объективами, в фокальной плоскости которых находится плоскость проката, в также объективами и объективом ARSAT H, в фокальной плоскости которых находится матричный преобразователь. Для обеспечения необходимого расположения изображения кромок проката на матричном преобразователе телекамеры и уменьшения габаритов оптического блока применена система зеркал и призма. При переходе на новый размер проката производится установка оптических осей каналов оптического блока в соответствии с номинальным размером измеряемого проката, которая осуществляется перемещением отражателей вместе с объективами и клиньями вдоль оси ходового винта. При этом масштаб изображения и фокусировка не изменяются, так как между объективами обеспечивается параллельный ход лучей.

Контейнер ОМБ представляет собой литой корпус с крышкой каркасной конструкции, установленной на шарнирах и фиксирующейся в открытом положении. В передней стенке контейнера имеются окна, защищенные специальными стеклами, через которые отражатели визируются на объект измерения. Для защиты узлов и агрегатов ОМБ от температурного излучения горячего проката передняя стенка контейнера выполнена в виде радиатора, представляющего собой систему полостей, через которые пропускается вода из водопроводной сети, очищенная от взвешенных частиц.

Внутри корпуса ОМБ установлены: ртутный контактный датчик сигнализации перегрева; розетки для подключения осветителя и паяльника; уровень для горизонтальной установки контейнера.

Снаружи корпуса ОМБ установлены: штепсельные разъемы для подключения кабелей, соединяющих ОМБ со шкафом управления; телевизионное гнездо, закрывающееся заглушкой; уровень для вертикальной установки контейнера; зажим заземления. Кроме того, на передней стенке ОМБ имеются специальные гнезда, в которые могут быть установлены отвесы для определения положения блока относительно устройств подсветки, использующихся при измерении проката.

В состав оптико-механического блока ОМБ также входят преобразователь МП9-1 для возможности преобразования углового положения ходового винта в пределах 0…360° в код Грея, десятиканальный блок усилителей для передачи в компьютер сигнала от МП 9-1 через протяженную кабельную трассу, камера телевизионная для преобразования световой энергии оптического изображения в видеосигнал, датчики центровки и номинала для проверки точности настройки установленных для измеряемой трубы центровки и номинала и передачи сигналов напряжения на управляющую измерителем ТАИР-1-4М ПЭВМ, где производится сравнение с заданным значением номинала или центровки, в результате чего возможна автоматическая или ручная подстройка уставок номинала и центровки.

Шкаф управления ШУ выполнен в виде электромонтажного металлического ящика размером 600х400х200 мм настенного исполнения и предназначен для осуществления управления двигателями центровки и номинала блока ОМБ от ПЭВМ и вручную, сбора информации о состоянии различных узлов ОМБ, а также сопряжения ОМБ с управляющей ПЭВМ и АСУТП цеха, кроме того, со шкафа управления ШУ подается питающее напряжение на ОМБ.

Устройство подсветки УПВ с вертикальным расположением источников света предназначено для вертикальной установки и имеет поворотную заднюю крышку и поворотную кассету с лампами. В качестве источника света в устройстве подсветки используются люминесцентные лампы белого свечения типа ЛБ-40, имеющие относительно большую инерционность свечения люминофора. Расположение ламп и применение пускорегулирующих устройств типа L203 для питания люминесцентных ламп обеспечивает минимально возможную величину пульсаций светового потока. Использование матового стекла повышает равномерность распределения светового потока по всей светящейся поверхности.

Устройство ввода образца предназначено для ввода контрольного или рабочего образца на позицию измерения с целью проверки правильности показаний измерителя и последующей его калибровки или поверки. Для проверки правильности показаний калибровки и поверки измерителя образцы устанавливаются на рычаге устройства ввода образца так, чтобы при введенном положении на позиции измерения их нижняя кромка находилась на уровне нижней кромки трубы, лежащей на роликах рольганга. Такая установка обеспечивает идентичность установки образцов и трубы на позиции измерения независимо от их диаметра.

Управляющая ПЭВМ предназначена для сбора, обработки и вывода на оконечные устройства (монитор, информационное табло) информации об измеряемых параметрах трубы; для передачи сигналов управления электродвигателями номинала и центровки, а также для связи с АСУТП цеха. Конструктивно управляющая ПЭВМ представляет собой персональный компьютер под управлением ОС Widows XP в корпусе IPC-510MB в промышленном исполнении

Комплект поставки

• оптико-механический блок ОМБ Т69.13.000-02;
• комплект устройств подсветки УПВ Т72.00.000;
• шкаф управления ШУ Т69.12.000-02;
• блок компьютерный (ПЭВМ в промышленном исполнении) Т69.14.000-02;
• монитор LCD 18,5";
• источник бесперебойного питания 650VA;
• видеоконтрольное устройство ВКУ "SATRO" 5";
• специальное программное обеспечение;
• паспорт;
• руководство по экслуатации.