DE2640155A1 - Verfahren sowie einrichtung zur messung der dicke eines sich bewegenden, aus metall bestehenden messobjektes, insbesondere einer folie oder eines bleches - Google Patents

Description

• Verfahren sowie Einrichtung zur Messung der Dicke eines sich bewegenden,
• aus Metall bestehenden Meßobjektes' insbesondere einer Folie oder eines Bleches Die Erfindung betrifft eine nach dem Induktions- bzw. Magnetfluß-Prinzip arbeitende Meßvorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Dicke eines sich bewegenden Meßobjektes, z.B. einer Folie oder eines Bleches, rit einer eine Temperatur sesgenden Element zur Erzeugung eines Kompensationssignales.
• Derartige, berührungslos arbeitende Dickenießvorrichtungen haben gegenüber anderen bekannten Vorrichtungen den großen Vorteil einer einfachen Handhabung und geringer Herstellungskosten. Ein wesentlicher Nachteil dieser Meßvorrichtungen besteht allerdings darin, daß das Meßergebnis durch die Teiperaturanderungen des Meßobjektes (Folie oder Blech) beeinflußt ist, da diese Teiperaturanderungen den Widerstand des Materials des Meßobjektes verändern.
• Es wurde bereits vorgeschlagen, die Temperatur des Meßobjektes bzw. der Folie durch beruhrungslos arbeitende elektrische Mittel zu messen und das so erhaltene elektrische Signal der eigentlichen Meßeinrichtung in der Weise zuzuführen, daß der Enfluß der Temperaturönderungen auf das Meßergebnis kompensiert wird.
• Die bedeutenste Anwendung der eingangs erwahnten Meßvorrichtung ist jedoch die Messung der Dicke von Aluiiniumfolien während der Herstellung bzw. während des Walzvorganges. Da jedoch Aluminium eine sehr geringe Elissionsfahigkeit (Emissivity) aufweist und diese Emissionsfahigkeit außerdem in weiten Grenzen it der Oberflöchenbeschaffenheit sowie mit der Dicke und Qualität des Ölfilmes sich ändert, der stets während des Walzvorganges auf der Oberfläche vorhanden ist, können derartige Strahlungstemperatur-Meßeinrichtungen nicht verwendet werden.
• FUr die kontaktlose Temperaturmessung muß daher auf ein TerperaturmeßfUhler zuruckgegriffen werden, z.B. auf einen Thermistor oder ein Platin-Widerstand-Thermometer, welcher die Folientemperatur mißt in der Nähe der Oberflache dieser Folie. Da die Strahlung nur einen geringen Beitrag fUr diese Temperaturmessung liefert, mißt der Temperaturfuhler im wesentlichen die Temperatur der Luft, und zwar an dem Punkt wo dieser FUhler montiert ist. Um nun den Temperaturfuhler vor Beschädigungen durct die sich sehr schnell bewegende Folie zu bewahren,die z.B. zufällig oder aber durch eine sorglose Handhabung des Bedienungspersonals reißen kann, zu schützen, kann das temperaturmessende Element nicht in unmittelbarer Nähe an der Folie angeordnet werden und Muß vielmehr innerhalb einer Schutzkammer vorgesehen werden, die normalerweise innerhalb des Meßkopfs angeordnet ist oder aber gesondert an diesem Meßkopf vorgesehen ist. Die warme Luft steigt zwar langsam an der Oberfläche der Folie durch Konvektion auf, @@@ diese Luft jedoch den Temperaturfuhler erreicht, hat sie sich längst mit kälterer Umgebungsluft vermischt und wird darüber hinaus außerdem noch durch die Wände des Schutzgehäuiss abgekuhlt. Der Meßkopf selbst wärmt sich langsam auf und sein Kuhleffekt auf das die Temperatur messende Element ist aus diesem Grunde gering. Das langsame Aufwärmen des Meßkopfes setzt sich auch dann noch fort, wenn die Folie bereits ihre endgultige, nahezu konstante Walztemperatur erreicht hat, wodurch eine geringfugige Verschiebung der Temperaturkompensation eintritt.
• Aus diesem Grunde ist die Teiperaturkompensation durch die oben beschrie benen Mittel ungenau und einer stetigen Änderung unterworfen.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, bei der eine genauere Temperaturkompensaiion möglich ist und bei der die Temperaturkompensation keiner Verschiebung bzw. Änderung unterworfen ist.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Meßvorrichtung der eingangs geschilderten Art erfindungsgemaß so ausgebildet, daß das Element in einer schutzenden Kammer in der Ndhe der Oberfläche des Meßobjektes angeordnet ist, daß die Kammer eine auf das Meßobjekt gerichtete Öffnung aufweist, daß Mittel vorgesehen sind, um Luft von der Oberfläche des Meßobjektes durch die Kammer anzusaugen, wodurch das Element die Lufttemperatur mißt, die in engen Grenzen der Temperatur des Meßobjektes folgt, daß das von dem Element ggf. unter Verwendung eines Wandlers erzeugte, von der Temperatur des Meßobjektes abhängige elektrische Signal dem elektrischen Schaltkreis der Meßvorrichtung zugeführt wird, um Einflüsse von Tempern turanderungen des Meßobjektes auf das Meßergebnis zu kompensieren. Die schnell fließende Luft hat eie Reihe beachtliche Vorteile. Zunächst ein mal erfaßt das die Temperatur messende Element die Temperatur der schnell fließenden Luft wesentlich schneller als die Temperatur einer stehenden bzw. nur langsam sich bewegenden Luftstramung. Der Kuhleffekt an den Wänden des Gehäuses bzw. der Kammer wird vernachlässigbar klein, das die Luft in der Nahe des temperaturmessenden Instrumentes kontinuierlich und schnell durch schnell fließende heiße Luft ersetzt wird. Die Aerodyna mik des Luftstromes ist so gewählt, daß der Luftstrom paralel zu der Oberfläche des Meßobjektes bzw. der Folie auf die Öffnung der Kammer hin gerichtet ist, so daß die Luftströmung die Folientemperatur annimmt und nur ein geringer Teil kohle Umgebungsluft in die Kammer gelangt.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht somit darin,den Anteil kühler Umgebungsluft, die in die Kammer eintritt, zu reduzieren. Entsprechend der Erfindung kan-n ein Element, welches eine im wesentlichen ebene Ober flache aufweist, in der Nahe der Folie bzw. des Meßobjektes montiert werden, wobei die ebene Oberflache parallel zur Oberflache des Meßobjekts verlauft. Dieses Element bildet vorzugsweise einen Teil des Meßkopfes, wobei die Kammer mit dem TemperaturfUhler in dem Element vorgesehen ist und wobei der Abstand der Uffnung der Kammer von der Kante der erwähnten Ebene größer ist als die Öffnung der Kammer. Wenn nun Luft mit genügen der Geschwindigkeit in die Kammer eingesaugt wird bildet sich im Spalt zwischen der Folie und der Ebene ein Luftstrom mit solcher Airodynamik aus, daß lediglich die dUnne Luftschicht in der Nahe der Folie bzw. des MeßobjeLtes, die sehr schnell die Temperatur des Meßobjektes annimmt, in die Kammer eintritt, wobei der Zutritt von kühler Umgebungsluft vermieden wird.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das die Temperatur messende Element bzw. der Temperaturfuhler oberhalb oder aber auch unterhalb des Meßobjektes bzw. der Folie montiert werden kann, wahrend bei der bisherigen Technik nur eine Anordnung des Temperaturfuhlers oberhalb des Meßobjektes möglich war.
• Es kann beispielsweise auch der Fall sein, daß das von dem Meßfühler erhaltene Signal nicht genau der Gesetzmaßigkeit folgt, die fur eine exakte Temperaturkompensation notwendig ist. Um hier eine gewisse Korrekt tur zu schaffen, kann ein Funktionsgenerator zusätzlich vorgesehen werden.
• Die Erfindung wird im folgenden im Zusammenhang mit den Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, Es zeigen: Fig. 1 eine Ausfuhrungsform des Meßkopfes; Fig. 2 einen strom-dicken Meßfühler mit automatischer Temperaturkompensa1 tion.
• In Figur 1 sind 1 eine zu messende Folie, 2 und 3 zwei Teile eines Meßkopfes, 4 und 5 Abdeckungen aus isolierendem Material, 6 und 7 Primär-bzw. Sekunddrspule, 8 ein Element zum Messen einer Temperatur, z.B. ein Widerstandsthermometer, ein Thermistor oder ein Thermoelement, 9 eine Ausnehmung in der Abdeckung 4, 10 Luftleitungen, 11 eine Luftpumpe und 12 elektrische Verbindungsleitungen an das Element zum Messen der Temperasur.
• In Figur 2 sind 13 ein Oszillator, 1 die zu meseende Folie, 6 bzw. 7 Primär~ bzw. Sunkundärspulen, 14 ein Verstärker mit einstellbarem Verstörkungsgrad; 15 ein Gleichrichter, 16 ein Vervielfacher, 17 ein Wandler der einen Funktionsgenerator enthalten kann, 8 ein Element zum Messen der Temperatur, 18 eine Vergleichsschaltung, 19 eine Bezugsspannung und 20 ein Anzeigegerät.
• Während des Betriebes pumpt die Pumpe 11 Luft von der Oberflache der Folie 1 in die Kaiser bzw. Ausnehmung 9. Die Luft fließt dann Uber die Leitungen 10 und die Pumpe 11 in die Atmosphare. Das Element 8 zum Messer der Temperatur erfaßt sofort die Temperatur der schnell fließenden Luftströmung, wobei diese Temperatur in sehr engen Grenzen der Foliontempora tur folgt bzw. entspricht. Verbindungsleitungen 12 verbinden das Element 8 mit einem Umformer 17. Das Signal am Ausgang des Umformers 17 ist eine Funktion der Folientemperatur. Die Spannung, die in der Spule 7 induziert wird ist eine Funktion der Foliendicke, hangt jedoch gleichzeitig auch von der Elientemporotur ab. Diese Spannung wird im Verstarker 14 verstärkt, anschließend durch den Gleichrichter 15 gleichgerichtet und dem Vervielfacher bzw. Multiplikator 16 zugefUhrt, wodurch der Einfluß von Variationen bzw. Änderungen der Folientemperatur auf das MeB ergebnis kompensiert wird. Das Ausgangssignal des Multiplikators 16 wird einer Vergleichsschaltung 18 zugefUhrt, die gleichzeitig auch mit einer Bezugsspannung beaufschlagt ist. Wenn das Ausgangssignal des Multiplikators 16 der Vergleichsspannung entspricht zeigt das NullinstruL ment 20 den Wert Null an. Die Verstdrkung des n seinem Verstörkungsgrad variablen Verstarkers 14 ist so eingestellt, daß das Nullinstrument 20 immer dann den Wert Null anzeigt, wenn die Folie die erforderliche Nenn-Dicke aufweist.
• Die Erfindung kann bei jeder Einrichtung zur Dickenmessung angewandt werden, die nach dem Induktions- bzw. Magnet-Fluß-System arbeitet.

Claims (3)

1. Patentanspruche 1. Nach dem Induktions- bzw. Magnetfluß-Prinzip arbeitende Meßvorrichtug zur kontinuierlichen Messung der Dicke eines sich bewegenden, aus Metall bestehenden Meßobjektes, z.B. einer Folie oder eines Bleches, mit einem die Temperatur cbs Meßobjektes messenden Element zur Erzeugung eines Kompensationssignals, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (8) in einer schützenden Kammer (9) in der Nähe der Oberflache des Meßobjektes (1) angeordnet ist, daß die Kammer (9) eine auf das Meßobjekt (1) gerichtete öffnung aufweist, daß Mittel (10, 11') vorgesehen sind, um Luft von der Oberfläche des Meßobjektes (1) durch die Kammer (9) anzusaugen, wodurch das Element (8) die Lufttemperatur mißt, die in engen Grenzen der Temperatur des Meßobjektes folgt, daß! das von dem Element ggf. unter Verwendung eines Wandlers erzeugte, von der Temperatur des Meßobjektes abhängige elektrische Signal dem elektrischen Schaltkreis der Meßvorrichtung zugefUhrt wird, um Einflüsse von Temperaturdnderungen des Meßobjektes auf das Meßergebnis 1 zu kompensieren.
2. 2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Element (2),1 welches eine im wesentlichen ebene Oberfläche aufweist, die in die Nahe des Meßobjektes (1) gebracht werden kann, wobei das Element die Öffnung zur Kammer (9) aufweist.
3. 3. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geringste Abstand zwischen der Kante der Öffnung und der Kante des Elementes (2) größer ist als der Durchmesser der öffnung.