20#无缝钢管高速冷轧机芯棒监测装置和方法
本发明属于测量技术领域。
本发明提出一种20#无缝钢管高速冷轧机芯棒监测装置。在轧制过程中， 当芯棒的轴向位移超出预定范围时，该装置会以声、光形式报警，并指出 位移方向，发出开关信号。
在轧制过程中，引起芯棒发生轴向位移的原因主要有以下两个：一是 由于在轧制过程中，尤其是当进给量大、轧制速度高时，锥形芯棒可能因 负载过大或本身材质缺陷发生局部破碎，此后芯棒碎片将随成品管一起朝 前运动，而芯棒的剩余部分(即芯棒杆)亦将偏离预先设计的传动方向;二是 由于支座紧固不良而使芯棒在工作过程中发生向后的退缩。无论芯棒因何 原因发生过量的轴向位移，都必须及时停机，否则轻则产生废品，重则可能导 致整个轧机的损坏。
为了防止由于芯棒轴向位移而引起的损坏和危险，人们研究和设计了 各种监测芯棒位置的方法和装置。曾有一种以检测轧辊负荷为基本量间接 监测芯棒状态的方法。因为轧辊负荷超常增加实际上可能是芯棒发生轴向 位移的结果，所以这种方法终因灵敏度太差而被放弃。
德国专利DE1023441提出了一种较为灵敏的方法，即采用固定在成品 管外的放射性同位素作信号源，而在成品管内的芯棒顶部安装一个铅制园 柱。当芯棒因破碎发生过量轴向位移时，铅柱将阻断放射性同位素发生的 伽玛射线，从而触发“芯棒断裂”信号。这种方法终因放射性污染和其它 技术原因而被德国政府禁用。
德国专利DE2367037.7提出了一种安全可靠的方法：即在芯棒顶端安 装磁铁，在成品管外用谐振电路的线圈检测其磁场。当芯棒团破碎而向前运 动时，线圈将产生一个感应电压，并据此发生“芯棒破碎”信号。
德国专利DE 2548379在前述专利的基础上提出了一种更为灵敏的方 法：即在成品管理内部的芯棒顶端或在一根装于芯棒顶端的接长杆的端部 装一块磁铁，在成品管外用一组半导体霍尔元件检测其磁场的轴向分布，并 通过电子电路积分寻求该磁场的最大强度的位置所在。当芯棒因某种原因 发生移动时，积分曲线的最大值的位置将发生变化，据此发出相应的开关 信号。这种方法要采用较多的半导体霍尔元件，为了克服这种元件特性漂 移的影响，不得不采用复杂的机械结构和电子电路。