УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТИ ЭЛЕКТРОННОЙ ПУШКИ И СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТИ ЭЛЕКТРОННОЙ ПУШКИ Российский патент 2016 года по МПК G01R31/00 G01R33/32 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для обнаружения неисправности электронной пушки и способу обнаружения неисправности электронной пушки.

Уровень техники

Листы электротехнической стали являются стальными листами, имеющими прекрасные магнитные свойства с высокой магнитной проницаемостью и маленькими потерями в сердечнике. Например, листы текстурированной электротехнической стали часто используются в сердечниках трансформаторов. Переменные токи, протекающие через электрическую обмотку вокруг сердечника трансформатора, генерируют переменное магнитное поле внутри сердечника. В целом, если переменное магнитное поле прикладывается к стальному листу, в нем генерируются потери, связанные с вихревым током и гистерезисом. К листам электротехнической стали предъявляются требования, чтобы у них были уменьшенные потери, связанные с вихревым током и гистерезисом.

Возникновение потерь из-за вихревого тока при воздействии переменного магнитного поля на стальной лист являются неизбежными, и чем более высокая частота, тем более высокими будут потери, связанные с вихревым током. Однако ширина магнитного домена стального листа является одним из факторов, влияющих на эти потери, связанные с вихревым током, и чем более узкой является эта ширина, тем в большей степени могут быть уменьшены потери, связанные с вихревым током. Таким образом, известно, что магнитные свойства стального листа и форма магнитного домена очень глубоко связаны между собой.

Соответственно, во время процесса изготовления листов текстурированной электротехнической стали, для того чтобы уменьшить потери из-за вихревого тока, выполняется измельчение магнитных доменов (процесс измельчения магнитных доменов). Магнитный домен листа текстурированной электротехнической стали вытянут в направлении прокатывания, и за счет добавления напряжения или образования канавки в направлении, пересекающем этот магнитный домен, магнитный домен может измельчаться (например, см. патентную литературу 1). Способ создания температурной деформации с помощью облучения, например, лазерным и электронным пучками, или подобный способ в направлении, пересекающем магнитный домен, известен как способ добавления деформации. Известна технология, которая предназначена для наблюдения за структурой магнитного домена, чтобы контролировать, был ли надлежащим образом выполнен процесс измельчения магнитных доменов (см. патентную литературу 2).

Список ссылок на источники литературы

Патентная литература

Патентная литература 1: Выложенная японская патентная заявка №2012-052230

Патентная литература 2: Выложенная японская патентная заявка №2007-101519.

Сущность изобретения

Техническая проблема

Однако в процессе измельчения магнитных доменов благодаря такому фактору, как изнашивание нити накала электронной пушки, которая генерирует электронный пучок, процесс измельчения магнитных доменов может быть не выполнен, как предписано. Кроме того, с помощью традиционных технологий контроля структура магнитного домена стального листа, подвергаемого процессу измельчения магнитных доменов, не может детектироваться непосредственно после процесса измельчения магнитных доменов, и стальной лист необходимо отдельно испытывать с проведением контроля вне производственной линии. Например, в технологии контроля, описанной в патентной литературе 2, для перемещения магнитного порошка через раствор и формирования изображения, отражающего структуру магнитных доменов, необходимо время.

Поэтому даже если в процессе измельчения магнитных доменов возникает проблема, выход продукции уменьшается вследствие того, что несоответствующая нормам продукция непрерывно производилась, поскольку длительный период требуется для того, чтобы найти решение проблемы.

Настоящее изобретение выполнено с учетом вышеуказанного, и его задачей является создание устройства обнаружения неисправности электронной пушки и способа обнаружения неисправности электронной пушки, который способен обнаруживать неисправность электронных пушек путем контроля в контрольных точках, количество которых меньше, чем количество установленных электронных пушек устройства для измельчения магнитных доменов.

Решение проблемы

Для решения вышеописанной проблемы и для достижения поставленной задачи устройство, обнаруживающее неисправность электронной пушки, в соответствии с настоящим изобретением обнаруживает неисправность электронных пушек устройства для измельчения магнитных доменов для листа электротехнической стали, при этом устройство для измельчения магнитных доменов включает в себя, по меньшей мере, первую электронную пушку и вторую электронную пушку, кроме того, оно включает в себя: магнитооптический элемент, сконфигурированный таким образом, чтобы контактировать с областью контроля и отделяться от нее, установленной таким образом, чтобы включать себя границу между областью нарушения непрерывности магнитных доменов, генерируемой при облучении поверхности листа электротехнической стали электронным пучком первой электронной пушки, и областью нарушения непрерывности магнитных доменов, генерируемой при облучении поверхности стального листа электронным пучком второй электронной пушки, а также сконфигурированный таким образом, чтобы обнаруживать структуру магнитных доменов стального листа в области контроля, как оптическое свойство; источник света, сконфигурированный таким образом, чтобы облучать магнитооптический элемент линейно поляризованным светом; и детектор, сконфигурированный таким образом, чтобы обнаруживать поляризованный свет, вращаемый структурой магнитных доменов стального листа, передаваемой к магнитооптическому элементу.

Для решения вышеописанной проблемы и для достижения поставленной задачи способ обнаружения неисправности электронной пушки, в соответствии с настоящим изобретением, определяет неисправность электронной пушки устройства для измельчения магнитных доменов, включающего в себя, по меньшей мере, первую электронную пушку и вторую электронную пушку, способ включает в себя: шаг контактирования со стальным листом магнитооптического элемента, который обнаруживает структуру магнитных доменов стального листа как оптическое свойство в области контроля, установленной таким образом, чтобы включать себя границу между областью нарушения непрерывности магнитных доменов, генерируемой при облучении электронным пучком первой электронной пушки, и областью нарушения непрерывности магнитных доменов, генерируемой при облучении электронным пучком второй электронной пушки; шаг облучения, состоящий в облучении магнитооптического элемента линейно поляризованным светом; шаг обнаружения, состоящий в обнаружении вращения поляризованной плоскости линейно поляризованного света, отраженного магнитооптическим элементом; измерительный шаг, состоящий в измерении структуры магнитных доменов стального листа от вращения плоскости поляризации; и разделительный шаг, состоящий в отделении магнитооптического элемента от стального листа.

Технические эффекты изобретения

Устройство для обнаружения неисправности электронной пушки и способ обнаружения неисправности электронной пушки, соответствующие настоящему изобретению, обеспечивают возможность обнаруживать неисправность электронных пушек с помощью контроля в контрольных точках, число которых меньше, чем количество установленных электронных пушек устройства для измельчения магнитных доменов.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - блок-схема, иллюстрирующая производственную линию, включающую устройство для обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 - схематическая диаграмма, иллюстрирующая схему обнаружения неисправности электронных пушек в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 - схематическая диаграмма контрольного изображения, когда обнаружена неисправность электронной пушки в области контроля.

Фиг. 4 - схематическая диаграмма контрольного изображения, когда обнаружена неисправность электронной пушки в области контроля.

Фиг. 5 - схематическая диаграмма, иллюстрирующая пример внутренней конфигурации контрольного модуля устройства для обнаружения неисправности электронной пушки.

Фиг. 6 - сечение, иллюстрирующее пример конфигурации магнитооптического элемента.

Фиг. 7 - вид сбоку приводного механизма устройства для обнаружения неисправности электронной пушки.

Фиг. 8 - вид сверху приводного механизма устройства для обнаружения неисправности электронной пушки.

Фиг. 9 - схема последовательности процесса, иллюстрирующая способ обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 10 - график минимальных значений ширины области разрыва магнитных доменов, обнаруженной с помощью способа обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 11 - график минимальных значений ширины области разрыва магнитных доменов, обнаруженной с помощью способа обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

В дальнейшем устройство для обнаружения неисправности электронной пушки и способ обнаружения неисправности электронной пушки, соответствующие варианту осуществления настоящего изобретения, будут описываться подробно на основе чертежей. При этом настоящее изобретение не ограничивается описанным ниже вариантом осуществления изобретения.

Устройство для обнаружения неисправности электронной пушки

Фиг. 1 является блок-схемой, иллюстрирующей производственную линию, включающую в себя устройство 1, обнаруживающее неисправность электронной пушки, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как иллюстрируется на фиг. 1, устройство 1 для обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения расположено на задней ступени устройства 2 для измельчения магнитных доменов, которое осуществляет процесс измельчения магнитных доменов на стальном листе "S". Устройство 2 для измельчения магнитных доменов включает в себя электронные пушки 3, и оно создает деформацию в направлении, пересекающем магнитный домен на стальном листе "S", путем облучения стального листа "S" электронными пучками из электронных пушек 3.

Устройство 2 для измельчения магнитных доменов осуществляет процесс измельчения магнитных доменов на поверхности стального листа "S", а устройство 1 для обнаружения неисправности электронной пушки контролирует поверхность стального листа "S", подвергаемого процессу измельчения магнитных доменов с помощью устройства 2 для измельчения магнитных доменов. Основываясь на результатах контроля, выполненного устройством 1 для обнаружения неисправности электронной пушки, устройство 1b управления определяет неисправность электронных пушек 3 устройства 2 для измельчения магнитных доменов и в случае необходимости управляет электронными пушками 3. Устройство 1b управления может быть автоматическим управляющим устройством, таким как программируемый логический контроллер (PLC), или может управляться вручную оператором.

Фиг. 2 - схематическая диаграмма, иллюстрирующая схему обнаружения неисправности электронных пушек в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 2, устройство 2 для измельчения магнитных доменов включает в себя множество электронных пушек 3a, 3b, 3c и 3d. Устройство 2 для измельчения магнитных доменов, показанное на фиг. 2, включает в себя четыре электронных пушки 3a, 3b, 3c и 3d, но настоящее изобретение также применимо к устройству 2 для измельчения магнитных доменов, которое включает в себя большее количество электронных пушек. Настоящее изобретение применимо к устройству 2 для измельчения магнитных доменов, включающему в себя по меньшей мере две или более электронные пушки.

Множество электронных пушек 3a, 3b, 3c и 3d облучают поверхность стального листа "S" в направлении ширины с помощью прямолинейных электронных пучков "В" во взаимодействии друг с другом. То есть когда множество электронных пушек 3a, 3b, 3c и 3d добавляют прямолинейную деформацию, пересекающую магнитный домен в направлении ширины стального листа "S", прямая линия в этом направлении ширины разделяется и соответствующие электронные пушки 3a, 3b, 3c и 3d облучают разделенную прямую линию электронными пучками "В". Устройство 2 для измельчения магнитных доменов, проиллюстрированное на фиг. 2, включает в себя четыре электронные пушки 3a, 3b, 3c и 3d на прямой линии, но также возможна конфигурация, в которой четыре электронные пушки 3a, 3b, 3c и 3d размещаются в виде так называемого ступенчатого расположения и с помощью распределения по времени выполняют облучение электронными пучками "В", которые являются управляемыми, причем четыре электронные пушки 3a, 3b, 3c и 3d облучают поверхность стального листа "S" с помощью прямолинейных электронных пучков "В" в направлении ширины во взаимодействии друг с другом.

На поверхности стального листа "S", облучаемого электронными пучками или лазером, как описывалось выше, формируется замыкающий домен, разделяющий главный магнитный домен, который расположен вдоль направления прокатки. В дальнейшем замыкающий домен, сформированный на поверхности стального листа "S", который был облучен электронными пучками или лазером, будет называться областью "L" нарушения непрерывности магнитных доменов.

Стальной лист "S", обработанный множеством электронных пушек 3a, 3b, 3c и 3d, как описывалось выше, контролируется устройством 1 для обнаружения неисправности электронной пушки на задней ступени. То есть устройство 1 для обнаружения неисправности электронной пушки контролирует, получила или нет область "L" нарушения непрерывности магнитных доменов, сформированная множеством электронных пушек 3a, 3b, 3c и 3d, желаемый результат обработки.

Как описывалось выше, область "L" нарушения непрерывности магнитных доменов облучается электронными пучками путем разделения на множество подобластей в направления ширины стального листа "S". Поэтому устройство 1 для обнаружения неисправности электронной пушки осуществляет контроль на границе каждой подобласти в области "L" нарушения непрерывности магнитных доменов.

В схематической диаграмме, показанной на фиг. 2, зона контроля устройства 1 для обнаружения неисправности электронной пушки на границе между областью "L" нарушения непрерывности магнитных доменов, сформированной электронной пушкой 3a, и областью "L" нарушения непрерывности магнитных доменов, сформированной электронной пушкой 3b, обозначена R₁, зона контроля устройства 1 для обнаружения неисправности электронной пушки на границе между областью "L" нарушения непрерывности магнитных доменов, сформированной электронной пушкой 3b, и областью "L" нарушения непрерывности магнитных доменов, сформированной электронной пушкой 3c, обозначена R₂, а зона контроля устройства 1 для обнаружения неисправности электронной пушки на границе между областью "L" нарушения непрерывности магнитных доменов, сформированной электронной пушкой 3c, и областью "L" нарушения непрерывности магнитных доменов, сформированной электронной пушкой 3d, обозначена R₃.

Фиг. 3 и фиг. 4 - схематические диаграммы контрольных изображений, когда обнаружена неисправность электронной пушки 3 в области R контроля. Как показано на фиг. 3 и 4, на поверхности стального листа "S", подвергнутого процессу измельчения магнитных доменов с помощью устройства 2 для измельчения магнитных доменов, формируются области "L" нарушения непрерывности магнитных доменов. Кроме того, между областями "L" нарушения непрерывности магнитных доменов формируются главные магнитные домены "М", выровненные вдоль направления прокатки.

Как показано на фиг. 3, устройство 1 для обнаружения неисправности электронной пушки может обнаружить в результате контроля, что область "L" нарушения непрерывности магнитных доменов верхней половины области "R" контроля и область "L" нарушения непрерывности магнитных доменов нижней половины области "R" контроля имеют различную ширину. Если получен результат контроля, как показано на фиг. 3, то нить накала электронной пушки 3, которая электронным пучком облучала область "L" нарушения непрерывности магнитных доменов, имеющую меньшую ширину, считается поврежденной.

Как показано на фиг. 4, устройство 1 для обнаружения неисправности электронной пушки может обнаружить в результате контроля, что область "L" нарушения непрерывности магнитных доменов верхней половины области "R" контроля и область "L" нарушения непрерывности магнитных доменов нижней половины области "R" контроля смещены друг от друга. Если получен результат контроля, как показано на фиг. 4, то считается, что этот результат вызван механическим смещением электронной пушки 3 или отклонением по времени излучения электронного пучка из электронной пушки 3.

Как показано на фиг. 3 и фиг. 4, устройство 1 для обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения выполняет контроль на границах соответствующих подобластей в области "L" нарушения непрерывности магнитных доменов, и, таким образом, две электронные пушки 3 из электронных пушек 3 устройства 2 для измельчения магнитных доменов могут контролироваться на неисправность одновременно. Поэтому устройство 1 для обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения способно обнаруживать неисправность в электронных пушках 3 путем контролирования точек контроля, число которых меньше, чем количество электронных пушек 3, установленных в устройстве 2 для измельчения магнитных доменов.

В дальнейшем со ссылками на фиг. 5-8 будет описываться конкретная конфигурация устройства 1 для обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 является схематической диаграммой, иллюстрирующей пример внутренней конфигурации контрольного модуля 4 устройства 1 для обнаружения неисправности электронной пушки. Устройство 1 для обнаружения неисправности электронной пушки является устройством, которое входит в контакт со стальным листом "S" и контролирует электронные пушки 3 на предмет неисправности с помощью контрольного модуля 4, приводящегося в действие, когда производственная линия временно останавливается.

Как иллюстрируется на фиг. 5, контрольный модуль 4 включает в себя магнитооптический элемент 5, который преобразует структуру магнитных доменов стального листа "S" в оптические свойства, держатель 6, который прикрепляет магнитооптический элемент 5 к контрольному модулю 4 через эластичный корпус, и оптическую систему падающего света, которая облучает магнитооптический элемент 5 линейно поляризованным светом и обнаруживает отраженный поляризованный свет, который отражается от магнитооптического элемента 5. То есть контрольный модуль 4 включает в себя в качестве оптической системы падающего света источник 7 света коллиматорную линзу 8, поляризатор (поляризационный светофильтр) 9, полупрозрачное зеркало 10, анализатор (поляризационный светофильтр) 11 и детектор 12.

Магнитооптический элемент 5 является элементом, который преобразует структуру магнитных доменов стального листа "S" в оптическое свойство за счет магнитооптического эффекта, называемого эффектом Фарадея. Эффект Фарадея - это поворот плоскости поляризации под действием магнитного поля, воспринимаемого веществом, когда линейно поляризованный свет проходит через это вещество. Примером такого вещества, в котором достигается эффект Фарадея, является магнитный гранат. Если более точно, то может использоваться железосодержащий гранат, замещенный висмутом.

Когда контрольный модуль 4 приводится в действие, магнитооптический элемент 5 входит в контакт с областью "R" контроля стального листа "S" и структура магнитных доменов стального листа "S" передается магнитооптическому элементу 5, при этом поворачивается плоскость поляризации поляризованного света, которым облучается магнитооптический элемент 5. Держатель 6 прикрепляет магнитооптический элемент 5 к контрольному модулю 4 через эластичный корпус, чтобы уменьшать удар, когда контрольный модуль 4 приводится в действие, чтобы магнитооптический элемент 5 контактировал со стальным листом "S".

Источник 7 света предназначен для облучения магнитооптического элемента 5 линейно поляризованным светом, например, используется источник общего освещения, такой как световой источник полупроводникового лазера или световой источник из светоизлучающих диодов. Источник 7 света необязательно должен быть световым источником, который непосредственно излучает поляризованный свет и генерирует в комбинации с поляризатором (поляризационным светофильтром) 9 линейно поляризованный свет, которым облучается магнитооптический элемент 5. Кроме того, источник 7 света используется в комбинации с оптическим элементом, таким как коллиматорная линза 8, для того чтобы поляризованный свет был способен излучаться как параллельный свет. Например, если используется световой источник из зеленых светоизлучающих диодов LED (длина волны 505 нм), то контрастность улучшается.

Поляризатор 9 является поляризационным светофильтром, который преобразует световые лучи, излучаемые из источника 7 света, в линейно поляризованный свет. Поляризатор 9 регулирует поляризованный свет, обнаруживаемый детектором 12, за счет регулирования его относительного угла с анализатором 11. То есть поляризатор 9 имеет вращательный механизм и способен регулировать угол плоскости поляризации линейно поляризованного света. Если анализатор 11 имеет вращательный механизм, тогда такой механизм вращения в поляризаторе 9 может не использоваться.

Полупрозрачное зеркало 10 является средством разделения оптического пути, которое направляет линейно поляризованный свет, передаваемый через поляризатор 9, к магнитооптическому элементу 5 и направляет отраженный поляризованный свет, который отражается от магнитооптического элемента 5, к детектору 12. Анализатор 11 регулирует поляризованный свет, обнаруженный детектором 12, за счет регулирования его относительного угла с вышеописанным поляризатором 9. Детектор 12 является в целом двухмерным устройством сканирования изображений, например таким, как так называемая камера (CCD) на приборе с зарядовой связью или камера с запоминающим устройством на КМОП-структурах (CMOS). Изображение, обнаруженное детектором 12, подвергается соответствующей обработке изображений отдельными средствами 13 для обработки изображений, например, такими как ПК.

Диаметр светового потока при облучении магнитооптического элемента 5 регулируется таким образом, чтобы соответствовать размеру магнитооптического элемента 5 с помощью оптического элемента, такого как линза, который не иллюстрируется на фиг. 5. Кроме того, оптическая система от магнитооптического элемента 5 до детектора 12 является телецентрической оптической системой.

Фиг. 6 - сечение, иллюстрирующее пример магнитооптического элемента 5. Как показано на фиг. 6, магнитооптический элемент 5 выполнен из следующих компонентов в следующем порядке от стального листа "S": защитная пленка 5а, отражающая пленка 5b, магнитооптическая пленка 5с и подложка 5d. Магнитооптическая пленка 5с предпочтительно имеет химический состав, включающий в себя магнитный гранат. Поляризованный свет, которым облучается магнитооптический элемент 5, падает на подложку 5d, проходит через магнитооптическую пленку 5с, отражается отражающей пленкой 5b и далее проходит через магнитооптическую пленку 5с и подложку 5d снова, чтобы излучаться из магнитооптического элемента 5.

Фиг. 7 и фиг. 8 - диаграммы, иллюстрирующие приводную систему устройства 1 для обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 7 - вид сбоку приводного механизма устройства 1 для обнаружения неисправности электронной пушки, а фиг. 8 - вид сверху этого приводного механизма устройства 1 для обнаружения неисправности электронной пушки.

Как иллюстрируется на фиг. 7 и фиг. 8, в устройстве 1 для обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения контрольный модуль 4 способен перемещаться вверх и вниз вдоль рельсов 14, вертикально размещенных на обеих сторонах производственной линии стального листа "S". Контрольный модуль 4 располагается подвижно на рельсах 14 и перемещается за счет колес 15, а двигатель 17 обеспечивается на каждой из полуосей 16 колес 15. Контрольный модуль 4 перемещается вверх и вниз вдоль рельсов 14 за счет приведения во вращение от двигателей 17.

Как иллюстрируется на фиг. 7 и фиг. 8, контрольный модуль 4 включает в себя датчик 18 расстояния. Датчик 18 расстояния - это датчик для измерения расстояния между контрольным модулем 4 и поверхностью стального листа "S". В устройстве 1 для обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, когда контрольный модуль 4 перемещается вниз так, чтобы магнитооптический элемент 5 контактировал с поверхностью стального листа "S", контрольный модуль 4 перемещается вниз с низкой скоростью, приближаясь к стальному листу "S" таким образом, чтобы поверхность стального листа "S" и магнитооптический элемент 5 не повредились при столкновении друг с другом. Датчик 18 расстояния обнаруживает высоту, на которой скорость снижения контрольного модуля 4 должна быть изменена на низкую скорость.

Приводной механизм, который иллюстрируется на фиг. 7 и фиг. 8, является только примером, который можно применить для устройства 1 для обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Поэтому приводной механизм, проиллюстрированный на фиг. 7 и фиг. 8, не ограничивает применение другого механизма, например может использоваться механизм типа лебедки. Кроме того, приводной механизм, проиллюстрированный на фиг. 7 и фиг. 8, приводит в действие контрольный модуль 4, являющийся с ним единой частью, однако также может быть использована конфигурация, которая приводит в действие только некоторые из конструктивных элементов, входящих в состав контрольного модуля 4, например магнитооптический элемент 5 и держатель 6.

Способ обнаружения неисправности электронной пушки

В дальнейшем будет описываться способ обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В приведенном ниже описании способ обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения будет описываться со ссылками на чертежи конфигурации устройства для обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения и подобного устройства, но способ обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения не ограничивается конфигурацией, проиллюстрированной на этих чертежах.

Фиг. 9 является картой последовательности процесса, иллюстрирующей способ обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как иллюстрируется на фиг. 9, способ обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения выполняется в состоянии, когда производственная линия стального листа "S" была остановлена (шаг S1). Определение времени, достаточного для остановки этой производственной линии, является временем останова, например, после присоединения катушек стального листа "S", но определение времени может производиться и при останове отдельного набора для обнаружения неисправности электронной пушки.

Далее контрольный модуль 4 устройства 1 для обнаружения неисправности электронной пушки перемещается в направлении вниз к поверхности стального листа "S" (шаг S2). За счет того что контрольный модуль 4 перемещается в направлении вниз к поверхности стального листа "S", магнитооптический элемент 5 контактирует с областью "R" контроля стального листа "S" и структура магнитных доменов стального листа "S" передается к магнитооптической пленке 5 с магнитооптического элемента 5.

В дальнейшем обнаруживаются магнитные свойства стального листа "S" (шаг S3). То есть с помощью магнитооптического элемента 5, облучаемого линейно поляризованным светом, и за счет линейно поляризованного света, проходящего через магнитооптическую пленку 5 с магнитооптического элемента 5, происходит вращение плоскости поляризации благодаря эффекту Фарадея и контрольный модуль 4 обнаруживает структуру магнитных доменов стального листа "S" за счет этого вращения плоскости поляризации.

Обнаруженная структура магнитных доменов стального листа "S" подвергается соответствующей обработке изображения с помощью отдельных средств 13 обработки изображения, таких как ПК (шаг S4). Средства 13 обработки изображения выполняют оценку области нарушения непрерывности магнитных доменов для визуализированного изображения структуры магнитных доменов стального листа "S" и определяют границу между магнитным доменом и областью нарушения непрерывности магнитных доменов. Кроме того, средства 13 обработки изображения выполняют оценку ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов, основываясь на размере магнитооптического элемента 5, коэффициенте увеличения оптической измерительной системы, расстоянии до стального листа "S" и подобных параметрах (шаг S5).

В дальнейшем устройство 1b управления выполняет определение ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов (шаг S6). Это определение ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов является не только определением, находится или нет ширина области нарушения непрерывности магнитных доменов в пределах заданного диапазона ширины, но также и определением, произошло или нет смещение области нарушения непрерывности магнитных доменов. То есть как иллюстрируется на фиг. 3 и фиг. 4, отклонения в работе электронных пушек 3 проявляются различным образом в области "L" нарушения непрерывности магнитных доменов в области "R" контроля. Соответственно, если ширина области "L" нарушения непрерывности магнитных доменов верхней половины области "R" контроля и ширина области "L" нарушения непрерывности магнитных доменов нижней половины области "R" контроля отличаются друг от друга, устройство 1b управления предполагает, что нить накала электронной пушки 3 повредилась, а если положения области "L" нарушения непрерывности магнитных доменов верхней половины области "R" контроля и области "L" нарушения непрерывности магнитных доменов нижней половины области "R" контроля смещены друг от друга, то устройство 1b управления предполагает, что произошло смещение в механическом положении электронной пушки 3 или отклонение в распределении по времени для выполнения облучения с помощью электронного пучка из электронной пушки 3.

Если определение ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов с помощью устройства 1b управления показывает отклонение от нормы (шаг S6; NG), то выполняется (шаг S7) замена нити накала электронной пушки 3 или исследование другой причины и ремонт пушки и производственная линия стального листа "S" перезапускается (шаг S8).

С другой стороны, если определение ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов с помощью устройства 1b управления не выявило отклонение от нормы (шаг S6; OK), то производственная линия стального листа "S", которая была остановлена, снова перезапускается (шаг S8).

Устройство 1b управления предпочтительно имеет процесс управления, не изменяющий нить накала за счет подачи команды на увеличение или уменьшение мощности электронного пучка электронной пушки 3 устройства 2 для измельчения магнитных доменов, если ширина области нарушения непрерывности магнитных доменов не находится в пределах заданного диапазона ширины, при этом предпочтительно устройство 1b управления обеспечивается средствами для уменьшения числа раз, когда нить накала электронной пушки 3 изменяется.

Рабочий пример

Далее будет описываться рабочий пример производственной линии, для которой процесс обнаружения неисправности электронной пушки 3 устройства 2 для измельчения магнитных доменов выполняется способом обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 10 и фиг. 11 являются графиками минимальных значений ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов, обнаруженной с помощью способа обнаружения неисправности электронной пушки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 10 иллюстрирует результаты контроля за два дня работы производственной линии, а фиг. 11 иллюстрирует результаты контроля за два дня работы производственной линии после истечения трех месяцев от результатов контроля, показанных на фиг. 10. Контроль выполняется после остановки процесса, когда катушка стального листа "S" в производственной линии переключается. В линии с назначением символов, показанных на фиг. 2, как иллюстрируется с помощью условных знаков и пояснений к графикам на фиг. 10 и фиг. 11, минимальные значения ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов в верхней половине области R₁ контроля представлены в виде заполненных кружков, минимальные значения ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов в нижней половине области R₁ контроля представлены в виде незакрашенных квадратов, минимальные значения ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов в верхней половине области R₂ контроля представлены в виде незаполненных ромбиков, минимальные значения ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов в нижней половине области R₂ контроля представлены в виде заполненных треугольников, минимальные значения ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов в верхней половине области R₃ контроля представлены в виде заполненных перевернутых треугольников и минимальные значения ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов в нижней половине области R₃ контроля представлены в виде крестиков.

Как иллюстрируется на фиг. 10, если электронные пушки 3 устройства 2 для измельчения магнитных доменов находятся в нормальном состоянии, в верхних половинах и нижних половинах всех областей R₁ контроля минимальные значения ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов составляют около 200 мкм. С другой стороны, в пятой по счету контроля, проиллюстрированной на фиг. 11, минимальное значение ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов в нижней половине области R₂ контроля обозначается заполненным треугольником, а минимальное значение ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов в верхней половине области R₃ контроля обозначается заполненным перевернутым треугольником, уменьшилось до значения, составляющего около 100 мкм. Поэтому по результатам контроля пятого измерения, проиллюстрированного на фиг. 11, обнаружено присутствие отклонения от нормы на электронной пушке 3c устройства 2 для измельчения магнитных доменов. В частности, с помощью этого результата контроля обнаружилось, что нить накала электронной пушки 3c устройства 2 для измельчения магнитных доменов была повреждена.

В описанном выше рабочем примере, хотя присутствие отклонения от нормы определилось с помощью минимальных значений ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов в областях контроля, присутствие отклонения от нормы может быть обнаружено и при использовании среднего значения, отклонения или подобных параметров ширины области нарушения непрерывности магнитных доменов.

Как описывалось выше, устройство 1 для обнаружения неисправности электронной пушки настоящего изобретения является устройством 1 для обнаружения неисправности электронной пушки, которое обнаруживает отклонение от нормы в электронных пушках 3 устройства 2 для измельчения магнитных доменов для листа электротехнической стали, при этом устройство 2 для измельчения магнитных доменов включает в себя множество электронных пушек 3a, 3b, 3c и 3d, а устройство 1 для обнаружения неисправности электронной пушки включает в себя: магнитооптический элемент, который контактирует с областями R₁, R₂, R₃ контроля и отделяется от этих областей, установленных таким образом, чтобы включать в себя границы области "L" нарушения непрерывности магнитных доменов, генерируемые множеством электронных пушек 3a, 3b, 3c и 3d, облучающих поверхность листа электротехнической стали электронными пучками, при этом магнитооптический элемент способен обнаруживать структуру магнитных доменов стального листа "S" в областях R₁, R₂, R₃ контроля как оптическое свойство; источник 7 света, который облучает магнитооптический элемент 5 линейно поляризованным светом; и детектор 12, который обнаруживает поляризованный свет, вращаемый структурой магнитных доменов стального листа "S", передаваемой к магнитооптическому элементу 5, и, таким образом, с помощью контроля в областях R₁, R₂, R₃ контроля, количество которых меньше, чем количество электронных пушек 3a, 3b, 3c и 3d, установленных в устройстве 2 для измельчения магнитных доменов, может быть обнаружено отклонение от нормы в электронных пушках 3a, 3b, 3c и 3d.

Кроме того, магнитооптический элемент 5 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения конфигурируется из следующих компонентов, расположенных в следующем порядке от направления, обращенного к стальному листу "S": защитная пленка 5а, отражающая пленка 5b, магнитооптическая пленка 5с, и подложка 5d, при этом линейно поляризованный свет падает на элемент со стороны подложки 5d и отражается отражающей пленкой 5b, и, таким образом, эффект Фарадея может быть получен дважды за счет падающего линейно поляризованного света, перемещающегося назад и вперед через магнитооптическую пленку 5с. Кроме того, магнитооптическая пленка 5с предпочтительно имеет состав, включающий в себя магнитный гранат.

Промышленная применимость

Как описывалось выше, устройство для обнаружения неисправности электронной пушки и способ обнаружения неисправности электронной пушки применимы для процесса обнаружения неисправности электронных пушек, которые генерируют электронные пучки, устройства для измельчения магнитных доменов.

Список ссылочных позиций

1 - устройство для обнаружения неисправности электронной пушки,

1b - устройство управления,

2 - устройство для измельчения магнитных доменов,

3a, 3b, 3c и 3d - электронная пушка,

4 - модуль контроля,

5 - магнитооптический элемент,

5а - защитная пленка,

5b - отражающая пленка,

5с - магнитооптическая пленка,

5d - подложка,

6 - держатель,

7 - источник света,

8 - коллиматорная линза,

9 - поляризатор (поляризационный светофильтр),

10 - полупрозрачное зеркало,

11 - анализатор,

12 - детектор,

13 - средства обработки изображения,

14 - рельс,

15 - колесо,

16 - полуось,

17 - двигатель,

18 - датчик расстояния.

Изобретение к контрольно-измерительной технике. Сущность: устройство 1 для обнаружения неисправности электронной пушки, которое обнаруживает неисправность электронных пушек 3 устройства 2 для измельчения магнитных доменов листа электротехнической стали. Устройство измельчения магнитных доменов включает в себя множество электронных пушек 3a, 3b, 3c и 3d. Устройство 1 для обнаружения неисправности электронной пушки включает магнитооптический элемент 5, который контактирует с областями R₁, R₂, R₃ контроля и отделяется от этих областей контроля, установленных таким образом, чтобы они включали границы между областью "L" нарушения непрерывности магнитных доменов, сформированной при облучении поверхности листа электротехнической стали электронными пучками множества электронных пушек 3a, 3b, 3c и 3d. Магнитооптический элемент 5 способен обнаруживать структуру магнитных доменов стального листа "S" в областях R₁, R₂, R₃ контроля. Источник 7 света облучает магнитооптический элемент линейно поляризованным светом. Детектор 12 детектирует поляризованный свет, плоскость поляризации которого вращается структурой магнитных доменов стального листа "S", передаваемой на магнитооптический элемент 5. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Устройство для обнаружения неисправности электронной пушки устройства для измельчения магнитных доменов листа электротехнической стали, характеризующееся тем, что устройство для измельчения магнитных доменов включает в себя по меньшей мере первую электронную пушку и вторую электронную пушку, а устройство для обнаружения неисправности электронной пушки содержит:
магнитооптический элемент, выполненный с возможностью контактировать с областью контроля и отделяться от этой области контроля, установленной таким образом, чтобы она включала границу между областью нарушения непрерывности магнитных доменов, сформированной при облучении поверхности листа электротехнической стали электронным пучком первой электронной пушки, и областью нарушения непрерывности магнитных доменов, сформированной при облучении поверхности листа электротехнической стали электронным пучком второй электронной пушки, и выполненный с возможностью обнаруживать структуру магнитных доменов стального листа в указанной области контроля в качестве оптического свойства;
источник света, выполненный с возможностью облучать магнитооптический элемент линейно поляризованным светом; и
детектор, выполненный с возможностью обнаруживать поляризованный свет, вращаемый структурой магнитных доменов стального листа, которая передается магнитооптическому элементу.

2. Устройство для обнаружения неисправности электронной пушки по п. 1, в котором магнитооптический элемент содержит следующие компоненты, расположенные в указанном порядке от стального листа: защитная пленка, отражающая пленка, магнитооптическая пленка и подложка, при этом линейно поляризованный свет падает со стороны подложки и отражается отражающей пленкой.

3. Устройство для обнаружения неисправности электронной пушки по п. 2, в котором магнитооптическая пленка имеет состав, включающий магнитный гранат.

4. Устройство для обнаружения неисправности электронной пушки по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее поляризатор, полупрозрачное зеркало и анализатор, при этом световой луч, испускаемый источником света, распространяется через следующие компоненты в указанном порядке: поляризатор, полупрозрачное зеркало, магнитооптический элемент, полупрозрачное зеркало, анализатор и детектор.

5. Устройство для обнаружения неисправности электронной пушки по п. 4, дополнительно содержащее приводной механизм, приводящий в действие модуль контроля, включающий в себя источник света, поляризатор, полупрозрачное зеркало, магнитооптический элемент, анализатор и детектор, при этом область контроля стального листа и магнитооптический элемент приводятся в контакт между собой и отделяются друг от друга.

6. Устройство для обнаружения неисправности электронной пушки по любому из пп. 1-3, в котором количество зон контроля, расположенных в направлении ширины стального листа, на одну меньше, чем количество электронных пушек, включенных в состав устройства для измельчения магнитных доменов.

7. Устройство для обнаружения неисправности электронной пушки по п. 4, в котором количество зон контроля, расположенных в направлении ширины стального листа, на одну меньше, чем количество электронных пушек, включенных в состав устройства для измельчения магнитных доменов.

8. Устройство для обнаружения неисправности электронной пушки по п. 5, в котором количество зон контроля, расположенных в направлении ширины стального листа, на одну меньше, чем количество электронных пушек, включенных в состав устройства для измельчения магнитных доменов.

9. Способ обнаружения неисправности электронной пушки устройства для измельчения магнитных доменов, содержащего по меньшей мере первую электронную пушку и вторую электронную пушку, включающий:
этап контактирования, на котором вводят в контакт со стальным листом магнитооптический элемент, который детектирует структуру магнитных доменов стального листа посредством оптического свойства в области контроля, установленной таким образом, чтобы она включала границу между областью нарушения непрерывности магнитных доменов, сформированной при облучении электронным пучком первой электронной пушки, и областью нарушения непрерывности магнитных доменов, сформированной при облучении электронным пучком второй электронной пушки;
этап облучения, на котором облучают магнитооптический элемент линейно поляризованным светом;
этап обнаружения, на котором детектируют поворот плоскости поляризации линейно поляризованного света, отраженного магнитооптическим элементом;
этап измерения, на котором измеряют структуру магнитных доменов стального листа исходя из поворота плоскости поляризации; и
этап отделения, на котором отделяют магнитооптический элемент от стального листа.

10. Способ обнаружения неисправности электронной пушки по п. 9, в котором магнитооптический элемент содержит следующие компоненты в указанном порядке от стального листа: защитная пленка, отражающая пленка, магнитооптическая пленка и подложка, при этом линейно поляризованный свет падает со стороны подложки и отражается отражающей пленкой.

11. Способ обнаружения неисправности электронной пушки по п. 10, в котором магнитооптическая пленка имеет состав, включающий магнитный гранат.