Устройство для электромагнитного контроля стального проката Советский патент 1983 года по МПК G01N27/72 

Изобретение относится к дефектоскопии и может быть использовано для неразрушающего контроля физических свойств, в частности твердос ти стального проката в процессе производства. Известно устройство для электромагнитного контроля движущихся феррюмагнитных материалов, содержащее генератор, намагничивающие соле ноиды, включенные встречно в цепь . регулируемого импульсного генератора, и считывающие преобразователи, выходы которых соединены с входами сумматора, выход которого соединен с входом регистратора. В этом устройстве частичная отстройка от влияния вибрационных смещений на результаты контроля происходит за сче частичной компенсации в суммарном сигнале изменений сигналов считываю щих преобразователей, так как эти и менения имеют противоположный знак I Недостатком этого устройства является невозможность обеспечить отстройку от вибрационных колебаний контролируемого объекта в достаточно широких пределах, так как величи на магнитного поля и, следовательно величина сигнала считывающего преобразователя, зависят от расстояния до намагниченного контролируемого, объекта (листа, прутка) и, значит, от его смещений, не линейно. Поэтом в случае смещения контролируемого объекта в сторону одного из считыва щих преобразователей, сигнал в нем увеличится на большую величину, чем уменьшится сигнал с второго преобра зователя, и в результате этого суммарный сиглал всегда больше, чем в случае отсутствия смещения. Это снижает точность контроля и сужает пределывозможной отстройки от вибрационных смещений контролируемого объекта. Известно устройство для электромагнитного контроля меха-нических свойств стального проката, содержащее регулируемый импульсный генерат два намагничиваняцих соленоида, в ключе иные встречно в цепь генератора, два считываюи{их преобразователя, су матор, регистратор, логарифмические преобразователи, включенные между считьшакицими преобразователями и сумматоре, и антилогарифмический преобразователь, включенный между суммаротором и регистратором f2. Однако при больших амплитудах вибрации контролируемого объекта это устройство также не в состоянии обеспечить высокую точность контроля. Это обусловлено тем, что экспон циальная зависимость недостаточно точно отражает характер спада сигнала магниточувствительного преобра зователя в зависимости от расстояни до намагниченного ферромагнитного объекта (лист, пруток). Недостаточная точность контроля при больших амплитудах вибрации сужает область применения известного устройства. Цель достигается тем, что в устройство для электромагнитного контроля стального проката, содержащее регулируемый импульсный генератор, два намагничивающих соленоида, включенных встречно в цепь генератора, два считывающих преобразователя, сумматор и регистратор, введены второй и третий сумматоры, блок умножения, блок деления, вычитающий блок и регулируемый усилитель, при этом выходы первого и второго считывающего преобразователя соединены соответственно с первыми входами второго и третьего сумматоров, выходы которых ссГединены соответственно с первыми и вторыми входами блока умножения и первого сумматора, выходы которых соединены с входами блока деления, выход которого соединен с первым входом вычитающего блока, выход которого соединен с входом регистратора н регулируемого усилителя, выход которого соединен с вторым входом вы|Читакяцего блока и вторыми входами jBTOporo и третьего су7«1маторов. На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства (эпю- . ра q) - вариант расположения намагничивающих соленоидов и считывающих преобразователей в том случае,если контролируемым объектом является лист; (эпюра б) - вариант расположения намагничивающих соленоидов и счи тывающих преобразователей в том случае, если контролируемым объектом является пруток; на фиг.2- зависимости выходного сигнала предлагаемйго (кривые А , в ) и известного (кривые А, В) устройств от смещения контролируемых листов между считывающими преобразователями,расположенными на расстоянии 10 см друг от друга; на фиг.З - зависимости вы-ходного сигнала предлагаемого (кривые L, М , N и известного (кривые L, M,N ) устройств для смещения контролируемых прутков между счигывающими преобразователями, расположенньоли на раАзтоянии 10 +d см (где d - диаметр прутка). Устройство для электромагнитного контроля стального проката содержит генератор 1 с регулируемой частотой следования импульсов намагничивания, намагничиваннцие соленоиды 2, считывающие преобразователи 3, первый сумматор 4, второй сумматор 5 и третий сумматор 6, блок 7 умножения, блок 8 деления, вычитающий блок 9, регулируемый усилитель 10 и регистратор 11. Позицией 12 обозначен контролируемый объект; Намагничивагацие соленоиды 2 соединены с генератором импульсов намагничивания так, что поля, создаваемые ими, направлены навстречу друг другу. Намагничивающие соленоиды 2 расположены либо с противоположных сторон контролируемого объекта 12 (если контролируемый объект - лист) либо соосно с ним (если контролируе мый объект -пруток). Считыв.ающие преобразователи 3 расположены за на магничивающими соленоидами 2 по ходу Я:вижения контролируемого объекта 12 и симметрично относительно оси его движения. Устройство работает следующим образом. Контролируемый объект 12 движетс в зазоре ме,жду намагничивающими соле ноидами 2 (если объект -лист), ли;бо сквозь них (если объект - пруток) и между считывающими преобразователя ни 3. При помощи генератора 1 намагничивающих импульсов и намагничивающих соленоидов 2 на контролируемый объект 12 наносят магнитные метки, несущие информацию о его механичес ких свойствах.Величину намагничивающих импульсов выбирают такой, чтобы довести контролируемый материал до насьвцения. Магнитные метки проходят мимо считывающих преобразователей. 3 и наводят в них сигналы. С выходов считывающих преобразователей 3 снимаются постоянные- уровни напряжения (Пропорциональные по .величине магнит ному полю. При смещении контролируемого объекта 12 в сторону одного и считывающих преобразователей 3 их сигналы становятся неодинаковьми, например, U и 02 Эти сигналы посту пают соответственно на первые входы второго и третьего сумматоров 5 и б. На вторые входы этих сумматоров поступает сигнал (f с выхода регулируемого усилителя 10, На.выходе второго сумматора 5 сигнал Ogj, л а на выходе третьего сумматора б сиг нал Uj,|,ix6 Эти сигналы поступают соответственно на первые и вторые входы блока 7 умножения и первого сумматора 4. Блок 7.умножения регулируется так, .что сигнал на его выходе равен удвоенному произведению сигналов на его входах Ug,yy 2((f) () . Этот сигнал поступает на первый вход блока 8 деления. На выходе первого сумматора 4 сигнал равен ииыу4- ,,+2cf. Этот сигнал поступает на второй вход блока 8 деления, сигнал на выходе которого равен отношению сигнала на его первом входе к сигналу на его втором входе ) (Ua+(0 -. Этот сигнал по ,j,+2(f .ступает на первый вход вычитающего блока 9, на второй вход которого поступает сигнал (Г с выхода регулируемого усилителя 10. Таким образом на вход регулируемого усилителя 10 и на регистратор 11 поступает сиг v,« ::$Л; -мальное значение этого сигнала за время прохождений магнитной метки мимо считывающих преобразователей 3 регистрируется регистратором 11 и по нему судят о свойствах контролируемого объекта 12. Сигнал еГ на выходе регулируемого усилителя 10 равен (, где k - коэффициент усиления усилителя Ip. На коэффициент усиления k регулируемого усилителя 10, при котором достигается оптимальная отстройка от вибрационных смещений контролируемого объекта (лист,пруток) оказывают влияние следующие факторы: тип контролируемого объекта; геометрические параметры намагничивающих элементов; расстояние между магниточувствительными преобразователями и их тип. На практике коэффициент k должен устанавливаться в интервале следующим образс 5. Контролируемый объект 12 намагничивают как было указано и помещают посередине между считывающими преобразователями 3. .При этом запоминают показаниеприбора. Затем отклоняют регулируемый объект на расстояние максимально возможного вибрационного смещения. Регулируют коэффициент k так, чтобы показание прибора стало равным предыдущему. Таким образом обеспечивается практически полная отстройка от вибрационных.смещений контролируемого объекта во всем диапазоне возможных смещений. У известного устройства при больших смещениях погрешность измерения значительна. Чувствительность к контролируемым свойствам у известного и предлагаемого устройств одинакова, так как-при отсутствии смещения объекта они дают одинаковый результат. Это иЛлюстрируют фиг.2 и фиг.З, на которых изображен сопоставительный анализ результатов по отстройке от вибрационных смещений контролируемого объекта, полученных с помощью известного и предлагаемого устройств. При этом коэффициент k выбирается равным k 0,68 для листов и k 0,31 для прутков. При больших смещениях контролируемого объекта погрешность известного устройства во много раз превосходит погрешность предлагаемого устройства. Так, при смещении контролируемых листов в пределах ±3 см погрешность известного устройства достигает 10%, а у предлагаемого устройства лежит в пределах ±1% (фиг. 2). При смещении контролируемых прутков в пределах ± 3 см погрешность известного устройства достигает 13%, а у предлагаемого устройства - лишь 2% (фиг.З).

Предлагаемое устройство не сложно в реализации, надежно в работе и позволяет с высокой точностью контролировать прокат как плоского, так и круглого профиля сечения, движущийся в производственном потоке, поскольку в нем изменения сигналов считьшающих преобразователей, вызванные смещениями контролируемых объектов между ними, компенсируют друг друга в результирующем сигнале устройства практически полностью.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ СТАЛЬНОГО ПРОКАТА, содержшцее регулируемый импульсный генератор, два нгшагничивающих соле- . ноида/ включенных встречно в цепь генератора, два считывающих преобразователя, сумматор и регистратор. отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, в лего введены второй и третий сумматоры, блок умножения, блок деления, вычитающий блок и регулируемый усилитель, при этом выходы первого и второго считывающего преобразователя соединены соответственно с первыми входами второго и тре.тьего сумматоров, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторьми входами блока умножения и первого сумматора, выходы которых соединены с входгши блока деления, выход которого соединен с первьм входом вычитающего блока, выход которого соединен с входом регистратора и регулируемого усилителя, выход которого соединен с вторым входом вычитающего блока и вторьми входами второго и третьего сумматоров. ю о о О) 00