Устройство для импульсного магнитного контроля листового проката сталей Советский патент 1993 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к исследованиям физических и химических свойств металлов и,в частности,может быть использовано для неразрушающего контроля механических свойств листового проката сталей.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля отдельно движущихся листов.

В известном техническом решении (прототип) два намагничивающих соленоида, соединенные с генератором импульсов тока, управляющий вход которого соединен с тактовым генератором, формируют импульсное магнитное поле, намагничивающее движущийся лист с двух сторон. Амплитудные значения измеренных магни- точувствительными элементами величины

напряженности поля остаточной намагниченности регистрируются пиковыми детекторами и запоминаются блоками памяти, После усреднения блоком измерения среднего геометрического на регистратор поступает сигнал о магнитных свойствах контролируемого листа. Однако при этом момент намагничивания движущегося листа (момент нанесения магнитной метки) не связан с моментом прохождения края листа мимо намагничивающих соленоидов и величиной краевого эффекта (за величину краевого эффекта принимается минимальное расстояние от края листа, на котором величина этого расстояния не влияет на величину поля остаточной намагниченности контролируемого участка листа). Тем самым

00

о

00

ел

Os

снижается достоверность контроля при переходе от контроля сплошной полосы к контролю отдельно следующих друг за другом листов. Это позволяет сделать вывод о соответствии ггредлагаемого технического решения критерию существенные отличия. Введение последовательно соединенных источника сигнала о скорости движения листа, преобразователя напряжения в частоту следования импульсов и делителя частоты, генератора высокой частоты соединенного с излучающей катушкой, соосной с приемной катушкой, которая через полосовой фильтр и детектор соединена с компаратором, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход - с установочным входом блока деления частоты, выход которого соединен со входом управления генератора импульсов тока, второй выход которого соединен с блокировочным входом блока деления частоты, установочными входами пиковых детекторов и через формирователь импульсов - со входами управления блоков памяти и выбор коэффициента деления блока деления частоты из соотношения

(l + l0)

В; случае, если излучающая катушка расположена перед намагничивающими соленоидами со стороны движения листа, и

OG

N К(1 -10)

в случае, если излучающая катушка расположена после намагничивающих соленоидов со стороны движения листа, где

N - коэффициент деления блока деления частоты,

- величина краевого эффекта.

1о - расстояние между намагничивающими соленоидами и излучающей катушкой,

К- коэффициент преобразования скорость движения листа - частота импульсов, позволяет устранить влияние края листа на результаты контроля независимо от его скорости перемещения и тем самым повысить достоверность контроля отдельно движущихся листов.

На фиг.1 представлена электрическая функциональная схема устройства.

Устройство сострит из двух соосных встречно включенных соленоидов 1 и 2, расположенных по обе стороны от плоскости 3 прокатки и соединенных с первым выходом генератора А импульсов тока, двух цепочек из последовательно соединенных магниточувствительного элемента 5(6).-пикового детектора 7(8) и блока памяти 9(10) каждая, причем магниточувствительные элементы 5 и 6 расположены с двух сторон плоскости

прокатки 3, а выходы блоков 9 и 10 памяти через блок 11 усреднения (среднего арифметического или среднего геометрического) соединены с регистратором 12, последовательно соединенных источника 13 сигнала о

скорости движения листа, преобразователя 14 напряжения в частоту следования импульсов и блока 15 деления частоты, генератора 16 высокой частоты, соединенного с излучающей катушкой 17, соосной с приемной катушкой 18, расположенной с противоположной стороны плоскости 3 прокатки. Приемная катушка 18 соединена через полосовой фильтр 19 и детектор 20 с компаратором 21, второй вход которого соединен с

источником 22 опорного напряжения, а выход - к установонному входу блока 15 деления частоты. Выход блока 15 деления частоты соединен со входом управления генератора 4 импульсов тока, второй выход

которого соединен с блокировочным входом блока 15 деления частоты, установочными входами пиковых детекторов 7 и 8 и через формирователь импульсов 23 со входами управления блоков памяти 9 и 10. Коэффициент деления блока 15 деления частоты выбран из соотношения

N К{ + 0),

в случае, если излучающая катушка расположена перед намагничивающими соленоидами со стороны движения листа 24, и

N K(l -10)

в случае, если излучающая катушка расположена после намагничивающих соленоидов со стороны движения листа 24, где

N - коэффициент деления блока 15 де- ления,

I - величина краевого эффекта, IP - расстояние между намагничивающими соленоидами и излучающей к.атуш- кой.

к - коэффициент преобразования скорость движения листа - частота импульсов. Устройство работает следующим образом. Сигнал с генератора 16 высокой частоты поступает на излучающую катушку 17. Излучаемый ею электромагнитный сигнал принимается приемной катушкой 18 и через полосовой фильтр 19. настроенный на частоту генератора 16 высокой частоты, и детектор 20 поступает на компаратор 21.

Когда лист 24 при своем движении перекрывает связь между излучающей катушкой 17 и приемной катушкой 18, то величина сигнала, снимаемого с последней, резко изменяется и срабатывает компаратор 21. Порог его срабатывания задается источником 22 опорного напряжения и определяется минимальной толщиной контролируемого листа 24 и минимально допустимым расстоянием между отдельно следующими- друг за другом листами.

Источник сигнала 13 о скорости движения листа формирует сигнал, напряжение которого пропорционально скорости движения листа. (В качестве такого источника может быть использован датчик скорости перемещения, если скорость движения листов изменяется во времени,или источник ступенчато изменяющегося постоянного напряжения, если скорость движения листа при контроле постоянна). По этому сигналу преобразователь 14 напряжения в частоту формирует импульсы, частота которых пропорциональна скорости перемещения листа 24.

,

где f - частота импульсов,

V - скорость движения листа, К - коэффициент преобразования скорость движения листа-частота импульсов, Если излучающая катушка 17 расположена на расстоянии 0 перед намагничивающими соленоидами 1 и 2 со стороны движения листа, то в момент срабатывания компаратора 21 край листа находится на расстоянии 10 от них. Если же излучающая катушка 17 расположена на расстоянии 0 за намагничивающими соленоидами 1 и 2 со стороны движения листа 24, то в момент срабатывания компаратора 21 край листа 24 пройдет мимо намагничивающих соленоидов 1 и 2 на расстояние 0. При поступлении импульса с компаратора на блок 15 деления частоты последний переходит е режим деления,

Чтобы магнитная метка была нанесена на расстоянии от края не меньшем, чем величина краевого эффекта I, лист должен переместиться в первом случае на расстояние I + lo, а во втором - на расстояние I - 0. Т,о. с момента поступления импульса с компаратора 21 на установочный вход блока 15 деления частоты до момента намагничивания в первом случае должно пройти время

t I + lo t .--,..

а в.о втором случае

t2

V

(3)

За это время на вход блока 15 деления частоты с выхода преобразователя 14 напряжения в частоту поступит NI и N2 импульсов соответственно, При этом

NI N1 f «V

(4)

N2

(5)

1520 25

Приравнивая (2) и (4), (3) и (5) соответственно, получим, что для того, чтобы устранить влияние краевого эффекта на результаты контроля, с выхода блока 15 деления частоты на управляющий вход генератора 4 импульсов тока должен пройти запускающий импульс после того, как на его вход поступит количество импульсов, не менее чем

NI К(1 10) (для первого случая)

и N2 К(1 -10) (для второго случая)

30 т.е. коэффициент деления N блоков 15 деления должен быть выбран из условия

35

N K(l + 10) (для первого случая) N K(l -10) (для второго случая)

После окончания пересчета блок 15 деления частоты переходит в режим ожидания прихода следующего импульса с компаратора 21.

40 При поступлении на управляющий вход генератора 4 импульсов тока сигнала с блока 15 деления частоты генератор 4 импульсов тока формирует импульс, который проходя через намагничивающие соленои45 ды 1 и 2 локально намагничивает движущийся лист 24. При этом сигнал со второго выхода генератора 4 блокирует блок 15 деления частоты с целью устранения помехи от намагничивающего импульса, устанавли50 вает пиковые детекторы 7 и 8 в исходное состояние.

При перемещении контролируемого изделия 24 вдоль направления прокатки намагниченный локально с двух сторон

55 участок листа проходит мимо магниточувст- вительных элементов 5 и 6, наводя в них сигналы, пропорциональные полю остаточной намагниченности (или его градиенту). Максимальные значения этих сигналов фиксируются пиковыми детекторами 7 и 8 соответственно и по импульсу, поступающему на их установочные входы со второго выхода генератора А импульсов через формирователь 23 импульсов переписываются в блоки 9 и 10 памяти. Сигналы с выходов блоков 9 и 10 памяти поступают на вход блока 11 измерения. Усреднением сигналов достигается отстройка от смещения листа 24 при движении от плоскости прокатки 3 в сторону одного из магниточувствительных элементов. Усредненный сигнал поступает на регистратор 12.

С приходом следующего листа процесс повторяется.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое изобретение позволяет повысить достоверность контроля отдельно следующих листов за счет устранения влияния края листа на результаты контроля.

Сравнительные испытания предлагаемого изобретения с прототипом, реализованном в установке ИМПОК-1А показали, что у прототипа дополнительная погрешность, вызванная влиянием края листа достигает 100%. В то время как у предлагаемого решения она отсутствует. .

Формула изобретения

Устройство для импульсного магнитного контроля листового проката сталей, содержащее генератор импульсов тока, к первому выходу которых встречно подключены два намагничивающих соленоида, расположенные соосно, две цепочки в виде последовательно соединенных магниточув- ствительного элемента, пикового детектора и блока памяти каждая и регистратор, вход которого соединен с выходом блока усреднения, входы которых соединены с выходами блоков памяти, отличающееся тем,- что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено формирователем импульсов, источником сигнала о скорости движения листа, преобразователем напряжение-частота, блоком деления частоты, генератором высокой частоты, соосными излучающей и приемной катушками, полосовым фильтром, детектором, компаратором и источником опорного напряжения, при этом

выход источника сигнала о скорости движения листа соединён с входом преобразователя напряжение-частота, выход которого соединен с информационным входом блока деления частоты, выход генератора высокой

частоты подключен к излучающей катушке, приемная катушка подключена к входу полосового фильтра, выход которого соединен с входом детектора, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй

входи выход которого соединены с выходом источника опорного напряжения и установленным входом блока деления частоты, выход которого соединен с входом управления генератора импульсов тока, второй выход

которого соединен с блокировочным входом блока деления частоты., установочными входами пиковых детекторов и входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входами пиковых детекторов и

входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входами управления блоков памяти, причем коэффициент деления блока деления частоты и расстояние между намагничивающими соленоидами и

излучающей катушкой выбирают из соотношений

N K(l +10) при расположении излучающей катушки до намагничивающих соленоидов по ходу движения листа и

N К(1 - 10) при расположении излучающей катушки после намагничивающих соленоидов по ходу движения листа, где М- коэффициент деления блока деления частоты;

I - величина краевого эффекта;

lo - расстояние между намагничивающими соленоидами и излучающей катушкой;

К - коэффициент преобразования скоррсти движения в частоту.

Сущность изобретения: устройство состоит из двух встречно включенных и распо- ложенных соосно намагничивающих соленоидов, соединенных с первым входом генератора импульсов тока, двух цепочек из последовательно соединенных магниточув- ствительного элемента, пикового детектора и блока памяти каждая, причем выходы блоков памяти через блок усреднения соединены с регистратором, последовательно соединенных источника сигнала о скорости движения листа, преобразователя напряжения в частоту и блока деления частоты, генератора высокой частоты, соединенного с излучающей катушкой, соосной с ней приемной катушкой, которая через полосовой фильтр соединена с компаратором, второй выход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход - с установочным входом блока деления частоты, выход которого соединен со входом управления генератора импульсов тока, второй выход которого соединен с блокировочным входом блока деления частоты, установочными входами пиковых детекторов и через формирователь импульсов со входами управления блоков памяти. Повышение достоверности контроля достигается за счет исключения влияния края листа на результаты контроля. 1 ил. Ё