Способ измерения параметров движущихся электропроводящих изделий Советский патент 1977 года по МПК G01N27/86 G01B7/06 

I

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для неразрушающего контроля и измерения параметров движущихся с высокой скоростью электропроводящих изделий, на пример стальной полосы.

Известен способ измереиия параметров электропроводящих изделий, заключающийся в том, что с двух сторон изделия размещают катущки экранного преобразователя и регистрируют сдвиг фаз напряжения на катушках, обусловленный затуханием электромагнитного поля в металле.

Недостатком такого способа является низкая надежность при высоких скоростях движения изделий.

Известен также способ измерения параметров движущихся электропроводящих изделий, заключающийся в том, что изделие помещают в магнитное поле, размещают у поверхности изделия чувствительный элемент, например феррозондовый преобразователь, и по его сигналу судят о величине магнитного поля вихревых токов, возникающих в изделии, по которой определяют контролируемые параметры.

Недостатком этого способа является низкая надежность измерения параметров и невозможность измерения скорости движения изделия.

Целью изобретения является повыщение надежности измерения параметров движущихся изделий, а также измерение скорости движения изделия.

Для этого по предлагаемому способу используют постоянное магнитное поле с конфигурацией, обеспечивающей топографию одной из составляющих магнитного поля вихревых токов с выраженным максимумом

вдоль движения изделия, определяют вблизи поверхности изделия точку, в которой эта составляющая достигает уровня 0,7 от максимальной величины в сторону движения изделия, Н размещают в зоне этой точки чувствительный элемент, по величине сигнала которого судят о толщине изделия, определяют вторую точку вблизи поверхности изделия, в которой другая составляющая магнитного поля вихревых токов изменяет свой знак,

помещают в зоне этой точки второй чувствительный элемент, измеряют одновременно обе составляющие магнитного поля вихревых токов и по величине суммарного сигнала судят о скорости изделия.

На фиг. 1 показана принпипиальная схема осуществленпя предлагаемого способа; на фиг. 2 - распределение вдоль направления движения изделия нормальной к поверхности изделия составляющей А и тангенциальной

составляющей Б напряженности магнитного

поля вихревых токов; на фиг. 3 представлена зависимость В в точке XQ нормальной составляющей поля от толпдппы изделия, зависимость Г нормальной составляюндей от скорости движения, а также зависимость Д таигендиальной составляющей в точке и зависимость Е суммарного сигнала от скорости движения изделия.

Способ осупдествляется следующим образом.

При движении изделия 1 вдоль оси X в магнитном поле линейного проводника 2 с током в изделии образуются вихревые токи, возбуждаемые движением. Тоиография магнитного поля вихревых токов зависит от их расиределения в толще изделия, которое, в свою очередь, определяется конфигурацией намагничивающего поля. Для ноля линейного проводника с током распределение вихревых токов в тонком листе при малой скорости движения таково, что нормальная к листу составляющая магнитного поля вихревых токов (см. фиг. 2) имеет выраженный максимум в точке (система координат связана с намагиичивающим линейным проводником), и в этой же точке тангенциальная составляющая магнитного поля вихревых токов изменяет свой знак. С ростом толщины движущегося изделия топография магнитного поля вихревых токов изменяется так, что максимум нормальной составляющей его растет по величине и смещается в сторону движения изделия. При этом в различных точках X закономерность изменения нормальной составляющей различиа и имеет постоянную крутизну (см. фиг. 3) в зоне точки Хо, которая соответствует уровню 0,7 от максимума на кривой распределения нормальной составляющей и в которой размещают первый чувствительный элемент 3. Зависимость в этой точке, показанная на фиг. 3, получена при движении листа со скоростью 25 м/сек.

Аналогичная зависимость нормальной составляющей в точке XQ наблюдается и от скорости движения изделия. Однако здесь довольно быстро нроявляется нелинейность зависимости, поэтому для расщирения дианазона линейности можно использовать зависимость от скорости и тангенциальной составляющей магнитного поля вихревых токов. Для

этого второй чувствительный элемент 4, сигнал которого суммируется с первым, необходимо расположить в такой точке X, чтобы суммарный сигнал имел максимальный диапазон линейной зависимости от скорости. Этой точкой является точка изменения знака тангенциальной составляющей 0, зависимость поля в которой показана на фиг. 3 (кривая Д). Па фиг. 3 (кривая Е) показано также в единицах ноля изменение суммарного сигнала, линейность измерения которого сохраняется до скорости почти 25 м/с.

Таким образом, предложенный способ позволяет производить контроль параметров движущихся металлических объектов при высоких скоростях движения.

Формула изобретения

1. Способ измерения параметров движущихся электропроводящих изделий, заключающийся в том, что изделие помещают в магнитное поле, размещают у поверхности изделия чувствительный элемент, например феррозондовый преобразователь, и по его сигналу судят о величине магнитного поля вихревых токов, возникающих в изделии, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности измерения параметров движущихся изделий, используют постоянное магнитное поле с конфигурацией, обеспечивающей топографию одной из составляющих магнитного поля вихревых токов с выраженным максимумом вдоль движения изделия, определяют вблизи поверхности изделия точку, в которой эта составляющая достигает уровня 0,7 от максимальной величины в сторону движения изделия, и размещают в зоне этой точки чувствительный элемент, по величине сигнала которого судят о толщине изделия.

2. Способ по п. I, отличающийся тем, что, с целью измерения также и скорости движения изделия, определяют вторую точку вблизи поверхности изделия, в которой другая составляющая магнитного поля вихревых токов изменяет свой знак, помещают в зоне этой точки второй чувствительный элемент, измеряют одновременно обе составляющие магнитного поля вихревых токов и по величине суммарного сигнала судят о скорости движения изделия.

о 0,S J if 2 0 8 fZ rs- lf,ft/ce/f fpue.3