Устройство для импульсного магнитного контроля листового проката сталей

, 1810856 1 ЯЗЗ/ 5)5 ТВУ О ы ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Институт прикладной физики АН БССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1022085, кл, 6 01 В 33/12, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ ЛИСТОВОГОПРОКАТА СТАЛЕЙ(57) Сущность изобретения: устройство состоит иэ двух встречно включенных и расположенных соосно намагничивающихсоленоидов, соединенных с первым входомгенератора импульсов тока, двух цепочек изпоследовательно соединенных магниточувствительного элемента, пикового детектора и.блока памяти каждая, причем выходы блоков памяти через блок усреднения соединеИзобретение 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 магниточувствительными элементами величины ны 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 блошка деления частоты, установочными входами пиковых детекторов и через формирователь импульсов З со входами управления блоков памяти. Повышение достоверности контроля достигается за счет исключения влияния края листа на результаты контроля. 1 ил.М 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 нэмагничивающих соленоидов и величиной краевого эффекта (зэ величину краевого эффекта принимается минимальное расстояние от края листа, на котором величина этого расстояния не влияет на величину поля остаточной намагниченности контролируемого учэс гкэ листа). Тем самым, кой,50 55 снижается достоверность контроля при переходе от контроля сплошной полосы к контролю отдельно следующих друг за другом листов. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого 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 вьход - 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 в, случае, если излучающая катушка расположена перед намагничивающими соленоидами со стороны движения листа, и в случае, если излучающая катушка расположена после намагничивающих соленоидов со стороны движения листа, гдеМ - коэффициент деления блока деления частоты,- величина краевого эффекта.о - 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 состоит из двух. соосных встречно включенных соленоидов 1 и 2, расположенных по обе стороны от плоскости 3 прокатки и соединенных с первым выходом генератора 4 импульсов тока, двух цепочек из последовательно соединенных магнито 5 10 15 20 25 30 чувствительного элемента 5(б), пикового детектора 7(8) и блока памяти 9(10) каждая, причем магниточувствительные элементы 5 и б 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 и риемной 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 установочному входу блока 15 деления частоты. Выход блока 15 деления частоты соединен со входом управления генератора 4 импульсов тока, второй выход которого соединен с блокировоцным 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 в случае, если излучающая катушка расположена перед намагничивающими соленоидами со стороны движения листа 24, и в случае, если излучающая катушка расположена после намагничивающих соленоидов со стороны движения листа 24, гдеМ - коэффициент деления блока 15 деления,- величина краевого эффекта,- расстояние между намагничивающими соленоидами и излучающей катушК - коэффициент преобразования скорость движения листа - частота импульсов,Устройство работает следующим образом. Сигнал с генератора 16 высокой частоты поступает на излучающую катушку 17. Излучаемый ею электромагнитныи сигнал принимается приемной катушкой 18 и через полосовой фильтр 19, настроенный на частоту генератора 16 высокой частоты, и детектор 20 поступает на компаратор 21,181 ОВбь а во втором случае 1 - 1 о т 2 =- ---Ч(5) Когда лист 24 при своем движении перекрывает связь между излучаюгцей 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 1 - частота импульсов,ч - скорость движения листа,К - коэффициент преобразования "скорость движения листа - частота импульсов",Если излучающая катушка 17 расположена на расстоянии 1 перед намагничивающими соленоидами 1 и 2 со стороны движения листа, то.в момент срабатывания компаратора 21 край листа находится на расстоянии 1 о от них, Если же излучающая катушка 17 расположена на расстоянии 1 о 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 расстояниео, При поступлении импульса с компаратора на блок 15 деления частоты последний переходит в режим дел,ения,Чтобы магнитная метка была нанесена на расстоянии от края не меньшем, чем величина краевого эффекта 1, лист должен пе 1реместиться в первом случае на расстояние 1+ 1 о, а во втором - на расстояние 1- 1 о, 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+1 ос = --- - (2)ч За это время на вход блока 15 делениячастоты с выхода преобразователя 14 напряжения в частоту поступит М и й 2 импульсов соответственно, При этом10 М 2 И 2 15 КЧПриравнивая (2) и (4), (3) и (5) соответственно, получим, что для того, чтобы устранить влияние краевого эффекта на 20 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 ме нее чем М= К(1 ф 1 о) (для первого случая)и М 2 = К(1 - 1 о) (для второго случая) 30 т,е. коэффициент деления К блоков 15 деления должен быть выбран из условия КК(1 + о) (для первого случая) МК( - 1 о) (для второго случая) 35 После окончания пересчета блок 15 деления частоты переходит в режим ожидания прихода следующего импульса с компаратора 21.40 При поступлении на управляющий входгенератора 4 импульсов тока сигнала с блока 15 деления частоты генератор 4 импульсов тока формирует импульс, который проходя через намагничивающие соленои 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, устанавливает пиковые детекторы 7 и 8 в исходное состояние.При перемещении контролируемого изделия 24 вдоль направления прокатки намагниченный локально с двух сторон участок листа проходит мимо магниточувствительных элементов 5 и 6, наводя в них сигналы, пропорциональные полю остаточной намагниченности (или его градиенту), Максимальные значения этих сигналов фик 1810856сируются пиковыми детекторами 7 и 8 соотве 1 ственно. и по импульсу, поступающемуна их установочные входы со второго выхода генератора 4 импульсов через формирователь 23 импульсов переписываются в 5блоки 9 и 10 памяти. Сигналы с выходовблоков 9 и 10 памяти поступают на входблока 11 измерения. Усреднением сигналовдостигается отстройка от смещения листа24 при движении от плоскости прокатки 3 в 10сторону одного из магниточувствительныхэлементов, Усредненный сигнал поступаетна регистратор 12,С приходом следующего листа процессповторяется. 15Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое изобретение позволяет повысить достоверность контроляотдельно следующих листов за счет устранения влияния края листа на результаты 20контроля.Сравнительные испытания предлагае-мого изобретения с прототипом, реализованном в установке ИМПОКА показали,что у прототипа дополнительная погрешность, вызванная влиянием края листадостигает 100, В то время как у предлагаемого решения она отсутствует.Формула изобретенияУстройство для импульсного магнитного контроля листового проката сталей, содержащее генератор импульсов тока, кпервому выходу которых встречно подключены два намагничивающих соленоида, расположенные соосно, две цепочки в виде 35последовательно соединенных магниточувствительного элемента, пикового детектораи блока памяти каждая и регистратор, входкоторого соединен с выходом блока усреднения, входы которых соединены с выходами блоков памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем;что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено формирователем импульсов, источником сигнала о скоростидвижения листа, преобразователем напряжение-частота, блоком деления частоты, генератором высокой частоты, соосными излучающей и приемной катушками, полосовым фильтром, детектором, компаратором иисточником опорного напряжения, при этомвыход источника сигнала о скорости движения листа соединен с входом преобразователя напряжение-частота, выход которогосоединен с информационным входом блокаделения частоты, выход генератора высокойчастоты подключен к излучающей катушкеприемная катушка подключена к входу полосового фильтра, выход которого соединенс входом детектора, выход которого соединен с первым входом компаратора, второйвход и выход которого соединены с выходомисточника опорного напряжения и установленным входом блока деления частоты, выход которого соединен с входом управлениягенератора импульсов тока, второй выходкоторого соединен с блокировочным входомблока деления частоты., установочными входами пиковых детекторов и входом форми-.рователя импульсов, выход которогосоединен с входами пиковых детекторов ивходом формирователя импульсов, выходкоторого соединен с входами управленияблоков памяти, причем коэффициент деления блока деления частоты и расстояниемежду намагничивающими соленоидами иизлучающей катушкой выбирают из соотношениййК( + 1 о) при расположении излучающей катушки до намагничивающих соленоидов по ходу движения листа ийК 0-о) при расположении излучающей катушки после намагничивающих соленоидов по ходу движения листа,гдей- коэффициентделения блока делениячастоты;1 - величина краевого эффекта;1 о - расстояние между намагничивающими соленоидами и излучающей катушкой;К - коэффициент преобразования скорости движения в частоту,Составитель В,Матюкедактор Г.Мельникова Техред М,Моргентэл Корректор С.Патрушева при ГКНТ ССС роизводственно издвгельский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 1 Г 1 Заказ 1444 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изо 113035, Москва, Ж, Ра