Устройство для электромагнитного контроля стального проката

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОЗ,M III%%%

РЕСПУБЛИК

3(5Н С 01 0 27/72

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ (,, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3369493/18-21 (22) 10.12 ° 81 (46) 15.07.83. Бюл. 9 26 (72) С.Г.Сандомирский (71) Институт прикладной физики

АН Белорусской ССР (53) 531.717(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 696369, кл. G 01 N 27/86, от 05.11.79.

Авторское свидетельство СССР по заявке В 2739141/25-28(041237), кл. G 01 N 27/86, 28.09.79. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОИА1 НИТНОХО КОНТРОЛЯ СТАЛЬНОГО ПРОКАТА, содержащее регулируемый импульсный генератор, два намагничивающих соле- . ноида, включенных встречно в цепь генератора, два считываницих преоб« разователя, сумматор и регистратор, ÄÄSUÄÄ 1029068 А о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него 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 соединены соответственно с первыми и вторыми входами блока умножения и первого сумматора, выходы которых соединены с входами блока деления, выход которого соединен с первьм входом вычитающего блока, выход которого соединен с входом регистратора и - I регулкруеиого усилителя, выход которого соединен с вторьве входом вычитающего блока и вторьвеи входамн второго и третьего сумматоров.

1029068

Изобретение относится к дефектоскопии и может быть использовано для неразрушающего контроля физических свойств, в частности твердости стального проката в процессе производства.

Известно устройство для электромагнитного контроля движущихся ферромагнитных материалов, содержащее генератор, намагничивающие соленоиды, включенные встречно в цепь . 10 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 счет частичной компенсации в суммарном сигнале изменений сигналов считываю щих преобразователей, так как эти изменения имеют противоположный знак(1).

Недостатком этого устройства является невозможность обеспечить отстройку от вибрационных колебаний контролируемого объекта в достаточно широких пределах, так как величина магнитного поля и, следовательно, величина сигнала считывающего преобразователя, зависят от расстояния до намагниченного контролируемого. объекта (листа, прутка) и, значит, от его смещений, не линейно. Поэтому в случае смещения контролируемого объекта в сторону одного иэ считывающих преобразователей, сигнал в нем увеличится на большую величину, чем уменьшится сигнал с второго преобразователя, и в результате этого суммарный сигнал всегда больше, чем в случае отсутствия смещения. Это 40 снижает точность контроля и сужает пределы возможной отстройки от вибрационных смещений контролируемого объекта.

Известно устройство для электро- 45 магнитного контроля механических свойств стального проката, содержащее регулируемый импульсный генератор два намагннчивающих соленоида,включенные встречно в цепь генератора, два считывающих преобразователя, сумматор, регистратор, логарифмические преобразователи, включенные между считывающими преобразователями и сумматорам, и антилогарифмический преобразователь, включенный между суммаротором и регистратором (2).:

Однако при больших амплитудах вибрации контролируемого объекта это устройство также не в состоянии обеспечить высокую точность контра- 60 ля. Это обусловлено тем, что экспоненциальная зависимость недостаточно точно отражает характер спада сигнала магниточувствительного преобразователя в зависимости от расстояния g5 до намагниченного ферромагнитного объекта (лист, пруток). Недостаточная точность контроля прн 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 соединены 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 и регулируемого усилителя, выход которого соединен с вторым входом вычитающего блока и вторыми входами ,второго и третьего сумматоров.

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 о ) - вариант расположения намагничйвающих соленоидов и счи тывающих преобразователей в том случае, если контролируемым объектом является пруток; на фиг.2 — зависимости выходного сигнала предлагаемого (кривые А, В )- и известного (кривые A В) устройств от смещения контролируемых листов между считывающими преобразователями,расположенными на расстоянии 10 см друг от друга; на фиг.3 - зависимости вы-. ходного сигнала предлагаемого (кривые Ь, М, N ) и известного (кри-.

I g I вые Ь, М,N ) устройств для смещения контролируемых прутков между считывающими преобразователями, расположенными на радЬтоянии 10 +d см (где

d — диаметр прутка).

Устройство для электромагнитного контроля стального проката содержит генератор 1 с регулируемой частотой следования импульсов намагничивания, намагничивающие соленоиды 2, считы- вающие 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, Намагничивающие

1029068 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 контролируемый объект - пруток) ° Считывающие преобразователи 3 расположены за намагничивающими соленоидами 2 по ходу движения контролируемого объекта

12 и симметрично относительно оси его движения.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемый объект 12 движется в зазоре между намагничивающими соле.маются постоянные уровни напряжения, пропорциональные по величине магнитному полю. При смещении контролиру35 емого объекта 12 в сторону одного из считывающих преобразователей 3 их сигналы становятся неодинаковыми, например, U и U2. Эти сигналы поступают соответственно на первые вхо- 40 ды второго и третьего сумматоров 5 и 6. На вторые входы этих сумматоров поступает сигнал (с выхода регулируемого усилителя 10. На.выходе второго сумматора 5 сигнал U8(, > =U<+(), а на выходе третьего сумматора 6 сигнал U8), 6 = U +„. Эти сигналы посту2. пают 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 Ugg)(= 2(U +f) (0,2+д ) . Этот сигнал поступает на первый вход блока 8 деления..

На выходе первого сумматора 4 сигнал равен 0 и = U +U +2d. Этот сигнал поступает на второй вход блока 8 деления, сигнал на выходе которого ра-вен отношению сигнала на- его первом входе к сигналу на его втором входе 60

U = - . Этот сигнал поВЫ 0 — П„+Ц2+2 0" .ступает на первый вход вычитающего блока 9, на второй вход которого поступает сигнал ф с выхода регулируе- 65 ноидами 2 (если объект — лист), ли;бо сквозь них (если объект — пруток)

20 и между считывающими преобразователями 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 насыщения. Магнитные метки проходят мимо считывающих преобразователей- 3 и наводят в них сигналы. С выходов считывающих преобразователей 3 снимого усилителя 10. Таким образом на вход регулируемого усилителя 10 и на регистратор 11 поступает сигнал U

2 U<+d U<+

ВЫХ U<+uZ+2 d

-д. Максимальное значение этого сигнала за время прохождения магнитной метки мимо считывающих преобразователей 3 регистрируется регистратором 11 и по нему судят о свойствах контролируемого объекта 12. Сигнал / на выходе регулируемого усилителя 10 равен Д =Е()щ, где k — коэффициент усиления усилителя lg. 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 магниточувствительньми преобразователями и их тип. На практике коэффициент k должен устанавливаться в интервале ОЖс1 следующим образом. Контролируемый объект 12 намагничивают как было ука. зано и помещают посередине между считывающими преобразователями 3.

При этом запоминают показание прибора. Затем отклоняют регулируемый объект на расстояние максимально возможного вибрационного смещения.

Регулируют коэффициент 1 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.3, 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 пред1029068

Ъх (н3) Ъх у (юф

Фиг.2

Составитель С.йумилишская

Редактор А;Химчук Техред М,Тепер Корректор A.Äçÿòêî

Эаказ 4966/41 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 лагаемого устройства — лишь 2% (фиг.3).

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 считывающих преобразователей, вызванные смещениями контролируемых объектов между ними, компенсируют друг друга в результирующем сигнале устройства практически полностью.