Способ непрерывного контроля толщины слоев биметалла с ферромагнитным основанием

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для непрерывной толщинометрии слоев листового и рулонного биметалла из электропроводных и ферромагнитных материалов. Технический результат - повышение точности измерения толщины слоев биметалла в технологическом процессе прокатки, расширение функциональных возможностей и расширение области применения. На биметалл воздействуют переменным магнитным полем, которое возбуждают индуктором с П-образным магнитопроводом. Индуктор располагают с зазором со стороны ферромагнитного слоя. Экранную измерительную катушку размещают над индуктором с противоположной стороны биметалла. Второй эталонный индуктор и вторую экранную эталонную катушку располагают аналогично относительно эталона. Экранные измерительная и эталонная катушки, вторичные обмотки индукторов включены соответственно последовательно-встречно. Отклонение толщин слоев биметалла определяют по изменению напряжений на экранной измерительной и вторичной обмотке индуктора относительно напряжений соответственно на экранной эталонной катушке и вторичной обмотке эталонного индуктора. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для непрерывной толщинометрии слоев листового и рулонного биметалла из электропроводных и ферромагнитных материалов.

Известен способ измерения толщины немагнитного покрытия на ферромагнитном основании (А.С. СССР 1798617, G 01 В 7/06, 1993 г.), заключающийся в том, что используют кольцевой магнит, между его торцем и контролируемой поверхностью размещают ферромагнитную пленку с управляемой доменной структурой, а величину изменения напряженности магнитного поля определяют по диаметру образующегося в ферромагнитной пленке цилиндрического домена.

Недостатком данного способа является определение толщины только одного слоя двухслойных изделий, невозможность измерения толщины в технологическом процессе изготовления многослойных изделий.

Известен способ контроля толщины металлических поверхностных слоев (А.С. СССР 1758413, G 01 B 7/00, G 01 N 27/90, 1990 г.), заключающийся в том, что на материал воздействуют переменным магнитным полем, измеряют индуктивным преобразователем на поверхности этого материала нормальную и тангенциальную составляющие указанного поля, определяют отношение сигналов этого преобразователя, переменное магнитное поле возбуждают по крайней мере на двух частотах индуктором с П-образным магнитопроводом, контактирующим полюсами с контролируемым материалом, нормальную составляющую поля измеряют на оси симметрии между указанными полюсами, тангенциальную составляющую измеряют под полюсом магнитопровода и определяют отношение указанных отношений на каждой из частот магнитного поля, по которому фиксируют толщину поверхностного слоя материала.

Недостатком данного способа является определение толщины только одного слоя двухслойных изделий, а также невозможность использования данного способа для бесконтактного контроля, что значительно снижает область применения и функциональные возможности.

Технический результат - повышение точности измерения толщины слоев биметалла в технологическом процессе прокатки, расширение функциональных возможностей и расширение области применения.

Технический результат достигается тем, что способ непрерывного контроля толщины слоев биметалла с ферромагнитным основанием, заключающийся в том, что на биметалл воздействуют переменным магнитным полем, которое возбуждают индуктором с П-образным магнитопроводом, индуктор располагают с зазором со стороны ферромагнитного слоя, дополнительно используют экранную измерительную катушку, которую размещают над индуктором с противоположной стороны биметалла, второй эталонный индуктор и вторую экранную эталонную катушку, которые располагают аналогично относительно эталона, причем экранные измерительная и эталонная катушки, а также вторичные обмотки индукторов включены соответственно последовательно-встречно, отклонение толщин слоев от эталона определяют по изменению напряжений на экранной измерительной и вторичной обмотке индуктора относительно напряжений соответственно на экранной эталонной катушке и вторичной обмотке эталонного индуктора.

На чертеже представлена схема устройства, реализующее способ непрерывного контроля толщины слоев биметалла с ферромагнитным основанием.

Устройство состоит из биметаллической полосы 1, эталона 2, двух индукторов, один из которых измерительный 3, а другой - эталонный 4, соединенные с генератором 5 переменного тока, выпрямителей 6 и 10, указателей отклонения толщины 7 и 11, экранных измерительной 8 и эталонной 9 катушек.

Способ осуществляется следующим образом.

Биметаллическая полоса 1 и эталон 2 намагничиваются с помощью П-образных электромагнитов 3 и 4 на фиксированной частоте генератором 5. Электромагниты установлены со стороны ферромагнитного слоя биметалла. В электромагните магнитная цепь замыкается измеряемой полосой, в эталонном - эталоном. Первичные обмотки электромагнитов питаются переменным током от генератора такой частоты, когда эффективная глубина проникновения вихревых токов больше, чем толщина измеряемой полосы. Во вторичных обмотках электромагнитов возникают напряжения, которые пропорциональны толщинам измеряемого ферромагнитного основания биметалла и эталона. Вторичные обмотки соединены так, что их напряжения в схеме сравнения направлены навстречу одно другому. Так как напряжение, поступающее от вторичной обмотки эталонного электромагнита, постоянно, а напряжение от вторичной обмотки измерительного электромагнита, контролирующего толщину ферромагнитного слоя прокатываемой биметаллической полосы, меняется в зависимости от изменения этой толщины, то результирующее напряжение будет пропорционально отклонению толщины от заданной эталоном. Выпрямленный ток поступает на указатель 7 отклонения толщины ферромагнитного слоя биметаллической полосы от заданной толщины.

Экранные измерительная 8 и эталонная 9 катушки расположены соответственно над измерительным электромагнитом 3 и эталонным электромагнитом 4 с противоположной стороны биметаллической полосы 1 и эталона 2. Катушки 8 и 9 соединены последовательно-встречно и напряжения в схеме сравнения направлены навстречу одно другому. Синусоидальный ток, действующий в возбуждающих (первичных) обмотках измерительного и эталонного электромагнитах, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в электропроводящем верхнем слое биметаллической полосы. Эти вихревые токи затухают по мере проникновения вглубь исследуемого объекта. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на измерительную 8 и эталонную 9 катушки, наводя в них эдс, которые пропорциональны толщинам измеряемого верхнего слоя биметалла и эталона. Напряжение эталонной катушки также постоянно, а напряжение измерительной катушки, контролирующая толщину верхнего слоя биметаллической полосы, меняется в зависимости от изменения этой толщины. Результирующее напряжение будет пропорционально отклонению толщины от заданной эталоном. Выпрямленный ток в выпрямителе 10 поступает на второй указатель 11 отклонения толщины верхнего слоя прокатываемого биметалла от заданной толщины.

Для проверки работоспособности предлагаемого технического решения на АО ЗПС (г. Тамбов) на линии рулонного производства биметаллической полосы размерами по толщине (1,9-4,5) мм с антифрикционным слоем АО - 12-1, АО - 20-1, АО - 6-1 проводились измерения толщины слоев биметалла в процессе прокатки, погрешность измерения толщины слоев при этом составила 3,2%, что дает возможность использовать предлагаемое техническое решение и для регулирования соотношения слоев биметаллической полосы в процессе прокатки.

Формула изобретения

Способ непрерывного контроля толщины слоев биметалла с ферромагнитным основанием, заключающийся в том, что на биметалл воздействуют переменным магнитным полем, которое возбуждают индуктором с П-образным магнитопроводом, отличающийся тем, что индуктор располагают с зазором со стороны ферромагнитного слоя, дополнительно используют экранную измерительную катушку, которую размещают над индуктором с противоположной стороны биметалла, второй эталонный индуктор и вторую экранную эталонную катушку, которые располагают аналогично относительно эталона, причем экранные измерительная и эталонная катушки, а также вторичные обмотки индукторов включены соответственно последовательно-встречно, отклонение толщин слоев от эталона определяют по изменению напряжений на экранной измерительной и вторичной обмотке индуктора относительно напряжений соответственно на экранной эталонной катушке и вторичной обмотке эталонного индуктора.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля электрофизических параметров материалов и изделий

Изобретение относится к области неразрушающего вихретокового контроля материалов и изделий и, в частности, контроля содержания гадолиния в тепловыделяющих элементах (твэлах) ядерных энергетических реакторов

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в авиационной, машиностроительной, металлургической промышленности для контроля качества электропроводящих изделий по величине удельной электрической проводимости их материалов

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использовано для обнаружения дефектов в изделиях из электропроводящих материалов и под слоем диэлектрического покрытия, а именно для выявления структурных неоднородностей на кузовных деталях автотранспорта

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий вихретоковым методом и может быть использовано для оценки качества электрических сварных соединений в сварочном производстве, в частности сварных соединений, выполненных через отверстие диэлектрической пластины, например межэлементных сварных соединений в аккумуляторных батареях, выполненных через отверстия сепараторов моноблока

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля вибрации движущихся частей роторных машин в энергетике, турбонасосных агрегатов в нефтегазовой промышленности и других областях

Изобретение относится к контрольным приборам, использующимся в ядерной технике

Изобретение относится к многопараметровому неразрушающему электромагнитному контролю физико-механических свойств материалов и может быть использовано для измерения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик четырехполюсников

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано совместно с электромагнитными структуроскопами для дефектоскопии и структуроскопии изделий, в частности, методом вихревых токов

Изобретение относится к средствам контроля технологических процессов обработки ткани в текстильной промышленности и может быть использовано в отделочном производстве для обнаружения и пропуска шва ткани через рабочие органы на стригальных, мерильно-браковочных и других машинах

Изобретение относится к области оптической микроскопии, а более конкретно к оптическим микроинтерферометрам, которые используются для анализа чистоты обработки поверхности, и может быть использовано в микроэлектронике и других областях техники для контроля и измерений геометрических размеров элементов технологических структур микросхем, измерения толщины и глубины залегания пленок в многослойных пленочных структурах

Изобретение относится к способу по принципу токовихревого контроля, а также к устройству для определения толщины (dr) электрически проводящего защитного слоя, нанесенного на электрически проводящий основной материал

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения толщины листового материала в потоке, например при прокатке

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для бесконтактного измерения толщины немагнитных электропроводящих изделий методом вихревых токов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для непрерывного измерения толщины металлической полосы
Наверх